UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I · PDF fileKëto janë materiale me...
-
Upload
hoangkhuong -
Category
Documents
-
view
326 -
download
8
Transcript of UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I · PDF fileKëto janë materiale me...
UNIVERSITETI I PRISHTINËS
FAKULTETI I INXHINIERISË MEKANIKE
PRISHTINË
STUDIME MASTER
METODAT JOKONVENCIONALE TË PËRPUNIMIT
Prof. Asc. Dr. Nexhat Qehaja
Prishtinë 2013
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page2
1.0 BAZAT E METODAVE JO KONVENCIONALE TË PËRPUNIMIT
1.1. HYRJE
Progresi teknik –teknologjik dhe zhvillimi i theksuar i një mori teknikash të ndryshme (të
aviacionit, raketorë, kozmik, nuklear, elektronik, kompjuterik etj.) ka sjellur gjerë te
zhvillimi i vazhdueshëm i prodhimtarisë dhe zbatimit të nomenklaturës së gjërë të
materialeve të reja. Këto janë materiale me karakteristika dukshëm më të mira si
mekanike ashtu edhe ato tribologjike (konsum), me fortësi të lartë në tërheqje dhe
qëndrueshmëri të lartë ,qëndrueshmëri të lartë në temperatura të ulta dhe të larta dhe me
qëndrueshmëri dukshëm më të lartë në konsumim e tjerë ( legurat e forta me
qëndrueshmëri të lartë, metalet e forta, materialet në bazë të volframit, diamanti sintetik,
materialet kompozite e tjerë ).
Përpunimi i materialeve të reja me metoda klasike është dukshëm i vështirësuar shpesh
edhe i pa mundshëm . për këtë arsye në mënyrë paralele zhvillohen, përsosen dhe
aplikohen metoda progresive, me prodhueshmëri me të lartë dhe ekonomicitet me të lartë
të përpunimit të metaleve. Zhvillim i vazhdueshëm i metodave të reja dhe përsosja e
metodave të përpunimit ka kushtëzuar shfaqjen e një mori të metodave të ndryshme të
klasifikuara në dy grupe themelore: metodat e përpunimit mekanik ( përpunimi i
metaleve me prerje dhe me deformim) dhe metodave jo konvencionale të përpunimt (
themelore dhe të kombinuara ), me ose pa heqjen e tepricës së materialit ( me ose pa
heqjen e ashklës figura 7.19).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page3
Figura 1.1 Metodat e përpunimit me dhe pa heqje te ashklës
Metodat e përpunimit mekanik kanë një mori përparësish, sikur që janë: universaliteti,
fleksibiliteti teknologjik, shpenzimet e vogla të energjisë gjatë prodhueshmërisë dhe
ekonomicitetit përkatës të përpunimit të metaleve, mundësisë së përpunimit të produkteve
me forma dhe dimensione të ndryshme, saktësi e lartë e përpunimit dhe kualitet i lartë i
sipërfaqes së përpunuar e tjerë. Mu për këto arsye metodat e përpunimt mekanik të
metaleve paraqesin, në kushtet e prodhimtarisë bashkëkohore, metodat themelore të
përpunimit të metaleve.
Përpunimi i materialeve të reja me metodat klasike është i vështirësuar, jo ekonomik ( për
shkak të shpejtësisë së vogël të prerjes dhe kohëzgjatjes së përpunimit), e shpesh edhe i
pa mundshëm. Kjo kërkon edhe përsosjen e metodave ekzistuese konvencionale,
zhvillimin e instrumenteve prerëse të reja më kualitative dhe metodave të ashtuquajtura
metoda jo konvencionale të përpunimit.
Metodat jo konvencionale të përpunimit janë metoda tek të cilat largimi i tepricës së
materialit , ndryshimi i formës, dimensionit dhe strukturës së materialit realizohet me
shfrytëzimin e energjisë elektrike, kimike, optike, magnetike, nukleare dhe formave tjera
të energjisë të sjelluar drejt për drejt në procesin e përpunimit- në zonën e përpunimit. Në
vitin 1980 me metodat e përpunimit mekanik janë të realizuara 90-95% të të gjitha
operacioneve prodhuese të përpunimit të metaleve në botë. Sipas analizave të shumë
autorëve në të ardhmen pritet ndryshim i rëndësishëm në pikëpamje të numrit të
Metodat e përpunimit të metaleve
Me heqjen e ashklës
- përpunimi me prerje - metodat jokonvencionale - metodat e kombinuara të përpunimit
Pa heqjen e ashklës
- përpunimi me deformim - metodat jokonvencionale - metodat e kombinuara të përpunimit
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page4
operacioneve të cilat do të realizohen me metodat jokonvencionale të përpunimit.
Analizat e cekura tregojnë se në vitin 2000 me metodat jo konvencionale janë realizuar
rreth 50% të operacioneve prodhuese (përpunimi elektro-eroziv 10%, përpunimi
elektrokimik 25% dhe metodat tjera 15%). Sikur që vërehet zhvillimi i mëtutjeshëm
intensiv i metodave jokonvencionale të përpunimit do të sjell deri tek përdorimi
përkatësisht zbatimi i gjërë në prodhimtari.
1.2. ZHVILLIMI I SHKURT HISTORIK
Metodat e përpunimit të metaleve, sipas formës së energjisë së sjellur në proces ( zona e
përpunimit ), ndahen në mekanike, elektrike termike e tjerë. Metodat themelore janë
metodat mekanike të përpunimit mirëpo prej 1980 fillon edhezhvillimi i theksuar dhe
zgjerimi i vazhdueshëm i zbatimit të metodave jo konvencionale të përpunimit të bazuar
në shfrytëzimin e energjisë elektrike, të cilat sjellin deri tek proceset ndryshmet termike,
kimike dhe mekanike në zonën e përpunimit figura 1.2. Metoda termike kryesisht
shfrytëzohen për fitimin e gjysmëfabrikateve dhe përpunimin termik gjerësa metodat
kimike kanë zbatim të kufizuar në procesin e përpunimit të elementeve të makinave,
pajisjeve e mekanizmave tjerë.
Metodat e para jokonvencionale të përpunimit janë të iniciuara në fund të shekullit
XVIII, në vitin 1770. Shkenctari anglez J. PRISTLI është i pari që vrojtoj dukurinë e
shkatërrimit eroziv të metaleve gjatë veprimit të rrymës elektrike. Në vendin e ndarjes së
qarkut elektrik vie deri të shfaqja e shkëndijës elektrike ose harkut elektrik figura 1.3.
Edhe shkëndija edhe harku shkaktojnë shkatërrimin e metalit në zonën e ndërprerjes së
qarkut elektrik, përkatësish shfaqjen e përpunimit elektroeroziv. Hulumtimet me qëllim të
evitimit negativ- të dëmshëm të efektit erozivë në vendin e kontaktit elektrik, kanë arritur
shkencëtarët sovjetik B.R dhe N. LAZARENKO që të shfrytëzojnë veprimin gjegjësisht
efektin eroziv të shkarkimit elektrik dhe të zhvillojnë metodën e përpunimit të metaleve
me anë të elektroerozionit. Në vitin 1943, ata kanë paraqitur metodën e përpunimit me
emërtimin “erozioni elektro-shkendijë”.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page5
Figura 1.2. Metodat jokonvencionale të përpunimit sipas llojit të veprimit të energjisë
elektrike të aplikuar në proces
Figura 1.3 Parimi themelor i përpunimit elektro-eroziv
Metodat e para të përpunimit elektrokimik fillojnë që nga VITI 1911, kur është aplikuar
polirimi elektrokimik i metaleve. Nga viti 1947 gjer 1950 janë të zhvilluara edhe metodat
tjera të përpunimit elektrokimik, me zhvillimin e njëkohësishëm edhe të metodave të
përpunimit anodo-mekanik, anodo-abraziv dhe metodave tjera të përpunimit
jokonvencional.
Metodat jokonvencionale të përpunimit
Metodat e përpunimit të bazuara në:
Me veprim kimik të rrymës
elektrike
Me veprim termik të rrymës
elektrike
Me veprim mekanik të
rrymës elektrike
Me veprim të kombinuar të
rrymës elektrike
- Përpunimi elektrokimik - përpunimi anodo-mekanik
- përpunimi me tufë elektronike - përpunimi me ultrazë
- përpunimi elektro-eroziv - përpunimi me plazmë -përpunimi me laser
Instrumenti-katoda
Shkëndija elektrike
Gjeneratori i impulseve
Dielektriku (fluidi punues)
Detali që përpunohet
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page6
Bazat e laserit dhe parimet e tij fundamentale i ka parashtruar Albert EINSTEIN, në vitin
1917 ndërsa pajisja e parë laserike e destinuar për përpunimin e metaleve, matje dhe
kontroll të prodhimeve janë të zhvilluara në vitin 1961/62, në Bashkimin Sovjetike dhe
SHBA.
Në vitin 1983 kanë filluar edhe hulumtime të rëndësishme të dukurive në zonën e
tensionit të lartë të shkarkimit të shkëndijës elektrike në mediumin e lëngët. Këto
hulumtime paraqesin fillet e zhvillimit të përpunimit elektro-hidraulik EHD.
Metodat e përpunimit elektro-kimik ( sidomos të korrodimit kontural kimik ) janë të
zbatura në prodhimtari në vitet 1954/1955. Në ato vite në mënyrë shumë strikte janë
parashtruar kërkesat për zvogëlimin e peshës së konstruksionit, pa zvogëlimin e ngurtsisë
dhe stabilitetit të tij. Për qëllime të tilla në veçanti është efektiv përpunimi elektro-kimik.
Prodhimtarinë në kushtet bashkëkohore e karakterizon zbatimi i gjerë i përpunimit me
ultratingull, përpunimit laserik, përpunimit me plazmë, përpunimit në fushën elektro-
magnetike e ngjashëm. Këto janë metoda të cilat mundësojnë përpunimin e materialeve
me përpunushmëri të vështirë, ngritjen e nivelit të prodhueshmërisë dhe ekonomicitetit të
përpunimit të metaleve, dukshëm zgjerojnë zbatimin e materialeve të reja dhe zhvillimin
e konstruksioneve racionale dhe kompakte me gabarite shumë të vogla të makinave,
instrumenteve prerëse pajisjeve e tjerë.
1.3. KLASIFIKIMI I METODAVE JOKONVENCIONALE TË PËRPUNIMIT
Klasifikimi mund të bëhet në mënyra të ndryshme me më pak ose më shumë lloje të
kufizuar të metodave jokonvenciuonale të përpunimit figura 1.4. Numri i madh i
metodave të ndryshme mund të klasifikohet edhe sipas : llojit të energjisë e cila
shfrytëzohet, mekanizmave themelorë të cilët largojnë tepricën e materialit, llojit të
mediumit punues përkatësisht transmetues, tipit të burimit të energjisë dhe një mori më
pak ose më shumë të karakteristikave relevante të procesit të përpunimit figura 1.5.
Metodat jokonvencionale të përpunimit të paraqitura në kushtet e prodhimtarisë
bashkëkohore, dallojnë reciprokisht sipas shkallës së aplikimit praktik. Kështu që disa
metoda kanë arritur shkallë mjaft të lartë të zbatimit praktik ( psh. përpunimi elektro-
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page7
eroziv dhe elektro-kimik) , ndërsa të tjerat mjaft pak ose në mënyrë jo të rëndësishme
janë të zbatuara në praktikë ose janë në fazën e hulumtimeve eksperimentale dhe ende
përpunohen ( përpunimi elektro-hidraulike ngjashëm).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page8
Figura 1.4 . Një klasifikim i mundshëm i metodave jokonvencionale te përpunimit
Met
odat
joko
nven
cion
ale
të p
ërpu
nim
it
Për
puni
mi e
lekt
roki
mik
EC
M
-Me
elek
trol
it q
arku
llue
s -E
lekt
ro-a
braz
ive
Për
puni
mi e
lekt
ro-e
rozi
v-E
DM
-Me
Ele
ktro
shk
ëndi
jë
- m
e el
ktro
impu
ls
- m
e el
ktro
kon
takt
Për
puni
mi m
r ul
traz
ë E
US
Me
susp
enzi
onin
abr
aziv
-
me
susp
enzi
onin
ab
razi
v të
det
yrue
shëm
Për
puni
mi m
e tu
fën
e el
ektr
onev
e
-Për
puni
mi m
e la
ser
LB
M
-Për
puni
mi m
e tu
fë
elek
tron
ike
LB
M
-Për
pini
mi j
oniz
ues
IBM
Për
puni
mi m
e pl
azm
ë P
JM
Për
puni
mi k
imik
CM
Për
puni
mi m
e ek
splo
ziv
Për
puni
mi m
e vr
ushk
ulli
n e
ujit
WJM
Për
puni
mi m
e vr
ushk
ulli
n a
braz
iv
Met
odat
e k
ombi
nuar
a jo
konv
enci
onal
e të
për
puni
mit
- an
odo-
mek
anni
ke
-me
ultr
azë
kim
ike
-ele
ktro
-hid
raul
ike
- el
ektr
o-er
oziv
e -k
imik
e e
ngja
shëm
Met
odat
e k
ombi
nuar
a m
ekan
ike
dhe
joko
nven
cion
ale
të p
ërpu
nim
it
-ele
ktro
mek
anik
e -
në f
ushë
n el
ekte
mag
netik
e -m
e vi
brim
e e
tjer
ë
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page9
Figura 1. 5. Metodat jokonvencionale të përpunimit të renditura sipas karakteristikave
themelore
mek
anik
e
defo
rmim
i
prer
ja
term
oele
ktri
ke
Shk
rirj
a dh
e av
ulli
mi
Lëv
izja
e
jone
ve
elek
trok
imik
e
kim
ike
tret
ja
Me
kont
akt m
ekan
ik
Thë
rrm
ija
me
shpe
jtës
i shu
më
të
mad
he
Vru
shku
lli i
lëng
ët
me
shpe
jtësi
shu
më
të m
adhe
elek
tron
et
foto
net
Vru
shku
lli jo
nik
elek
trol
iti
Tre
tësi
rat
Inst
rum
enti
pre
rës
Pre
sion
i pne
umat
ik
Pre
sion
i hid
raul
ik
Rry
ma
elek
trik
e
Ten
sion
i i la
rtë
Dri
ta e
ori
entu
ar
Flu
idi i
joni
zuar
Rry
ma
e fo
rtë
Mje
ti pë
r ko
rrod
im
Met
odat
kon
venc
iona
le
Vru
shku
lli a
braz
iv
Ult
razë
ri
Vru
shku
lli i
ujit
Ele
ktro
-ero
zive
Tuf
a e
elek
tron
eve
Las
eri
Pla
zma
elek
trok
imik
e
kim
ike
AJM
EU
S
WJM
ED
M
EB
M
LB
M
PJM
EC
M
CM
lloj
i i
ener
gjis
ë m
ekan
izm
i kr
yeso
r M
ediu
mi
tran
smet
ues
Bur
imi i
en
ergj
isë
Met
odat
e
përp
unim
it
eroz
ioni
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page10
1.4. KARAKTERISTIKAT THEMELORE
Karakteristikat themelore e metodave jokonvencionale të përpunimit janë të kushtëzuara
me llojin në energjisë, mekaniizmin për shkatërrimin e metalit, llojin e mediumit
transmetues dhe burimit të energjisë figura 1.5. Mirëpo e pa diskutueshme është që vendi
dhe rëndësia e metodave jokonvencionale të përpunimit në teknikën dhe teknologjinë
bashkëkohore rrjedh si rezultat i ndikimit të një mori faktorëve më pak ose më shumë
relevant, e para së gjithash të:
1. Faktorët e lidhur për rritjen e shpejtësisë , ngarkesës dhe temperaturës së punës
së elementeve përkatës të makinës dhe të pajisjes, me rritjen e besueshmërisë së
punës dhe me kohëzgjatjen e qëndrueshmërisë, si dhe nomenklaturën e materialeve
me kërkesat specifike në pikëpamje të karakteristikave. Plotësimi i këtyre kërkesave
realizohet me zbatimin e gjërave të çeliqeve dhe metaleve me qëndrueshmëri të lartë,
jo korodues dhe me çeliqe tjera me legurime të larta, të gjysmë përçuesve
(germaniumit dhe siliciumit ) e ngjashme, materialeve kompozite dhe materialeve
tjera përpunueshmëria e të cilave me metodat mekanike është shpesh edhe e
pamundshme.
2. Faktorëve të lidhur për zbatim dukshëm të gjerë të përpunimit me deformim,
për derdhjen e së sakt dhe precize, e në veçanti me përdorimin gjithnjë më të madh
të masave plastike dhe prodhimeve të punuara prej masave plastike para se gjithash
me metodat e presimit. E gjithë kjo sjell deri të rritja e kërkesave në pikëpamje të
kualitetit dhe të saktësisë së përpunimit me farkëtim, derdhje , presim dhe me vegla
të tjera me konfiguracione të ndërlikuara, të cilat me vështirësi mund të punohen me
metodat mekanike të përpunimit.
3. Faktorëve të lidhur për nevojën e punimit të vrimave, kanaleve dhe të kanaleve
të profiluara me dimensione jashtëzakonisht të vogla, në veçanti në vende relativisht
me qasje të vështirë.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page11
Në gjitha rastet e lartpërmendura shfrytëzimi i metodave jokonvencionale të përpunimit
të metaleve është më efektiv dhe më efikas. Analiza e tyre tregon një mori
karakteristika të përbashkëta, sikur që janë:
1. Praktikisht, jo varshmëria e shpejtësisë së përpunimit, kualitetit të
sipërfaqes së përpunuar, prodhueshmërisë dhe ekonomicitetit të përpunimit
të metaleve nga karakteristikat mekanike të materialeve të detaleve që
përpunohen (fortësia, shtalbësia dhe fortësia në këputje e ngjashme) me
përjashtim të metodës së përpunimit me ultratingull , tek e cila
përpunueshmëria materialit rritet me rritjen e ngurtësisë, fortësisë dhe
brishtësisë, ndërsa bie me rritjen e shtalbësisë së materialit.
2. Mundësia e përpunimit të konfigurimeve të ndryshme direkt nëpër tërë
sipërfaqen e detalit që përpunohet, me lëvizjen e thjeshtë të instrumentit
prerës. Me këtë mundësohet përpunimi i produkteve me konfigurime të
ndërlikuara gjatë konstruksioneve të thjeshta të makinës dhe lëvizjeve
kinematike të thjeshta.
3. Nuk ka nevojë për instrumente prerëse fortësi më të lartë se fortësia
materialeve të detaleve që përpunohen afërsisht tek të gjitha metodat jo
konvencionale të përpunimit, presioni i instrumentit prerës ose është i
barabartë me zero ose është shumë i vogël, përveç tek disa metoda të
përpunimit me ultratingull.
4. Zvogëlim i madh i shpenzimit – shkartit të materialit në krahasim me
shpenzimet gjatë përpunimit mekanik. Kjo është në veçanti e rëndësishme
gjatë përpunimit të materialeve shumë të shtrenjta (germaniumi, karboni,
rubimi, kuarcit, diamantit e materialeve tjera monokristale).
5. Saktësi e lartë e përpunimit, sidomos në rastet kur përpunimit me metodat
klasike është i vështirësuar ose i pamundur.
6. Mundësi e përpunimit të pjesërishëm të detaleve me gabarite të mëdha pa
shfrytëzimin e makinave me dimensione shumë të mëdha.
7. Mundësi të mëdha të automatizimit të plotë dhe mekanizimit të proceseve
të përpunimit, me realizimin e furnizimeve të shumëfishta.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page12
8. Prodhueshmëri e lartë dhe rentabilitet, çka është sidomos e rëndësishme
gjatë punimit të metaleve me konfigurime të ndërlikuara nga materialet të
çmuara ose shumë të shtrenjta.
9. Përmirësim i dukshëm i kushteve të punës etj.
Shfaqja e metodave jo konvencionale të përpunimit siguron mundësi dukshëm më të
gjëra të formimit gjegjësisht përpunimit me deformim konstruktiv të elementeve të
makinave dhe mekanizmave, si nga pikëpamja e zgjedhjes së materialeve po ashtu edhe
nga konstruktimi i elementeve dhe makinave në tërësi (forma dhe dimensioni).
Figura 1. 6. Paraqitja skematike e disa metodave jokonvencionale të përpunimit
A K
ECM
EDM
EBM LBM
PJM
Detali që përpunohet
Detali që përpunohet
Detali që përpunohet
Detali që përpunohet
Detali që përpunohet
①
①
①
①
Anodo-mekanike
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page13
2.0 PËRPUNIMI ELEKTROKIMIK – ECM
2.1. BAZAT E PROCESIT
Përpunimi ECM (Electro Chemical Machening) bazohet në proceset kimike, të cilat
shfaqen gjatë kalimit të rrymës së vazhduar nëpër qarkun elektrik të cilin e përbëjnë
elektrodat e zhytura në elektrolit . Me kalimin e rrymës së vazhduar ose njëkahore, në
anodë - detali që përpunohet figura 2.1 vie deri tek shkatërrimi anodik ose tretja anodike
e metalit dhe e kalimit të tij në elektrolit. Me lëvizjen intensive të elektrolitit, metali i
shkrirë largohet nga zona e përpunimit, ndërsa detali që përpunohet merr formën e
katodës – instrumentit prerës.
Figura 2.1. Skema komplekse e përpunimit ECM dhe drejtimi i procesit të ndërrimit të
elektrolitit
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page14
Metoda e përpunimit ECM është metodë perspektive e punimit dhe e përpunimit të
elementeve, në veçanti të elementeve nga materialet me përpunueshmëri shumë të
vështirë. Metoda mundëson saktësi të lartë (deri 0,02 mm) kualitet (N4 - N6) dhe
prodhueshmëri të përpunimit edhe deri 3000 mm3/min.
Bazën procesit të përpunimit e përbënë procesi i tretjes gjegjësisht shkrirjes lokale
anodike gjatë kalimit të rrymës së vazhduar me dendësitet të lartë ( prej disa dhjetra deri
disa qindrave A/cm2), nëpër elektrolit i cili qarkullon . Tretja anodike e shtresave
sipërfaqësore të detalit që përpunohet sjell deri tek ndryshimi i konfiguracionit të
boshllëkut punues ( madhësia 0,05 – 1 mm në mes të elektrodës ) shpërndarjes jo të
njëtrajtshme të dendësitetit të rrymës elektrike, ndryshimit të parametrave hidrodinamik
dhe parametrave tjerë të procesit. Me lëvizjen intensive të elektrolitit mundësohet largimi
i produkteve të tretjes anodike nga zona e përpunimit dhe kopjimit të profilit të katodës
në sipërfaqen e anodës, stabiliteti dhe prodhueshmëri e lartë e përpunimit, largim i
nxehtësisë dhe vlerave përkatëse të parametrave të treguesve të tjerë të procesit.
Figura 2.2 Paraqitja skematike e metodës së përpunimit ECM
potencimetri
Burimi i rrymës së vazhdueshme
elektroliti
Instrumenti (katoda) Detali
(anoda)
Govata
Boshllëku
Detali (anoda)
Instrumenti (katoda)
①
voltmetri
ampermetri
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page15
Varësisht nga parametrat e regjimit të përpunimit dallojnë dy metoda tjera të përpunimit
ECM: përpunimi gjatë parametrave të përpunimit (shpejtësia e lëvizjes së instrumentit,
tensioni, presioni i elektrolitit etj. ) konstant (me rritje graduale te vogel) ) dhe
-parametrave të përpunimit të ndryshueshëm (periodik ose impulsiv) .
Numri i madh i materialeve konstruktive në mënyrë të shkëlqyer përpunohet me metodat
e përpunimit ECM me makinat me parametrat konstant ose parametra gradualisht të
ndryshueshëm të regjimit të përpunimit.
Mirëpo, në disa raste sikur që është përpunimi i çelikut jo korodues dhe të materialeve
tjera me përpunueshmëri shumë të vështirë, më e përshtatshme është të shfrytëzohet
metodat përpunimit gjatë parametrave të ndryshueshëm të regjimit të përpunimit, e më së
shpeshti gjatë ndryshimit impulsiv të tensionit. Kohëzgjatja e impulsit sillet në kufijtë
prej 0,01 – 0,4 s. Regjimi i impulsiv i punimit mundëson zvogëlimin e shpejtësisë së
qarkullimit të elektrolitit, thjeshtëzimin e zgjidhjes konstruktive të makinës dhe sistemit
të qarkullimit të elektrolitit, përmirësimin e kualitetit të përpunimit (zvogëlimin e
ashpërsisë) e ngjashme, sidomos gjatë përpunimit të çeliqeve karbonike me strukturë
martensite.
2.2 ESENCA – FIZIKA E PROCESIT
Në ndikimin e rrymës elektrike, gjatë përpunimit ECM, vie deri tek shkatërrimi –
disocimi i molekulave të elektrolitit në jone të hidrogjenit, metalit ose mbeturinës
molekulare figura 2.3:
)1(,2
2
442
2
SOHSOH
dheOHHOH
Kur, p.sh, përpunimi bëhet në tretjen e acidit sulfurik, përkatësisht:
)2(,
22
ClNaNaCl
dheOHHOH
Kur si elektrolit shfrytëzohet tretja ujore e klorurit të natriumit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page16
Figura 2.3 Disocimi i molekulave të elektrolitit në jone dhe rrjedhja e reaksioneve
primare dhe sekondare gjatë përpunimit elektrokimik
Me veprimin e joneve në materialin e detaleve që përpunohet shkaktohet një mori
reaksionesh të cilat sjellin deri tek tretja anodike e materialit, formimi e sendimentit,
rigjenerimin e elektrolitit dhe krijimin e sasive të mëdha të hidrogjenit. Kështu që, p.sh,
në përpunimin elektrokimik të çelikut karbonik në tretjen ujore të klorurit të natriumit vie
deri tek reaksionet si në vijim:
2
3222
22
2
)(42)(4
)3(,)(22
,
,2
HHHhtpërkatësisHH
dheOHFeOHOOHFe
OHFeNaClNaOHFeCl
NaOHOHNa
FeClClFe
Rezultatet e reaksioneve të lartpërmendura është shfaqja:
-tretja anodike (formimi i ferokloritit FeCL2)
-sendimenti (fundërrina) (fero hidroksidi stabil Fe (OH3))
-rigjenerimi i elektrolitit (klorur natriumi NACL)
-teprica e hidrogjenit (H2).
NaCl
H2+NaOH
Fe(OH)2
Fe(OH)3
FeCl2
2H2O 2NaCl
2OH-
2Cl- 2H+
2Na+
elektroliti
Reaksionet primare
Reaksionet sekondare
elektroliti
regjenerimi fundërrimi
K A
①
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page17
Sendimenti bie në elektrolit dhe largohet së bashku me elektrolitin ku ndahet në sistemin
e qarkullimit të elektrolitit. Largimi i sasisë së madhe të hidrogjenit realizohet së bashku
me elektrolitin (në sistemin e mbyllur të përpunimit), në govatë ose në shtëpizë ose me
aplikimin e masave të veçanta mbrojtëse, nëpër me zhvillimin e sistemit përkatës
ventilues (për sistemin e hapur të përpunimit).
Figura 2.4 Reaksionet kimike dhe elektrokimike në sipërfaqe gjatë përpunimit
elektrokimik të çelikut të lidhur me kromin (elektroliti është NaNO3 me përqendrim 20
kg/100 litra ujë)
Reaksione të ngjashme shfaqen edhe gjatë përpunimit të materialeve tjera, sikur që është
përpunimi i çelikut me krom të leguruar figura 2.4.
)5(.)(22
2
:
)4()(331
22
22
33
ngjashëmdheOHNiNaClNaOHNiCl
dheNiClClNi
nikelmeleguruariçeliku
oseOHCrNaClNaOHCrP
Kahu i lëvizjes së joneve (a-anjonet, k-katjonet)
Anoda-çelik Cr
k
a
K A
Procesi elektrokimik I qetë pH<6
QarkulluespH>6
U
Sht
resa
oks
ide
pazi
vizu
ese
Cr(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)
Cr(OH)3
CrO42-
CrO42-
Cr(OH)3+3H+
Cr3+ 3H2O
Fe(OH)3+3H+
Fe3+ 3H2O
Fe2+
H2O
Fe3+ Cr3+ H+
H2O
O2
hidroliza
hidroliza
Reduktimi i kromit
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page18
Gjatë përpunimit elektrokimik në tretjen e klorurit të natriumit.
Produktet e përpunuara gjatë përpunimit elektrokimik paraqesin masën e cila përmban 60
– 80 % ujë, 10% komponime themelore të tretjes dhe 12 – 20 % oksid ose hidrant në
formë të sendimentit jo të tretshëm. Me zgjidhjen e përshtatshme të elektrolitit dhe
parametrave të regjimit të përpunimit, procesi mundet të drejtohet kah anoda ose katoda,
varësisht nga lloji i operacionit prodhues të përpunimit elektrokimik.
2.3. OPERACIONET PRODHUESE
Përpunimi elektrokimik shfrytëzohet për punimin e pjesëve me konfiguracione të
ndërlikuara dhe me brishtësi të vogël, përpunimin e sipërfaqeve jo lehtë të arritshme dhe
materialeve me kualitete shumë të larta, të pritura për shfaqjen e qarjeve gjegjësisht
plasaritjeve (silici, germaniumi, beriliumi, etj) , si dhe realizimin e një mori operacioneve
tjera prodhuese figura 2.4:
Figura 2.4 Klasifikimi i operacioneve prodhuese të përpunimit elektrokimik sipas
karakterit të lëvizjes së elektrodës
2.3.1. PËRPUNIMI ECM ME ELEKTRODA JO TË LËVIZSHME
Shfrytëzohet për realizimin e operacioneve prodhuese figura 2.5) sikur që janë: kalibrimi
i sipërfaqeve të jashtme dhe të brendshme, rrëzimi i teheve, markimi – simbolizimi,
formimi i vrimave dhe i kanaleve për lubrifikim me konfiguracion më pak ose më shumë
PËRPUNIMI ELKTROKIMIK -ECM-
Me elektrodën e palëvizshme
Me lëvizje graduale të elektrodës
Me katodën rrotulluese
Me anodën rrotulluese
Me lëvizje të ndërlikuar të elektrodës
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page19
të ndërlikuar (tek boshtet gungore ose prolore, elementeve hidraulike dhe të sistemeve
kinematike e ngjashme), punimi dhe përpunimi i konfiguracioneve komplekse me numër
më të madh të teheve (dhëmbëzoreve, boshteve të dhëmbëzuara, seperatorve të
kushinetave etj) punimi i kanaleve me konfiguracione të ndërlikuara në sipërfaqet e
brendshme cilindrike (pistonave, etj).
Figura 2.5 Operacionet prodhuese të përpunimit elektrokimik me elektrodën e
palëvizshme
Përpunimi më i saktë arrihet gjatë heqjes relativisht të vogël të shtesave për përpunim
(0,05 – 0,2 mm), kur ndryshimi i konfigurimit dhe i madhësisë së boshllëkut punues është
jo i rëndësishëm. Për bashkësitë kryesore të kësaj metode të përpunimit elektrokimik janë
thjeshtësia e pajisjes kinematike dhe konstruktive të pajisjes prodhuese konstruktive dhe
mundësia e rritjes së ngurtësisë dhe stabilitetit të sistemit teknologjik. Të metat janë
efekti i vogël (sidomos gjatë përpunimit të gjysmë fabrikatit me saktësi të vogël, sikur që
janë gjysmëfabrikatit e derdhura ose të farkëtuara ), saktësi relativisht e vogël e
përpunimit (saktësia është e kufizuar me ndryshimin e konfiguracionit dhe madhësinë e
boshllëkut) e ngjashme.
KalibrimiRrumbullakimi i teheve
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page20
2.3.2. PËRPUNIMI ECM ME LËVIZJEN GRADUALE TË ELEKTRODËS
Gjatë lëvizjes graduale të njërës nga elektrodat (zakonisht katodës – figura 2.6) është i
mundshëm të realizohet : shtancimi dhe prerja, shpimi i vrimave me profile të ndryshme,
punimi i sipërfaqeve me konfiguracion të ndërlikuar përkatësisht kopjimi (gravurave të
veglave për farkëtim, shtancim, - tabela 2.1, lopatave të kompresorëve dhe të turbinave
profileve të ndryshme – figura 2.6 dhe tabela 2.2, kanalet filetore e ngjashme ) mprehja e
instrumenteve, kalibrimi etj. Me zbatimin e këtyre metodave të përpunimit arrihet rritje
prodhueshmërisë ( B 4 – 6 herë) dhe zvogëlimin e vëllimit të punëve plotësuese ose
shtesë të agjustatorëve (B 2 – 3 herë në krahasim me metodat klasike të përpunimit,
përpunimin me frezim kopjues). Në kohën më të re në veçanti përsosen metodat e
përpunimit të vrimave me diametra shumë të vogla (D = 0,05 – 10 mm dhe përkatësisht
thellësi dhe diametër L/d≤200), të njohur me emërtimin STEM, ECF, EJ ose ESD metoda
të përpunimit (tabela 2.3).
Tabela 2.1 Parametrat themelor të punimit dhe përpunimit te gravurave të veglave
Detali që përpunohet
Koha e
punimit
(min)
Thellësia/
sipërfaqja
(mm/cm2)
Intensite
ti i
rrymës
(A)
Tension
i i
rrymës
(V)
Materiali i copës
punuese/vegla
Vegla për farkëtim
5,6 6.2/10 1000 9 Çeliku i
butë/çeliku i butë
Vegla për shtancim
5,8 15/4.1 500 8 Çeliku i
butë/çeliku i butë
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page21
Vegla për derdhje
9.4 11.6/28.1 480 8.9 Çeliku i
butë/mesingu
Tabela 2.2 Parametrat themelor të përpunimit të lopatave të turbinës
Materiali i
detalit që
përpunohet
Elektroliti Tensioni i
rrymës
(V)
Densiteti i
rrymës
(A/mm2)
Shpejtësia e
lëvizjes
ndihmëse
Vp(mm/min)
Përbërja Temperatura
(K)
Legurat
(lidhjet) e
rezistueshme
ndaj
temperaturave
të larta
10% NaCl 2900-300
10-15 0.15-0.25 0.4-0.6 10% NaCl +
5% NaNO3
310-320
Lidhjet e
titanit
5% NaCl 290-300 10-14 0.12-0.20
0.3-0.4 8% NaCl +
11%KNO3 295-305 10-12 0.08-0.10
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page22
Figura 2.6 Disa operacione prodhuese të përpunimit elektrokimik me lëvizjen graduale
të elektrodës
Figura 2.7 Paraqitja skematike e përpunimit elektrokimik të lopatave të turbinës
(me gabarite te vogla, mesme dhe të mëdha me saktësi edhe deri 0.05mm)
manometri
pompa
Shkëmbyesi i nxehtësisë
Centrifuga
Valvul jokthyeseHapësira punuese-shtëpiza
Pajisja për lëvizjen ndihmëse
Govata
Burimi i rrymës
Lopata (detali që përpunohet)
Vegla për farkëtim Vegla për shtancim
Vegla për derdhje (kallëpim) Përpunimi me kopjim
Punimi i lopatave të turbinës
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page23
Tabela 3.3. Përpunimi elektroeroziv dhe metodat e reja të përpunimit elektrokimik të
vrimave me diametra te vegjël
Përpunimi
elektroeroziv
Mikropërpunimi elektrokimik
shpimi STEM elektrostream Ed
Skema e
përpunimit
Diametri
minimal
d(mm)
0.02-0.03 1.5-2.0 0.8 0.125 0.05
Thellësia
maksimale e
përpunimt
l(mm)
(20-80)d (60-80)d 100d 50d 30d
Saktësia –
toleranca e
realizuar
(mm)
0.002 0.02 0.02-0.04 0.02-0.04 0.04-0.06
Elektroliti NaNO3 H2SO4 H2SO4 H2SO4
Tensioni i
rrymës
(A)
80-300 12-20 20-100 300-600 300-800
Presioni i
shpëlarjes <1 15-20 4-6 4-6 50-100
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page24
p(bar)
Elektroda Bakër,legurë
bakri
Bakër i izoluar, çeliku
jokorrodues, gyp nga
titani
Me kapilar
qelqi
Vrushkullon
nga platini
Problemet
karakteristike
Vështërsi në punimin e elektrodave dhe shpenzime te larta
të punimit
2.3.3. PËRPUNIMI ECM ME KATODË RROTULLUESE
Shfrytëzohet për frezim profilor dhe të rrafshët , retifikim, punim të filetave, prerje e
ngjashme (figura 15). Me qarkullimin intensiv të elektrolitit, gjatë boshllëkut mjaft të
vogël (deri 0,01 mm dhe shpejtësive të mëdha të rrotullimit të katodës edhe deri 50 m/s e
më shumë ), arrihet saktësi e lartë edhe efektivitet e lart e përpunimit (largimi i sasive më
të mëdha të materialit).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page25
Figura 2.8 Disa operacione prodhuese të përpunimit elektrokimik me katodën rrotulluese
Metodat e përpunimit elektrokimik me rrotullimin e katodës zhvillohen shpejtë në drejtim
të formimit të modifikimeve të reja të proceseve, përmes shfrytëzimit të skemave
themelore kinematike karakteristike për metodat konvencionale të përpunimit (përpunimi
me prerje). Zbatimi më racional është tek përpunimi i sipërfaqeve me konfiguracion të
ndërlikuar , në detalet e përpunimit nga materialet me përpunueshmëri të vështirë gjatë
kërkesave të larta në pikëpamje të kualitetit të saktësisë së përpunimit, e sidomos tek
elementet me fortësi të vogël dhe stabilitet të vogël.
2.3.4. PËRPUNIMI ECM ME ANODË RROTULLUESE
Thjeshtëzimi i konstruksionit të veglës – katodës, mundësia e punimit të detalit me
gabarite të mëdha në makinat me dimensione më të vogla dhe fuqisë së burimit të
energjisë elektrike sidomos në teknikën e aviacionit dhe atë raketore, përpunimi i
sipërfaqeve të ndërlikuara pikëpamje të konfiguracionit të sipërfaqes e ngjashme, arrihet
me zbatimin e metodave të ndryshme të përpunimit elektrokimik me anodën e
rrotullueshme (figura 16).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page26
Figura 2.9. Operacionet prodhuese të përpunimit ekektrokimik me anodën e
rrotullueshme
Me zhvillimin e këtyre metodave të përpunimit elektrokimik mundësohet universalitet i
lartë i përpunimit elektrokimik , rritje e prodhueshmërisë dhe e ekonomicitetit të
përpunimit dhe punimit të elementeve të makinave, mekanizmave etj dhe pajisjeve,
rritjen e efektivitetit të metodave konvencionale të përpunimit (përpunimi me tornim.
retifikim, sharritje e ngjashme ) dhe rritje e dukshme e fushave të zbatimit.
retifikimi sharritja
të jashtme të brendshme
Punimi i sipërfaqeve cilindrike të profiluara
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page27
2.3.5. PËRPUNIMI ECM ME LËVIZJEN E NDËRLIKUAR TË ELEKTRODËS
Varianti me shfrytëzimin e telit ose të gypit të perforuar figura 2.10, aplikohet për
realizimin e operacioneve prodhuese sikur që janë: Përpunimi i gravurave,
dhëmbëzoreve, matricave për kuposje, shabllonave etj.
Figura 2.10 Parimet themelore të përpunimit elektrokimik me lëvizjen e ndërlikuar te
elektrodës
Vetë metoda mundëson formimin e konfigurimit të ndërlikuar të sipërfaqes duke
shfrytëzuar instrumentin me fortësi mjaft të vogël, gjatë humbjeve minimale të materialit
dhe shpenzimeve minimale, të energjisë. Me aplikimin e telit (me diametër 0,3 – 0.5 mm)
ose të gypit të perforuar arrihen gjerësi mjaft të vogla të stresës së prerë ose tretjen lokale
– anodike të materialit të detalit që përpunohet.
2.4. PARAMETRAT E REGJIMIT TË PERPUNIMIT
Parametrat themelor të regjimit të përpunimit tabela 3.4 janë të definuar:
- me dendësitetin e rrymës elektrike (njëtrajtshmëria e së cilës paraqet supozimin
bazë për zhvillimin e drejtë të procesit), tensioni i cili mund të jetë konstant ose i
ndryshueshëm – impulsiv me kohëzgjatje të impulsit prej 0,01 – 0,04 sec, me fuqinë e
rrymës elektrike, me boshllëkun në mes të elektrodave, presionin , shpejtësinë e lëvizjes,
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page28
rrjedhjen dhe temperaturën e elektrolitit dhe shpejtësinë e lëvizjes ndihmëse të
elektrodave. Parametrat themelor të qarkut t elektrik janë:
- dendësiteti i rrymës elektrike:
)6()./( 2mmAkU
A
ID e
Karakteristikat themelore të regjimit të përpunimit, të disa operacione prodhuese të
përpunimit elektrokimik
- rezistenca elektrike e elektrolitit:
)7()( dheAk
Re
e
-fuqia e rrymës elektrike:
)8()(AAUk
R
UI e
e
Ku janë :
U (V) – tensioni në skajet e elektrodave,
Ke (1/ohm mm) – përçueshmëria specifike elektrike e elektrolitit,
(mm) – boshllëku në mes të elektrodave dhe
A (mm2)- sipërfaqja e detalit që përpunohet, e cila merr pjesë në proces.
-Shpejtësia e largimit të materialit (e tretjes), ndryshimeve të dimensionit të detalit
që përpunohet ose lëvizjes së instrumentit prerës është:
)9(min],/[mmkU
KDKV emm
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page29
-Prodhueshmëria vëllimore speficike proporcionale Km dhe dendësiteti i rrymës
elektrike, varet nga vlerat e tensionit, boshllëkut në mes të elektrodave, fuqisë së rrymës
elektrike dhe sipërfaqes së detalit që përpunohet, e cila merr pjesë në proces. Në veçanti
është aktual ndikimi i prodhueshmërisë vëllimore e cila konsiderohet edhe si parametër
në përpunimin elektrokimik:
)10(min],/[60000 3 Amm
pKK em
Ku janë:
Ke (g/ah) – ekuivalenti elektro kimik i materialit dhe
(cm3) - dendësiteti i materialit të detalit që përpunohet.
Koha kryesore e përpunimit varet nga madhësitë e shtesës për përpunim z (mm) dhe
shpejtësia e ndryshimit të dimensionit të detaleve që përpunohet, d.m.th,
)17([min]/VZtq
2.5 FLUIDI PUNUES – ELEKTROLITI
Elektroliti është një ndër elementet më të rëndësishëm të procesit të përpunimit
elektrokimik. Detyrat themelore të elektrolitit janë :
- largimi i thërmiave të formuara me tretjen anodike,
- ftohja e instrumentit dhe detalit që përpunohet,
- largimi i shtresës së pasivizuar dhe të gazrave të krijuar ,
- krijimi i parakushteve të domosdoshme për zhvillimin e përpunimit të procesit
elektrokimik dhe proceseve tjera gjatë përpunimit etj.
Për realizimin e detyrave të cekura elektroliti duhet të ketë:
- elektro përçueshmëri specifike të lartë,
- vlerë pH përkatëse
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page30
- veti anti korrozive të larta
- viskozitet të vogël
- shkallë të lartë të përshtatshmërisë për përdorim (pranimin dhe sfrytëzimin gjatë
procesit të punës),
- nivel të lartë të vetive mbrojtëse (jo rrezikshmëri gjatë punës)
- zbatim të lartë ekonomik (çmim i ultë ) etj.
Zgjedhja e llojit dhe e parametrave të regjimit dhe kushteve punuese të elektrolitit
(rrjedhjes, presionit, shpejtësisë së rrymimit, përqendrimi dhe temperaturës së elektroliti),
mund të merren vetëm në bazë të analizës komplekse të ndikimit të elektrolitit në
karakteristikat themelore dhe treguesve tekno-ekonomik të procesit të përpunimit
elektrokimik. Elektroliti duhet të jetë ashtu i kompozuar, që nga materiali i detalit që
përpunohet, të formojë kompozime të cilat me lehtësi mund të treten në ujë dhe thjeshtë
të largohen nga sistemi i qarkullimit të elektrolitit.
2.5.1. NDIKIMI I ELEKTROLITIT NË PROCESIN E PËRPUNIMIT
Lloji, përbërja kimike, përqendrimi dhe parametrat tjerë të elektrolitit ndryshojnë në
spektër me kufij mjaftë të gjerë varësisht nga lloji i materialit të detalit që përpunohet,
llojit të përpunimit elektro kimik, materialit të instrumentit e ngjashëm.
Këshshtu, për shembull, qarkullimi i elektrolitit figura 2.12 në masë të madhe ndikon në
dendësitetin e rrymës elektrolike (gjatë U=const), e me këtë edhe treguesit tjerë të
procesit të përpunimit.
Shpejtësia e rrymimit të elektrolitit, në shumicën e rasteve, sjellet deri tek 10 m/s e më
shumë. Vlera konstante e shpejtësisë së elektrolitit është një nga kushtet e domosdoshme
për formimin e sipërfaqes me kualitet të lart. Ndryshueshmëria e shpejtësisë sjell deri tek
shfaqja e gjurmëve dhe defekteve tjera në sipërfaqen e përpunuar. Me rritjen e shpejtësisë
së rrymimit të elektrolitit rritet edhe intensiteti i tretjes së materialit. Kjo shpjegohet me
faktin që produktet e tretjes anodike dukshëm më shpejtë largohen nga zona e përpunimit,
me këtë zvogëlohet edhe rezistenca elektrike e elektrolitit dhe rritet densiteti i rrymës
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page31
elektrike. Efekti i rritjes së treguesve tekno-ekonomik është evident deri tek vlerat e
caktuara të shpejtësisë së rrymimit të elektroliti, kur vihet deri tek pasivizimi i procesit.
Figura 2.12 Ndikimi i rrjedhjes së elektrolitit në densitetin e rrymës elektrike
Ndikimi i presionit dhe i temperaturës së elektrolitit, po ashtu, është i rëndësishëm dhe
varet nga kushtet e përpunimit. Me ndryshimin e temperaturës së elektrolitit, varësisht
nga lloji i materialit të detalit që përpunohet figura 2.13, vie deri tek ndryshimet e
ndryshme të shpejtësisë së tretjeve të materialit dhe të treguesve tjerë tekno-ekonomik,
vërehet se në kushte të caktuara të përpunimit duhet të anohet nga gjetja e
karakteristikave optimale dhe e parametrave optimal të elektrolitit.
Një nga karakteristiket e rëndësishme të elektrolitit është stabiliteti dhe qëndrueshmëria e
elektrolitit gjatë përpunimit. Me këtë rast, me kohë vie deri tek rritja e disa
karakteristikave (vlera pH temperatura dhe elektro përçueshmëria specifike) dhe rënia e
vlerave kinematike të viskozitetit të elektrolitit. Me këtë varësisht nga lloji i operacioneve
përpunuese të përpunimit elektrokimik, ndryshojnë edhe treguesit tekno-ekonomik të
procesit kështu që për shembull, me rastin e retifikimit vie deri tek rënia, ndërsa me rastin
e operacioneve tjera prodhuese vie deri tek rritja e treguesve, me rënien e vlerave
kinematike të viskozitetit. Kjo nga arsyeja që sa më pak viskozitet të elektrolitit shkakton
edhe më pak rezistencë hidrodinamike, gjatë rrymimit të elektrolitit nëpër boshllëk
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page32
Figura 2.13. Ndikimi i temperaturës së elektrolitit në shpejtësinë e tretjes dhe kohës
punuese në karakteristikat e elektrolitit
2.6 INSTRUMENTI - KATODA
2.6.1 FORMA DHE DIMENSIONET E INSTRUMENTIT-ELEKTRODËS
Instrumenti për përpunimin elektrokimik është i formës profilore, gypore, kapilare e
ngjashëm. Forma dhe dimensioni i instrumentit janë të kushtëzuara me llojin e
operacionit prodhues dhe konfigurimin e sipërfaqes së detalit që përpunohet, e cila
formohet në procesin e përpunimit elektrokimik figura 2.14.
Çeliku karbonik
Çeliku i lidhur Çeliku jokorrodues
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page33
Figura 2.14 Forma e veglës dhe boshllëku mes elektrodave gjatë përpunimit
elektrokimik
dimensionet relative të instrumentit janë të definuara me relacionin:
)26(][)( mmZIo
në të cilën janë i= ose i=b (mm) - boshllëku ballor ose anësor në mes të elektrodave
figyra 2.14 dhe z ( mm )- shtesa për përpunim final, në qoftë se e njëjta është përpunuar
me metodën e përpunimit teknologjik.
2.6.1 MATERIALI I INSTRUMENTIT
Materiali i instrumentit duhet ti plotësojë kërkesat themelore të procesit të përpunimit.
Kjo do të thotë se vetitë themelore kryesore të materialit janë përçueshmëria e mirë
elektrike dhe përçueshmëria e nxehtësisë dhe rezistenca e lartë në korrozion. Për këtë si
material për punimin e instrumentit shfrytëzohet bakri, mesingu, bronzi, çeliku karbonik,
nikeli, plumbi, grafiti, alumini dhe një mori materialesh tjera me karakteristika të
ndryshme dhe me destinime të ndryshme.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page34
2.7 PAJISJA - INSTALIMI PËR PËRPUNIMIN ELEKTROKIMIK
Instalimi për përpunimin elektrokimik figura 2.15 në parim, përbëhet nga:
- makinës vegël,
- burimit të energjisë elektrike
- sistemit qarkullues të elektrolitit dhe
- sistemit për kontroll dhe drejtim të procesit të përpunimit elektrokimik të
materialit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page35
Figura 2.15 Paraqitja skematike e instalimit për përpunim elektrokimik
Të gjitha elementet e instalimit dhe instalimi në përgjithësi janë të projektuara ashtu që
të mundësojnë nivel përkatës të parametrave dhe kërkesave të rëndësishme për
funksionimin e instalimit, sikur që janë: prodhueshmëria, saktësia, qëndrueshmëria,
shkalla e a automatizimit, jo rrezikshmëria-niveli i mbrojtjes, efikasiteti ekonomik etj.
Transmetuesi i lëvizjes ndihmëse
Anoda-detali që përpunohet
burimi i rrymës së vazhduar
Katoda-instrumenti me izolim
elektroliti
elektroliti
pompa
filtri
Rezervari
Pompa e presionit të lartë
Matësi i parametrave të elektrolitit
manometri
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page36
3.0 PËRPUNIMI ELEKTROEROZIV – EDM
3.1. BAZAT E PROCESIT
Përpunimi elektroeroziv ( Electric Discharge Machening – EDM ) përfshinë metodat e
përpunimit të metaleve te të cilat largimi i tepricës së materialit realizohet me serinë e
zbrazjeve elektrike me karakter periodik, të realizuara në mes të instrumentit prerës
katodës (1) figura 3.1 dhe detalit që përpunohet anodës 2. Gjatë distancës përkatëse të
instrumentit prerës dhe detalit që përpunohet (0,005 – 0,5 mm) vendoset harku elektrik
ose shkëndija (3). Shfaqja e harkut elektrik ose shkëndisë elektrike sjell deri të jonizimi i
fluidit punues (dielektrikut 4), formimit të shtyllës së elektrike (shtyllës jonizuese 5),
shkrirjes dhe avullimit të thërrmijave të materialit të detalit që përpunohet, nën veprimin
e rrymës elektrike me dendësitet të lartë, e cila rrjedh nëpër shtyllën jonizuese në periodë
– interval shumë të shkurtë kohor (disa s).
Figura 3.1 Elementet themelore të përpunimit elektroeroziv
L
C
R
U =
1 4
2
1 3
5
4
2
4
2
1
Parimi i përpunimitSkema e procesit
Gje
nera
tori
i i
mpu
lsev
e
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page37
Me ndërprerjen e zbrazjes elektrike (qarkut elektrik) vie deri te shpërthimi (eksplodimi) i
shtyllës jonizuese, nxjerrja e materialit të shkrirë (tretur) dhe largimit të tij nga zona e
përpunimit. Ftohja e materialit të tretur dhe largimi i tij realizohet me dielektrikun i cili
qarkullon.
Shkarkimet impulsive, alternative sigurojnë, shkatërrimin e materialit, depërtimin e
instrumentit prerës dhe formimin e profilit i cili i përgjigjet profilit të instrumentit prerës.
3.1.1 PARIMET E PËRPUNIMIT
Sipas mënyrës dhe parimeve të shkatërrimit të materialit, proceseve të cilat zhvillohen
në mes të instrumenteve prerëse dhe detalit që përpunohet, mënyrës së formimit të
zbrazjeve elektrike dhe kohës së zgjatjes së impulseve, dallohen edhe metodat e
përpunimit elektroeroziv figura 3.2.
Te erozioni me hark-elektrik largimi i tepricës së materialit realizohet me zbrazjen
periodike stacionare. Me oscilimet mekanike (me afrimin dhe largimin e instrumentit
prerës) vie deri te formimi dhe shuarja e harkut elektrik, shkatërrimit periodik të
materialit dhe largimit të tij nga zona e përpunimit.
Figura 3.2 Metodat e përpunimit elektroeroziv
Metoda EDM
Me elektrohark
Me elektroshkëndi
elektroerozive
elektroimpulsive
U~ U~U=
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page38
Me sjelljen e ujit nëpër elektrodë, materiali i tretur dukshëm ftohet dhe largohet nga
materiali bazë, nën veprimin e forcave dinamike të shfaqura me rastin ftohjes intensive
të materialit. Në procesin e erozionit me elektrohark formohet shtylla jonizuese e zgjeruar
kah anoda, me çka dukshëm zvogëlohet saktësia e përpunimit. Nga arsyet e tilla dhe nga
një mori arsyesh tjera erozioni me elektrohark kryesisht shfrytëzohet në punëtoritë e
remontit dhe si i tillë nuk ka rëndësi për praktikën e gjerë industriale.
Kur është fjala për përpunimet me elektroerozion atëherë nënkuptohen, para së gjithash,
metodat me elektroshkëndi ose me elektroimpulse të përpunimit.
Tek metoda e përpunimit me elektroshkëndi erozive largimi i materialit të tepërt është
rezultat i zbrazjeve serike periodike jostacionare dhe kuazistacionare në dielektrikum. M
ftohet e veprimin e shkendisë elektrike vie deri te shkrirja dhe avullimi i
materialit, i cili, gjatë ndërprerjes së shkarkimit elektrik ftohet në mënyrë intensive. Kjo
sjell deri te avullimi i materialit të tretur në formë të shpërthimeve, nxjerrjen e materialit
të lëngshëm dhe kondensimi i tij në dialektrik , me shfaqje e kraterit përkatës në anodë.
Erozionin me elektroshkëndi e karakterizon kohëzgjatja shumë e shkurtër e impulseve
(deri 1 s) dhe raport relativisht i madh i periodës dhe i kohës zgjatjes së impulsit (1/t =
10). Shkarkimi elektrik, zakonisht, përfshinë sipërfaqen 0,05 – 1mm2, në thellësinë 0,005
– 0,5 mm. Realizohet me ndihmen rrymës elektrike, e cila në shtyllën e shkarkimit
elektrik arrin dendësitetin deri 10000 A për mm2, derisa pjesët e elektrodës ngrohen deri
në temperaturën 8000 – 12000 0 C.
Përpunimi me elektroimpuls dallon nga përpunimi me elektroshkëndi për shkak të
karakterit të impulseve elektrike, kohëzgjatjen e tyre (100 - 1000s) dhe raportin e
periodës dhe kohëzgjatjes së impulsit (1/t = 1- 10). Impulsi elektrike formohen përmes
gjeneratorit autonom (gjeneratori me motor), i cili jep impulse një polare me frekuencë
përkatëse (p.sh 400 Hz). Skema parimore e përpunimit është e ngjashme me metodën e
përpunimit me elektroshkëndi me ç’rast instrum
enti prerës paraqet anodën, detali që përpunohet paraqet katodën. Dallohet me shpejtësi të
madhe të largimit të materialit, me shpenzime më të vogla të energjisë elektrike, me
kohëzgjatje më të madhe të qëndrueshmërisë së instrumentit prerës dhe diçka më pak
prodhueshmëri në operacionet prodhuese të përpunimit final. Për këto arsye përpunimi
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page39
me elektroimpuls (gjatë vlerave të ulëta të tensionit 25-30V, me vlera më të larta fuqisë
elektrike 50 – 500A dhe vlera më të ulëta dhe të mesme të frekuencave të impulseve të
gjeneratorit, 400 – 30000 Hz ) përdoret për përpunim të ashpër .
Duke filluar nga karakteristikat themelore të përpunimit me elektrohark dhe me
elektroimpuls në praktikën industriale zakonisht shfrytëzohen metodat e kombinuara të
përpunimit (përpunimi paraprak me elektroimpulse ndërsa përpunimi final me
elektroshkëndi).
3.2. ESENCA – FIZIKA E PROCESIT
Përpunimi me elektroerozion realizohet me dy elektroda -instrumenti 1 dhe detali që
përpunohet- 2 figura 3.3 të zhytura në tretësirën punuese – dilektrikun (3) me rezistencë
të lartë elektrike. Dukuritë të cilat zhvillohen gjatë shkarkimit impulsiv, brenda
boshllëkut (hapsirës) në mes elektrodave, janë mjaft të ndërlikuara dhe komplekse dhe
paraqesin objekt të hulumtimit të një mori shkencëtarëve.
Me zvogëlimin e boshllëkut punues (distancës punuese), gjatë vlerave kritike (zakonisht
0,05 – 0,5 mm ), vie deri të shfaqja e shkëndijave elektrike – shkarkimeve në mes të
elektrodave. Shkarkimet elektrike janë pasojë e proceseve të ndërlikuara fizike, ndërsa
manifestohen me shfaqjen e shtyllës së shkarkimit elektrik si rezultat i jonizimit të
vëllimit të vogël të dielektrikut figura 3.4.
U~
67 4
8
3
5 2
1
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page40
Figura 3.3 Skema parimore e përpunimit me elektroerozion
Figura 3.4 Zona e shkarkimit dhe flluska e gazit gjatë përpunimit me elektroerozion
Shfaqja e shkarkimeve elektrike shkakton nxehjen e dukshme të sipërfaqes së elektrodës
(deri në temperaturën 8000 – 12000 0C e më shumë), si dhe avullimin e dielektrikut dhe
krijimin e fluskave të gazit, me presion shumë të lartë të dielektrikut. Me ndërprerjen e
qarkut elektrik vie deri te shpërthimi i fluskave të gazit për shkak të rënies momentale të
temperaturave. Me këtë krijohen forca të rëndësishme ose të dukshme dinamike, të cilat
largojnë metalin e shkrirë nga krateri.
Materiali i shkrirë (avulluar) në mënyrë eksplozive, për shkak të veprimit të ftohjes së
dielektrikut, ngurtësohet në formë të sferave të imta dhe largohet nga zona e përpunimit
me ndihmën e dielektrikut, i cili qarkullon, në këtë mënyrë formohet krateri me madhësi
përkatëse, ndërsa seria e zbrazjeve të njëpasnjëshme shkakton shfaqjen e një mori
krateresh (njëpasnjëshëm), përkatësisht largimit e materialit të tepërt të detalit që
përpunohet.
Vërehet se, në procesin e përpunimit elektroeroziv vie deri tek dukuritë e ndryshme
ndërsa themelore janë dy : dukuria elektrike (shkaktimi i zbrazjes në rrethinën elektrike
të tretësirës) dhe dukurisë së nxehtësisë (shkrirja dhe avullimi i materialit të elektrodës
dhe avullimit të dielektrikut). Gjatë kësaj tensioni elektrik dhe fuqia e rrymës elektrik,e,
gjatë një impulsi elektrik, kanë ndryshim karakteristik me kohën figura 3.5, e cila
karakterizohet me tri faza:
ee
e
M+
M+
M+
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page41
- jonizimi i dielektrikut,
- shkarkimi elektrik dhe
- rënia gjegjësisht largimi i shtyllës jonizuese (dejonizimi)
Figura 3.5 Shtylla jonizuese dhe pamja e impulsit elektrik
Në fazën e parë vie deri te jonizimi i dielektrikut figura 3.6. Për shkak të johomogjinetit
dhe sipërfaqes së instrumentit prerës dhe detalit që përpunohet shfaqet emitimi diskret i
elektroneve
Figura 3.6.a nga elektroda negative. Me ndeshjen e elektroneve me thërrmijat neutrale,
të mediumit punues (dielektrikut), shkaktohet shkatërrimi i molekulave të dielektrikut
(largimi i një elektroni nga molekula) dhe shfaqjae grimcave (thërmiave) të elektrizuara
negativisht dhe pozitivisht (jone), gjegjësisht jonizimi i dielektrikut. Nëse numri i
elektroneve dhe energjia e tyre është mjaft e madhe vie deri te reaksioni zinxhiror dhe
jonizimi i plotë i hapësirës në mes të elektrodave, përkatësisht së shfaqjes së shtyllës
jonizuese. Shfaqja e shtyllës jonizuese – shkarkuese mundëson rrjedhjen e energjisë
elektrike, përkatësisht qarkullimin thërrmijave me ngarkesë elektrike, ngjashëm me
llavën, nga njëra në drejtim të elektrodës tjetër.
Në fazën e dytë – faza e shkarkimit elektrik figura 3.7 thërrmijat e elektrizuara pozitivisht
lëvizin kah elektroda negative, ndërsa thërrmijat e elektrizuara negativisht kah elektroda
pozitive.
I
U
1 2 3
t
t
T
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page42
Figura 3.6 Paraqitja skematike e procesit të jonizimit
Figura 3.7 Paraqitja skematike e thërrmijave të shkarkimit elektrik
Me rrjedhjen e rrymës elektrike vie deri të rënia e rezistencës të mediumit gjegjësisht të
dielektrikut dhe rritja e fuqisë së rrymës elektrike, vie deri tek rritja e presionit dhe
temperaturës brenda shtyllës jonizuese dhe shfaqjes së shkrirjes dhe avullimit të
materialit të detalit që përpunohet përkatësisht të elektrodës.
UI
U
I
ta
UI
U
Itb
UI
U
I
t c
I
I
U U I
t
I
UUI
t
I
UUI
t a b c
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page43
Figura 3.8 Skema e shkatërrimit të shtyllës jonizuese dhe largimit të materialit të
elektrodës – dejonizimi
Me ndërprerjen e qarkut elektrik, në fazën e tretë, vie deri të rënia rapide e rezistencës të
thërrmijave me ngarkesa elektrike (të elektrizuara), shkatrrimit të fluskaveve të gazit dhe
me rënien rapide të presionit. Kjo shkakton avullimin eksploziv të materialit, ftohje
momentale të tij (në kontakt me dielektrumin) shfaqjen e thërrmijave të ngurtësuara të
materialit dhe mbetjeve të tretësirës punuese (zakonisht të karbonit dhe gazit).
3.3 OPERACIONET PRODHUESE
Përpunimi elektroeroziv shfrytëzohet në rastet kur përpunimi mekanik i materialit është i
pa mundshëm ose skajshëm i vështirë, gjatë përpunimit të materialeve shumët të forta
(çeliku zjarrdurues, dhe çeliku jo oksidues e ngjashëm). Me përpunimin e vrimave me
diametër të vogël (0,1-1mm), vrimave dhe detaleve me forma dhe konfiguracione të
ndërlikuara figura 3.9 dhe 3.10 etj. Në shumë raste përpunimi me elektroerozion është
metodë e vetme e përpunimit të gjysmë fabrikateve nga molibdeni, volframi dhe tantali,
me saktësi dhe kualitet të përpunimit (deri 1-2 m). Veçanërisht është i përshtatshëm dhe
U I
U I
t a
U I
U I
t b
U I
U I
t c
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page44
ekonomikisht i arsyeshëm gjatë prerjes (shkurtimit), hapjes së kanaleve të ndryshme të
detaleve të punuara nga metalet e shtrenjta (germaniumi e ngjashëm), kur gjerësia e
prerjes ( e formuar nga elektrodat prej molibdeni, mesingu ose çeliku me trashësi
përreth 0,15 mm) është relativisht e vogël 0,25-0,30 mm, me një kualitet të lartë të
përpunimit të sipërfaqes.
Me metodën e përpunimit me elektroerozion mundësohet që të realizohen një mori
operacionesh prodhuese figura 3.9-3.10 me shfrytëzimin e veglave të profiluara ose jo të
profiluara (elektrodave të formave të plota ose të telit). Formësim i sipërfaqeve realizohet
me kopjimin e formave të veglave ose me lëvizjen reciproke të detalit që përpunohet dhe
veglës jo të profiluar përkatësisht elektrodës në formë të telit (me lëvizjen reciproke
relative të detalit që përpunohet dhe veglës së profiluar).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page45
Figura 3.9 Paraqitja skematike e disa prodhimeve të disa operacioneve prodhuese me
përpunimin elektroeroziv
Figura 3.10 Paraqitja skematike e disa operacioneve prodhuese të përpunimi
elektroeroziv
Figura 3.1 . Klasifikimi i mundshëm i operacioneve prodhuese të përpunimit
elektroeroziv
Zhvillimi i metodave të përpunimit elektroeroziv dhe pajisjeve përkatëse, ka mundësuar
realizimin e një mori operacioneve prodhuese prej me të ndryshme, si edhe të atyre të
Metoda EDM
stampimi prerja Retifikimi
-i jashtëm rrethor -i brendshëm rrethor -i rrafshët e ngjashëm
- me disk rrethor -me shirit -me tel
-shpimi -punimi i gravurave -ngjashëm
Punimi i rrjetes
gravurimi
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page46
cilat realizohen me metodat klasike (konvencionale të përpunimit). Me zhvillimin e
makinave për përpunim me elektrodë në formë teli dhe përsosjen e mëtutjeshme të
makinave për përpunim me elektroda të plota janë krijuar kushtet për rritjen e dukshme të
efikasiteti (produktivetit dhe ekonomicitetit) të ekzekutimit të një mori operacionesh
prodhuese. Përpunimi me elektrodë në formë teli siguron edhe përpunimin i konturave të
ndërlikuara me shkallë të lart të saktësisë, me një automatizim të thjeshtë të lëvizjeve,
sipas programit të dhënë paraprakisht.
3.4 PARAMETRAT E PROCESIT TË PËRPUNIMIT
Procesi i përpunimit elektroeroziv figura 3.12 varet nga shumë parametra të renditur
zakonisht, në dy grupe: elektrik dhe mekanik.
Njohja e tyre dhe analiza e ndikimit të parametrave veç e veç në treguesit tekno-
ekonomik të procesit të përpunimit është parakusht themelor për formimin e prodhimit të
kualitet gjegjës.
Parametrat elektrik janë të përcaktuar me karakteristikat elektrike të impulsit, ndërsa
mekanik me skemën kinematike të përpunimit, regjimin e lëvizjeve ndihmëse (shpejtësia
e lëvizjes ndihmëse), me shpejtësinë e rrotullimit të elektrodës e ngjashëm.
Figura 3.12 Skema parimore e rregullimit të procesit të përpunimit elektroeroziv
rregullatori
3 x 380V
Servo pajisja
1
QP
Rregullatori i rrjedhjes së dielektrikut
Z
Z
Procesi EDM
2
Rregullatori boshllëkut punues
Gjeneratori i impulseve
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page47
Efekti i përpunimit varet nga parametrat themelor të qarkullimit të dialektrikut (presionit
dhe rrjedhjes) dhe një mori më shumë ose më pak (karakteristikave të materialit të detalit
që përpunohet: temperaturës dhe nxehtësisë së shkrirjes dhe të avullimit, nxehtësia dhe
përçueshmëria elektrike, përbërja kimike etj; karakteristikat e diaelektrikut,
përçueshmëria, viskoziteti, temperatura e depërtimit dhe shpejtësia e dejonizimit,
karakteristikat e materialit të instrumentit prerës:përçueshmëria termike, polariteti dhe
shpejtësia e dejonizimit të hapësirës punuese, intensitetit të avullimit të mediumit
punuese etj.). Të gjitha këto janë karakteristika dhe parametra të cilët ndikojnë në
mënyrë komplekse dhe të ndryshme, kështu që janë të domosdoshme hulumtimet dhe
vështrimet adekuate.
3.5 FLUIDI PUNUES – DIELEKTRIKU
Për realizimin e procesit të përpunimit elektroeroziv dhe arritjes se efekteve përkatëse
tekno-ekonomike, kujdes të veçantë i kushtohet edhe zgjidhjes së fluidit punues, dhe
projektimit të metodës së shpëlarjes së hapësirës punuese dhe sistemit adekuat të
qarkullimit të tretësirës.
3.5.1 DIELEKTRIKU
Detyrat themelore të tretësirës gjegjësisht fluidit punues janë: krijimi i kushteve për
realizimin e shkëndijës (zbrazjes elektrike) në mes të elektrodave, izolimi i hapësirës në
mes të elektrodave, largimi i produkteve të përpunimit, ftohja e elektrodave, krijimi i
kushteve përkatëse për shfaqjen e shtyllës të shkarkimit elektrik, evitimi i sendimentimit
të jo pastërtive dhe të produkteve të erozionit në njërën nga elektrodat etj.
Mu për këto arsye, gjatë zgjedhjes së llojit të dielektrikut, përveç kërkesave themelore të
procesit të përpunimit, kujdes të veçantë i kushtohet edhe karakteristikave themelore të
dielektrikut: viskoziteti i vogël kinematik, rezistenca e lartë elektrike, vlera adekuate e
vetive dielektrike (shpejtësia jonizuese dhe dejonizuese), vlera e lartë e temperaturës se
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page48
ndezjes, neutraliteti kimik dhe jo toksiciteti (jo helmueshmëria), niveli i lartë i vetive
mbrojtëse dhe niveli ultë shpenzimeve eksploatuese.
Si dielektrik shfrytëzohet uji i dejonizuar dhe lloje të ndryshme të karbohidrateve (vaji,
petroli, kerozina etj. Uji i dejonizuar dhe petroliumi kanë qëndrueshmëri të shkurtër,
kështu që kërkohet që të ndërrohen me shpesh se sa në rastin e punës me vajin mineral.
Për përpunimin e pjesëve me të imta dhe për përpunimin final shfrytëzohen fluidet me
viskozitet me të vogël (uji i dejonizuar ose petroliumi), ndërsa për përpunimin e ashpër
dhe për përpunimin e detaleve me gabarite të mëdha shfrytëzohet fluidi me viskozitet më
të lartë (vaji mineral).
3.5.2 SHPËRLARJA E HAPËSIRËS PUNUESE
Shpëlarja e hapësirës punuese (rrjedhja e dielektrikut në mes të instrumentit prerës dhe
detalit që përpunohet) është një nga faktorët kryesor me ndikim në prodhueshmëri dhe në
intentisitetin e konsumimin e instrumentit. Në fillim të procesit dielektriku është i pasur
dhe ka rezistencë më të lartë elektrike se sa gjatë procesit. Per këto arsye është e
domosdoshme që në kohë të caktuar kjo rezistencë të mposhtet dhe të shfaqet shkarkimi
parë. Thërmiat e larguara me shkarkimin e parë figura 3.14 mundësojnë shkarkim më të
lehtë elektrik dhe përmirësimin e kushteve të përpunimit.
Figura 3.14 Ndikimi i sasisë së produkteve te përpunimit në kushtet e përpunimit
Shkarkimi i parë elektrik Kushtet e mira punuese Kushtet e përmirësuara
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page49
Mirëpo, kur përbërja e thërrmijave është shumë e madhe, vie deri tek ndotja e hapësirës
punuese, shfaqja e lidhjes së shkurtër ose të harkut, me këtë edhe një mori procesesh të
padëshiruara të cilat shkaktojnë rënien e prodhueshmërisë, zvogëlimin e kualitetit të
përpunimit dhe një mori efektesh tjera negative.
Shpëlarja e hapësirës punuese nuk duhet të jetë as shumë e fuqishme e as shumë e dobët,
sepse efekti më i mirë i përpunimit arrihet gjatë koncentrimit të produkteve të caktuar ,
optimale të përpunimit. Me shpëlarje, shpëlarja e hapësirës punuese mund të bëhet edhe
në mënyrë natyrale edhe në mënyrë të detyruara.
Shpërlaja natyrale është rezultat i veprimit të valëve hidraulike dhe akustike të krijuara
gjatë procesit të shkarkimit elektrik dhe shfaqjes së ndryshimit të temperaturave të
dielektrikut brenda boshllëkut punues në mes të elektrodave dhe dielektrikut
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page50
Figura 3.15 Metodat e shpëlarjes së hapësirës punuese
Shpërlarja me injektim
Shpërlarja me absorbim
Shpërlarja ansore terthore
Shpërlarja me përzierje
Prurja e dielektrikut Largimi i dielektrikut
Shpërlarja me impulse sinkrone (injektimi me rastin e largimit te instrumentit)
Injektimi- Shpërlarja ansore Injektimi- absorbim Metodat e kombinuara
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page51
Mirëpo, me shpërlaje natyrore, zakonisht, nuk mundësohet efikasiteti përkatës, prandaj
shfrytëzohet metodat e ndryshme të shpëlarjes së detyrueshme figura 3.15, sikur që janë:
injektimi nëpër instrumentin prerës ose detalit që përpunohet nën presion me impulse të
vazhdueshme ose me rrjedhje impulsive të dielektrikut me absorbimin nëpër instrument
ose detal që përpunohet, me shpëlarjen anësore tërthore, me oscilimin gjatësor, të
instrumentit – elektrodës, me largimin gjegjësisht afrimin periodik të instrumentit prerës,
me përzierjen e dielektrikut, me shpëlarjen e kombinuar etj.
3.6 INSTRUMENTI PËR PËRPUNIM ME ELEKTRO– EORZION
Fakti se shpenzimet e instrumentit mund të jenë deri 50%, të vlerës së përpunuar të
operacioneve prodhuese , tregojnë për nevojën e definimit adekuat të gjithë parametrave
relevant të instrumentit prerës e para se gjithash: formës, numrit dhe dimensioneve,
mënyrës dhe metodave të punimit dhe llojeve të materialeve të instrumentit për
përpunimin me elektroerozion.
Figura 3.16 Pamja e instrumentit për përpunim me elektroerozion
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page52
Zgjedhja e formës dhe dimensioneve të instrumentit, materialit të instrumentit dhe
zgjedhjes së mënyrave të konsumimit të instrumentit prerës , paraqesin problematikë
komplekse, e cila kërkon një mori analizash dhe eksperimenteve hulumtuese. Punimi i
instrumenteve të tipave të ndryshëm dhe konfiguracioneve të ndryshme figura 3.16
realizohet me metoda të ndryshme të përpunimit, sikur mekanike, ashtu edhe jo
konvencionale, si dhe në makina me përpunim elektroerozion me elektrodë nga teli.
3.6.1 FORMA DHE DIMENSIONI I INSTRUMENTIT PRERËS
Forma dhe dimensioni i instrumentit varet, para se gjithash, nga metoda e përpunimit me
elektroerozion përpunimi me elektrodë të plotë ose me elektrodë në formë teli , llojet e
prodhimit, të karakteristikave themelore të procesit etj.
Tek përpunimi me elektroerozion me elektrodë në formë teli shfrytëzohet teli me
diametër 0,2 deri 0,7 mm (zakonisht 0,25 mm), për thellësi më të vogla të detalit punues
teli me diametër 0,1 deri 0,2 mm ndërsa për ekzekutim e prerjeve më të pastra teli me
diametër 0,03 – 0,1 mm. Teli punohet zakonisht, prej molibdeni, volframi ose çeliku.
Kërkesat themelore, në fazën e punimit të telit janë: saktësia e lartë (shmangia e lejuar
maksimale ±1μm), kualiteti i lartë i sipërfaqes, mungesa e sforcimeve të mbetura, vetitë e
garantuara mekanike në kufijtë e ngushtë të shmangieve.
Tek metodat me përpunim me elektroerozion me elektrodë të plotë, forma e elektrodës
ndryshon varësisht nga lloji i instalimit – makinës, e cila shfrytëzohet në procesin e
përpunimit. Kështu që, p.sh, në makina me lëvizje planetare forma e instrumentit prerës
është dukshëm më e thjeshtë, derisa shpenzimet e punimit janë dukshëm më të vogla.
Dimensioni dhe forma e instrumenteve prerëse (të elektrodat plota me lëvizje planetare )
janë të definuar : me formën dhe dimensionin e detalit që përpunohen figura 3.17, me
llojin dhe destinimin e instrumentit prerës (përpunimi i ashpër paraprak ose përpunimi i
pastër), me vlerën e boshllëkut të nevojshëm, me llojin e materialit të instrumentit prerës,
dhe intentizitetin e konsumimit dhe një mori faktorëve tjerë më pak apo më shumë
relevant.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page53
Figura 3.17 Elementet themelore të llogaritjes së instrumentit prerës
Gjatë llogaritjes së dimensioneve relevante të instrumentit prerës për përpunim final,
dimensionet relevante janë:
)23(][)2( mmULWZLL qqA
Tek punimi dhe përpunimi i sipërfaqeve të brendshme dhe të jashtme cilindrike,
përkatësisht është :
)24(][)( mmULWZLL qqa
Tek punimi dhe përpunimi i konfiguracioneve të çfarëdo forme.
Në shprehjet janë: [mm] – boshllëku në mes të elektrodave, Z [mm] – shtesa për
përpunim, W [mm] – vlera e llogaritur e gabimeve të mundshme të përpunimit dhe Lq
[mm] – dimensionet përkatëse të detalit që përpunohet .
Për operacionet prodhuese të përpunimit te ashpër dimensionet relevante të instrumentit
prerës janë :
)25(][)( 21 mmffULL qa
Ku janë: f1 [mm] – përmasa shtesë e cila përfshin boshllëkun punues, lartësinë maksimale
të jo rrafshinave të sipërfaqes anësore dhe shtesa siguruese (Zs ) e cila është:
)26(][22 max1 mmZRf s
T/2
U/2
δ
Ta/2
z/2
W
/2
D
dd
U/2
D
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page54
Për sipërfaqet cilindrike, përkatësisht është :
)27(][max1 mmZRf S
Për konfiguracione me forma të ndërlikuara, ndërsa f2 [mm] shmangia e lejuare pozitës
për kalimet e ashpra përkatësisht për përpunime të pastra. Gjerësia e fushës toleruese të
punimit të instrumentit prerës është funksion i gjerësisë të fushës toleruese të
dimensioneve relevante të detalit që përpunohet (T) dhe, për instrumente të destinuar për
përpunim të pastër,
)28(][5,0 mma
Varësisht nga lloji i kualitetit të përpunimit shfrytëzohen një ose më shumë elektroda.
Numri i elektrodave të nevojshme varet nga: kualiteti i përpunimit, ndërlikueshmëria e
konfiguracionit të detalit që përpunohet, natyra e materialit të detalit që përpunohet,
vlerta kritike të rrumbullakimit, saktësia e përpunimit, dimensionet – gabaritet e detalit që
përpunohet, thellësia e përpunimit. Varësisht nga ndërlikueshmëria dhe lloji i përpunimit
shfrytëzohen, dy ose tri elektroda (instrumente prerëse), mirëpo, zgjedhja adekuate e
numrit të elektrodave mund të bëhet vetëm me analizën e rentabilitetit të procesit të
përpunimit, përkatësisht çmimit për njësi të kostos – të shpenzimit të instrumentit prerës.
3.3.2 BOSHLLËKU PUNUES
Paraqet distancën në mes të elektrodave dhe përcaktohet në varësi numri i madh i
parametrave të përpunimit. Mund të llogaritet edhe me shfrytëzimin e relacionit të
formave të ndryshme, si p.sh, :
)30(][
)29(][3
2max
mmCUK
mmeR
VX
O
Për boshllëk ballor figura 3.18, përkatësisht:
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page55
)31(][mmWC ziZb
Për boshllëk anësor.
Në shprehjet e mësipërme janë:
0 [mm] – boshllëku gjatë secilit vie deri të krijimi i qarkut elektrik, Rmax [mm] – lartësia
maksimale e jo rrafshinave të sipërfaqes së përpunuar , e [mm] – pjesa e boshllëkut e
mbushur me produktet e erozionit, wi, ws – energjia e impulsit, U [v] – tensioni, C [f] –
kapaciteti elektrik, k, cz, x dhe v – konstante dhe eksponente të varshmërisë funksionale.
Gjatë shpimit të çelikut me instrument prerës nga mesingu , me diametër 0,12 – 1,5 mm
dhe me parametra të qarkut elektrik, tensionin u = 20 – 80 V dhe c = 0,02–1 μF , vlerat e
konstanteve dhe eksponentëve janë k = 75 10-5 dhe x = 1 dhe v = 1/3.
Figura 3.18 Boshllëku punues gjatë përpunimit me elektroerozion
Vlera e boshllëkut punues varet nga parametrat e impulsit elektrik figura 3.19.
Karakteristikat e dielektrikut, mënyrës së shpëlarjes së hapësirës punuese dhe një mori
faktorëve tjerë.
Figura 3.19 Ndikimi i vlerave të fuqisë së rrymës në vlerat e boshllëkut punues
δb
(mm)
0 20 40 Imes(A)
Ta/2
0
0,2
0,4
δ (mm)
100 0 200 Imes(A)
0,2
0
0,4
T/2
Ug/2
Al Cu
D
Instrumenti:
δb
δ
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page56
3.6.3 KONSUMI I INSTRUMENTIT PRERËS
Procesin e përpunimit me elektroerozion e përcjellin edhe konsumi i instrumentit prerës i
krijura si rezultat i humbjeve të thërmiave të materialit të instrumentit prerës figura 3.20.
Intentisiteti i konsumimit të instrumentit prerës varet nga shumë faktorë, e para se
gjithash nga lloji i materialit të detalit që përpunohet tabela 3.2, parametrave të impulsit
elektrik (kohës së zgjatjes së impulsit ) figura 3.21 energjisë së shkarkimit të instrumentit
prerës, kohës së zgjatjes dhe tensionit të jonizimit – figura 3.22, fuqisë dhe frekuencës së
rrymës elektrike të shkarkimit – figura 3.23 dhe ngjashëm, mënyrës së shpëlarjes së
hapësirës punuese etj.
Figura 3.20 Elementet themelore të konsumimit të instrumentit prerës
Vs (mm3/min)
hv(%)
h
hv
h b
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page57
Tabela 3.2 Kombinimet më të shpeshta të elektrodave të shfrytëzuara
Materiali i instrumentit Materiali i detalit që
përpunohet
Konsumimi relativ (%)
Volframi me 10% argjend Çelik 10
Bakri Titan 10
Volframi me 10% argjend Metali i fortë 15
Bakri Bakri 30
Grafiti me 10% bakër Çeliku 35
Bakri Çeliku 45
Mesingu Çeliku 100
Çeliku Bakri 120
Alumini Bakri 170
Alumini Çeliku 180
Titani Titani 200
Çeliku Çeliku 250
Titani Çeliku 250
Mesingu Metali i fortë 300
Alumini Titani 300
Konsumi – shkarkimi i instrumentit metal prerës vlerësohet si konsumim relativ dhe
paraqet raportin në mes të vëllimit të materialit (Va) dhe detalit që përpunohet (Vp) :
)63(][/100 ZVVh pav
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page58
Figura 3.21 Ndikimi i kohëzgjatjes së impulsit, energjisë së shkarkimit dhe llojit të
materialit të instrumentit në konsumin vëllimor të instrumentit
Figura 3.22 Ndikimi i kohës dhe i tensionit të dejonizimit në konsumin vëllimor të
instrumentit
Wi : hv (%)
50ti [µs] 100 1500
0
30
60
500
instrumentiZn çelikMn
C
Zn
1000
U=400V W=23Ws Gjatë perpunimt të çelikut
0
20
40
60
hv (%)
50
Katoda Cu Anoda çelik U = 200 V
15 µf 70µf
ti [µs]
0,0250,175
W
0,500 Ws
100 150
Ws
0
C:
0,01 0,05 0,1 0,5 t0 [m/s]0
20
40
hv
[%] I0 =
50A 20A
Up = 22V ti=0,008ms
Anod Cu
Katoda Ç
100A
40 50 80 Uj [V] 0
5
10
15
hv [%]
f= 1 kHz τ = 90% Up= 20 V Ip = 30A
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page59
Figura 3.23 Ndikimi i fuqisë dhe i frekuencës së rrymës elektrike të shkarkimit në
konsumin vëllimor të instrumentit
3.7.4. MATERIALI I INSTRUMENTIT METALPRERËS
Për punimin e instrumentit prerës, praktikisht shfrytëzohen të gjitha materialet të cilat
përçojnë rrymën elektrike (tabela 3.2 dhe 3.3), ndërsa më të përshtatshmet janë ato
materiale të cilat kanë pikën e shkrirjes më të lartë dhe rezistencën specifike elektrike më
të vogël. Materiali i instrumentit prerës duhet të sigurojë përçueshmëri të mirë elektrike
dhe të energjisë së nxehtësisë, që të ketë indeks të lartë të përpunueshmërisë me metoda
të ndryshme të përpunimit (konvencionale dhe jo konvencionale), shkallë të lartë të
qëndrueshmërisë në konsum dhe deformim etj.
Tabela 3.3 Materiali për punimin e instrumentit prerës në proceset për përpunim me
elektroerozion
Materiali i
instrumentit
Dendsiteti
[g/cm3]
Pika e shkrirjes
[0C]
Rezistenca specifike
elektrike
[m]
Materialet që më së shumti shfrytëzohen për përpunimin e çelikut dhe metalit të fortë
Bakri elektrolit 8.9 1083 0.0167
Legura e volframit
dhe e bakrit me 50-
15-10 0.045-0.055
hv
(%)
40
20
0
0,01 0,05 0,1 0,5
Ip = 100A 60A
20A
Up = 24V τ= 90% katoda Cu anoda C
0 50 100 150 f (Hz)
0
50
100
200
Hv (%)
400
Br Cu C
1 tj[ms]
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page60
80% volfram
Grafit 1.0-1.85 8-15
Bakër – Grafit 2.4-3.2 3-5
Materialet të cilat mund të shfrytëzohen:
Metalike: Jometalet:
-bakri elektrolit
-kromi-bakri
-volframi-argjendi
-volframi-argjendi
-të aluminit legura-
silumini
-mesing
-çelik
-legura e bakrit
-giza e hirtë
-metali i fortë
-titani
-bronzi
-volframi i pastër
-grafit
Të kombinuara:
-bakri-grafit
Tek zgjedhja e materialit të instrumentit prerës duhet të merret parasysh edhe fakti se
konsumi i instrumentit ndryshon edhe formën edhe saktësinë e konfiguracionit të
dëshiruar . Kjo do të thotë se më i përshtatshmi është ai material i cili mundëson
ngadalësimin e konsumit të instrumentit prerës (volframi, bakri elektrolitik, grafiti)etj.
Figura 3.24 Ndikimi i polaritetit të instrumentit prerës në treguesin e procesit
Ra (µm)
30
20
10
0
Ra hv vs 0
100 30
200 60
Vs (mm3/min)
hv (%)
pozitiv
negativ
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page61
3.8. INSTALIMI - PAJISJA PËR PËRPUNIM ME ELEKTROEROZION
Elemente themelore të instalimeve figura 3.25 janë: makina në kuptimin e ngushtë,
gjeneratori i impulseve elektrik, sistemi i qarkullimit të dieleketrikut dhe sistemi i
kontrollit dhe i drejtimit. Makinat e para për përpunim me elektroerozion kanë qenë të
ndërtuara sipas mostrës të makinave konvencionale (makina shpuese, freza vertikal ) e
ngjashme, ashtu që mbasi instrumentit prerës me transmetues është i zëvendësuar me
mbajtësin e instrumentit prerës me rregullator , ndërsa në tavolinën punese është
vendosur govata me dieleketrik. Në govatë vendosen detali që përpunohet, ndërsa govata
është e lidhur me sistemin e qarkullimit të dielektrikut me elementet themelore të saj.
Makina, sipas destinimitt, ndahet në makina për përpunim me elektrodë të plotë ose me
elektrodë në formë teli.
Figura 3.25 Elementet themelore të strukturës së makinës për përpunim me
elektroerozion
U=40250 V Dmax=510 A/cm2
δ=5400 μm
f=0.1-100 kHz Vp<2 mm/min
gjeneratori makina agregati
Vp
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page62
3.8.1. MAKINA PËR PËRPUNIM ME ELTKRODË TË PLOTË
Mundëson punimin e konfiguracioneve të ndryshme me shfrytëzimin e elektrodës
përkatëse me konfiguracion të ndërlikuar (figura 54) ose elektrodës me formë të thjeshtë
me lëvizjen planetare të elektrodës (figura 55). Tek makinat për përpunim me elektro
shkëndijë si burim i energjisë shfrytëzohet, zakonisht, gjeneratori RC ose RLC, derisa
energjia e shkarkimit formohet përmes kondensatorit.
Figura 3.26 Paraqitja skematike e makinës për përpunim me elektroerozion me
elektroda të plota
Cdialektriku
instrumenti
Boshti i makinës
Me elektroimpuls
Rregullatori automatik
Detali që përpunohet
gjeneratori
kondezatori
Gjeneratoriimpulsiv
U= re
zist
ori
Me elektroshkëndijë
dialektriku
Detali që përpunohet
inst
rum
ent
Ridrejtuesi nga seleni
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page63
Figura 3.27 Forma e instrumentit prerës dhe bazat e ndërtimit për përpunim me
elektrodë të plotë, me lëvizje planetare të instrumentit prerës
Te makinat për përpunim me elektroimpuls, shkarkimi impulsiv formohet nga burimi i
energjisë (gjeneratorit impulsiv), ndërsa evitimi i shfaqjes së kontaktit të shkurtër
gjegjësisht lidhjes së shkurtër arrihet me oscilimit periodike të instrumentit prerës dhe të
detalit që përpunohet.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page64
4.0. PËRPUNIMIE ME ULTRATINGULL – USM
4.1. BAZAT E PROCESIT
Oscilimi i me ultratingull i instrumentit prerës mund të shfrytëzohet për heqjen e teprimit
të materialit (përpunimi dimensional) ose përmirësimit të efektivitetit të metodave të
përpunimit konvencionale dhe jo konvencionale (përpunimi me prerje dhe deformim,
elektrokimik, elektroerozion, kimik dhe me metodat tjera të përpunimit etj.). Në kushtet e
prodhimtarisë bashkëkohore metodat me përpunim me ultratingull (fig.4.1 - Electric
Ultrasonic Machining-EUS) shfrytëzohen për punimin e prodhimeve të çfarëdo
konfiguracioni, sidomos të prodhimeve të punuara nga metalet e forta she super të forta
(materialeve izoluese, elementeve elektronike e ngjashëm), pastrimin, saldimin dhe
ngjitjen etj.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page65
Figura 4.1 Skema parimore e përpunimit me ultratingull
Përpunimi me ultratingull është proces i përpunimit tek i cili shfrytëzohen kokrrizat e
materialit abraziv (abrazivit fig. 4.2), si instrument prerës. Energjia e nevojshme për
procesin e përpunimit formohet përmes burimit të vibrimeve (3) dhe transmetohet në
kokrrizat abrazive, e cila me goditjen e saj në detalin që përpunohet (4) i të vendosur në
govatën (1) me suspensionin abraziv (3) sjellin deri të shkatërrimi i shtresave
sipërfaqësore dhe formimi i konfiguracionit të detalit që përpunohet në pajtim me
konfiguracionin – profilin e instrumentit prerës (6). Intensiteti relativisht i lartë i procesit
mundësohet me frekuencën e lartë të oscilimit prerës (18-25kHz) dhe me sasinë e lartë të
materialit abrazive i cili gjendet në proces (30.000-100.000 kokrriza/cm2). Me depërtimin
e kokrrizave abrazive, nën veprimin e vibrimeve të ultratingullrit, në materialin e detalit
që përpunohet vie deri te shfaqja dhe zgjerimi i mikro-makro-çarjeve. çarjet reciprokisht
prehen duke formuar shtresën e dobësuar mekanike. Me goditjet e mëtutjeshme të
kokrrizave shtresa e dobësuar relativisht lehtë shkatërrohet, me shfaqjen e produkteve të
përpunimit (thërrmijave të materialit të detalit që përpunohet të formave të ndryshme dhe
madhësive të ndryshme-7).
Parimi i shkatërrimit
instrumenti
detali
sonotroda
instrumentiDetali që përpunohet
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page66
Figura 4.2. Skema parimore e përpunimit me ultratingull me mënyra të ndryshme t
lëvizjes së suspensionit abraziv
Lëvizje themelore në procesin e përpunimit janë: lëvizjet kryesore dhe lëvizjet ndihmëse.
Lëvizja kryesore ekzekutohet nga instrumenti prerës, se bashku me burimin e
vibracioneve, dhe paraqet lëvizje osciluese, lëvizje të lartë të frekuencës. Lëvizja
ndihmëse, instrumentit prerës ose të detalit që përpunohet, me presion përkatës të
instrumentit prerës ose detalit që përpunohet, mundëson formimin gradual të thellimeve
dhe të formës kopjuese të pjesës punuese të instrumentit prerës.
4.2. ESENCA – FIZIKA E PROCESIT
Esenca e procesit të përpunimit me ultratingull është në heqjen e materialit me
rrëshqitjen – largimin e mikro thërrmijave nga sipërfaqja e detalit që përpunohet. Largimi
pason me goditjet e kokrrizave abrazive, të shkaktuar me veprimin e oscilimeve me
ultratingull të frekuencës 18 deri 25 kHz ndërsa në kushtet e prodhimtarisë bashkëkohore
deri 2000 MHz, gjatë amplitudës relativisht të vogël të oscilimeve të instrumentit prerës
(0,01-0,06 mm) dhe forcën e presionit të instrumentit prerës përkatësisht të detalit që
përpunohet 3,0-7,5 N. Vetë mekanizmi i heqjes së tepricës së materialit varet nga metoda
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page67
e përpunimit me ultratingull, ndërsa bazën e mekanizimit e përbën goditja e kokrrizave
abrazive në procesin e kavitacionit të fluidit në zonën e përpunimit.
Te përpunimi me ultratingull me lëvizje të lirë të suspensionit (fig. 4.2) shkatërrimit i
materialit të detalit që përpunohet, në esencë, pason si rezultat i kavitaciionit i shkaktuar
nga përhapja e valëve të ultratingullrit në suspension. Lëvizja oscilatore përkatësisht
veprimi i valëve të ultratingullrit sjell deri tek rritja periodike dhe zvogëlimi i presionit në
suspensionin abraziv (ndrydhja dhe krijimi i vakuumit). Në momentin e zvogëlimit të
presionit (krijimit të vakumit) vie deri tek ndërprerja lokale e rrjedhjes së suspensionit,
çka e provokon shfaqjen e flukseve të mbushura me ajër dhe me avuj të fluidit, (fig.4.3).
Figura 4.3 Mekanizmi i shkatërrimit të materialit
Me ndrydhjen e flukseve vie deri tek likuidimi i tyre, me shfaqjen e presioneve të larta
hidraulike dhe të shkatërrimit të fuqishëm eroziv të materialit të detalit që përpunohet.
Procesit i kavitacionit (shfaqja dhe zhdukja e flukseve), me presion të lartë (mbi 1000
bar), përcillet edhe me shfaqjen e shkarkimeve elektrike, me që rast muret e flukseve janë
negativisht të elektrizuara, ndërsa pikëzat e tretësirës, fluidit, brenda flluskës, në mënyrë
pozitive të elektrizuar. Rritja e temperaturës së suspensionit sjell deri tek rritja e presionit
të gazrave dhe avujve, brenda flluskës, rritjes së numrit se flluskave të elektrizuara.
Tek përpunimi dimensional përkatësisht përpunime me lëvizjen e detyruar të suspensione
bazën e mekanizmit të shkatërrimit të materialit e përbën e numrit tejet të madh të
thërrmijave fluturuese të materialit abraziv dhe shprehje e lartë e fuqishme e kavitacionit
të fluidit, i cili shkakton shkatërrimin eroziv të materialit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page68
Përpunimi me ultratingull i materialit me qëndrueshmëri më të lartë, në fazën fillestare,
përcillet me procesin e deformimit plastik dhe me fuqizimin gjegjësisht forcimin të
shtresave të shtresave sipërfaqësore. Gjatë goditjes të numrit të madh të kokrrizave të
forta të materialit abraziv nuk vie, në fillim deri të shkatërrimi por deri të forcimi i
materialit të shtresës sipërfaqësore. Mirëpo pas arritjes së fortësisë së caktuar të shtresës
sipërfaqësore, pason procesi i përpunimit me ultratingull dhe formimi detalit që
përpunohet. Shpejtësia e përpunimit me ultratingull është e kufizuar me shpejtësinë e
forcimit të shtresës sipërfaqësore dhe me intentizitetin e zhvillimit të kavitacionit.
Figura 4.4 Operacionet prodhuese të përpunimit me ultratingull dhe pamja e detaleve të
përpunimit të formuar me metodën e përpunimit me ultratingull
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page69
4.3. OPERACIONET PORDHUESE TË PËRPUNIMIT ME ULTRATINGULL
Përpunimi me ultratingull shfrytëzohet gjatë realizmit të një mori operacioneve
prodhuese, sikur që janë prerja, frezimi, tornimi, shpimi, ratifikimi, punimi i filetave ,
punimi dhe përpunimit i formave të konfiguracioneve të formave të ndërlikuara
(gravimi i instrumenteve, i veglave për farkëtim dhe presim) etj. (fig. 4.4 dhe 4.5). Përveç
realizmit të operacioneve prodhuese të cekura , metodat e ndryshme, ultratingulli
shfrytëzohet edhe për rritjen e efektivitetit të metodave tjera të përpunimit (figura 4.6)
dhe për ekzekutimin e një mori operacionesh prodhuese etj. (saldim, ngjitje, testime të
materialeve, identifikimin dhe destofokopisë së parametrave të ndryshme të procesit etj.)
Figura 4.5 Klasifikimi i metodave të përpunimit me ultratingull
Rëndësi të veçantë kanë metodat e përpunimit me ultratingull gjatë përpunimit të
materialeve të ndryshme të forta dhe të brishta, kur arrihen rezultate më të mira si në
pikëpamje të kualitetit , po ashtu edhe në pikëpamje të prodhueshmërisë së përpunimit.
PËRPUNIMI ME ULTRATINGULL
Lloji i përpunimit Rritje e intensitetit të metodës së përpunimit
Me
abra
ziv
jo të
lidh
ur
Me
abra
ziv
të li
dhur
Me
susp
enzi
on
abra
ziv
konv
enci
onal
e
elek
trok
imik
e
elek
troe
rozi
ve
Met
odat
tjer
a jo
konv
enci
ona
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page70
Figura 4.6 Skema parimore e metodave të përpunimit me ultratingull dhe të kombinuara
(përpunimi me ultratingull – elektrokimik ) dhe ultratingull – elektroeroziv
4.4. PARAMETRAT E PROCESIT TË PËRPUNIMIT ME ULTRATINGULL
Në procesin e përpunimit, para se gjithash intentizitetin i shkatërrimit të materialit dhe
treguesit tekno – ekonomik të procesit ndikojnë shumë parametra, sikur që janë:
parametrat e valës së ultratingullrit, karakteristikat themelore të suspenzionit, fuqia
nominale ridrejtuesit, karakteristikat e materialit të detalit që përpunohen, etj. Të gjitha
këto janë elemente të cilat drejt për drejt ndikojnë në treguesit themelor të procesit
(shpejtësia e përpunimit ), prodhueshmëria, kualiteti i saktësisë së përpunimit .
Gjatësia valore e oscilimeve të ultratingullit varet nga shpejtësia e përhapjes C (CM/s)
dhe frekuencës së oscilimit f (Hz) dhe është:
)33(][/ cmfC
Ku është shpejtësia e përhapjes së valës :
)34(]/[/ scmfpC
Në trupat e ngurtë, përkatësisht
EUS EUS-ECM
EUS-EDM
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page71
)35(]/[/1 scmfpC
Në rrethinën e lëngët (suspenzioni abraziv ). Në shprehjet janë E (mega paskal) – moduli
i elasticitetit të materialit të detalit që përpunohet, RO (g/cm3) – dendësiteti i despozionit
të abrazivit dhe в (cm2/N) – koeficienti i kokërr imtësirave të materialit abraziv.
Figura 4.7 Karakteristikat themelore të suspenzionit abraziv
4.5 SUSPENZIONI ABRAZIV
Përbëhet nga përzierja e lëngjeve përkatëse , zakonisht ujit dhe kokrrizave të materialit
abraziv me përqendrim të caktuar. Përqendrimi varet nga fortësia e materialit të detalit që
përpunohet dhe sillet, në përgjithësi vështruar, në kufijtë 20 – 40 %, përkatësisht 20%
gjatë përpunimit me ultratingull me suspenzionin abraziv nën presion. Lëngu mundëson
futjen e pandërprerë të materialit abraziv në boshllëkun punues dhe largimin e produkteve
të përpunimit, materialit abraziv të konsumuar dhe produkteve të konsumimit të
instrumentit prerës, ftohjen e detalit që përpunohet dhe të instrumentit prerës, formimin e
lidhjes akustike në instrumentit prerës, materialin abraziv, detali që përpunohet dhe
shkatërrimi (së bashku me thërrmijat abrazive) të materialit të detalit që përpunohet. Kjo
do të thotë se zgjedhja e fluidit gjegjësisht lëngut (tabela 4.1) duhet të jetë rezultat i
analizës dhe i analizës së rolit dhe karakteristikave themelore, sikur që janë: dendësiteti,
viskoziteti, përçueshmëria termike, aftësia në lagien e instrumentit prerës, detalit që
përpunohet dhe të materialit abraziv e ngjashme.
Tabela 4.1 Indeksi relativ i prodhueshmërisë
Lloji i fluidit Indeksi relativ i prodhueshmërisë
Uji 100
A
A
T amplituda
2π
t
V
B
TShpejtësia
2πt
a
D
Tnxitimi
2π
t
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page72
Benzoli, kerozina 70
Spiritusi 57
Vaji makinerie 30
Glicerina 3
Efektet më të mira, në pikëpamje të prodhueshmërisë dhe të karakteristikave themelore, i
mundëson uji, sepse uji mundëson bartjen me të mirë të kokrrizave abrazive dhe largimin
e produkteve të ndryshme nga zona e përpunimit. Evitimit i korrodimi i elementeve të
sistemit teknologjik arrihet me shtimin e inhibitorëve korrodues (zakonisht 2% të nitratit
të natriumit), në veçanti e këputjes masive të suspensionit abraziv në zonën e përpunimit.
4.5.1 MATERIALI ABRAZIV
Si material abraziv shfrytëzohen materialet e ndryshme (tabela 4.2), karakteristikat
themelore të të cilëve janë: fortësia e lartë dhe qëndrueshmëria gjatë brishtësisë relativisht
të ultë, aftësia e lartë prerëse (forma jo e rregullt me tehe të mprehta në dimensione të
ndryshme në drejtime të ndryshme) qëndrueshmëria në ngarkesat goditëse – thyerje etj.
Tabela 4.2 Karakteristikat themelore të materialit abraziv
Lloji i
materialit
Dimensionet
Kz (μm)
Densiteti
(g/cm3z)
Fortësia
sipas
Mosit
Mikro
fortësia
(MPa)
Indeksi
relativ i
aftësisë
së
prerjes
Indeksi
relativ i
konsumimit
diamant
160-2000 3.48-3.50
10 10000 100
100 elber dhe
borozon 11 1100 110
Karbiti i borit 3-160
2.5 9 430 50-60 400
SiC 3.12-3.22 9 300 25-45 490
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page73
Elektrokorundi 3.20-3.40 9 210 14-16 1050
Si material abraziv zakonisht shfrytëzohet karbiti i silicit dhe karbitit i borit. Karbiti i
borit ka aftësia më të mira prerëse (intensiteti i largimit të materialit të tepërt në njësinë
kohore). Mirëpo është për 10 herë me i shtrenjtë. Për këtë arsye shfrytëzohet për
përpunim me ultratingull për materialet e forta, materialeve në radio teknik dhe në
elektronikë e ngjashëm, përkatësisht sidomos të materialeve të forta dhe të qëndrueshme
me shtalbësi të vogël. Për përpunim të materialeve të brishta (qelqit, kurcit, germaniumit,
siliciumit) preferohet që të shfrytëzohet silicum karbiti. I njëjti është dukshëm më i lirë
dhe me pak e ndot ambientin punues, mirëpo mundësinë punueshmëri më të ultë për 20-
30% me të ultë.
4.6. INSTALIMI – PAJISJA PUNUESE PËR PËRPUNIM ME ULTRATINGULL
Instalimi për përpunim me ultratingull (fig. 4.8) përbëhet nga disa elemente themelore e
ato janë: gjeneratori i vibrimeve të ultratingullit (1, i përbërë nga burimi i energjisë –D
përforcuesi i vibrimeve dhe oscilatori -3 dhe transformatori i vibrimeve -4), sistemit të
lëvizjes ndihmëse (5) instrumentit prerës (6) sistemit të qarkullimit të suspensionit
abraziv (7) dhe instalimeve themelore, makinës në kuptimin e ngushtë (8), e cila
mundëson vendosjen gjegjësisht montimin e elementit të instalimit dhe pranimit e detalit
që përpunohet (9), brenda govatës (10).
Makinat bashkëkohore për përpunim me ultratingull ndahen në stacionare dhe të
lëvizshme ose mobilie, ndërsa sipas distilimi në universale dhe të specializuara. Sipas
fuqisë instaluese makinat mund të jenë: me fuqi të vogël (20-200W), të mesme (250-
1200W) dhe fuqisë së madhe (1,5 deri 4 kW). Sipas numrit të operacioneve prodhuese
përkatësisht pozicioneve të përpunimit ose numrit të copave njëkohësisht i përpunon,
makinat mund të jenë një apozicionale ose speciale, shumë pozicionale (fig. 80).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page74
Figura 4.8 Skema parimore dhe pamja e pajisjes për përpunim me ultratingull
Figura 4.9 Paraqitja skematike e një – më shumë e makinës dhe me shumë apozicionale
Karakteristikat eksploatuese themelore të makinës për përpunim me ultratingull janë:
sipërfaqja maksimale dhe thellësia e përpunimit, hapi maksimal i instrumentit prerës ose
detali që përpunohet në drejtimin e lëvizjes kryesore dhe ndihmëse, dimensioni i
tavolinës punuese, fusha e ndërrimit të ngarkesave –forcave të presionit, karakteristikave
të valës së ultratingullit dhe të fuqisë.
vrushkullori
ascilatori sonotroda
Suspenzioni abraziv Rezervari me
suspenzionin abraziv
Pajisja për lëvizjen ndihmëse
instrumenti
Pompa
10
7
8
2
1 3
5
4 6
9
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page75
Vet parimi i punës së makinës qëndron në formimin e sinjalit elektrik të frekuencës se
ultratingullit, nga ana e burimit të energjisë (2). Me shndërrimin e tij në vibrime
mekanike të ultratingullit me ndihmën e oscilatorit (3) dhe përforcimin e vibrimeve
mekanike përmes sonotrodës (4). Vala e formuar e ultratingullit e tillë bartet në
instrumentin prerës (6 fig. 79). Me çka janë, me futjen e suspensionit abraziv, të krijuara
kushtet për krijimin e procesit të përpunimit.
4.6.1 BURIMI I ENERGJISË
Paraqet gjeneratorin e ultratingullit me ndihmën e të cilit energjia elektrike (50 Hz, nga
rrjeti), shndërrohet në energjinë elektrike me frekuencë, të ultratingullit. Karakteristikat
themelore të gjeneratorit janë: fuqia instaluese (0,2-4 kW, në disa raste edhe deri 10 kW).
Frekuenca dalëse (15-30 kHz) ose frekuenca e ultratingullit dhe shkalla e shfrytëzimit të
gjeneratorit (tabela 4.3).
Tabela 4.3 Shkalla e shfrytëzimit të gjeneratorit
Fuqia nominale (kW) N
0.4 0.3
0.6-1.6 0.4
1.6-4.0 0.5
4.8.2 SHËNDËRRUESIT- OSCILATORI
Për formimin e lëvizjes oscilatore të instrumentit prerës, me frekuencë të ultratingullit
shfrytëzohen tipe të ndryshme të shndërruese (figura 4.10).
Shndërruesit shndërrojnë impulsin elektrik, të formuar nga burimi i energjisë, në oscilime
mekanike me amplitudë përkatëse dhe frekuencë të ultratingullit (18 – 25 kHz e më
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page76
shumë). Elementet themelore të tyre janë: bërthama me mbështjella (1, rryma elektrike, 2
dhe mbështjella për formimin e fushës magnetike, 3) dhe shtëpiza (4) me fluidin për
ftohje (5) dhe sistemin e lidhjes (6) të sonotrodës (7) përmes saj të instrumentit prerës (8)
.
Tek punimi i oscilatorit zakonisht shfrytëzohet efekti “magnetiko – striktiv” ( efekti i
Xhulit, aftësitë e legurave fero magnetike që të ndërrojnë formën dhe dimensionet,
shkurtimi dhe zgjatimi, në ndikimin e fushës alternative të ndryshueshme magnetike ).
Me këtë krijohen kushtet për formimin e valës së ultratingullit të oscilimeve mekanike
me amplitudë relativisht të vogël (8 – 10 μm). Nga këto arsye zakonisht shfrytëzohet
shndërruesi magnetiko – striktiv i punuar nga materialet e ndryshme fero magnetike
(tabela 4.4), bazën e të cilit e përbëjnë një mori komponentësh të legurave të hekurit,
kopalit, maradiumit, aluminiumit, nikelit .
Figura 4.10 Paraqitja skematike e pamjes së përforcuesit – oscilatorit
3
2
7
6
5
4
8
Të fuqisë deri 1,5[kW] Të fuqisë deri 2,5[kW] Të fuqisë deri 4[kW]
1
7 6
3 2
1
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page77
Tabela 4.4 Karaketristikat themelore të materialit fero magnetike
nikeli Legur e hekurit
Karakteristikat themelore Kobalti me Alumin me
49%Co,
2%V
65%Co 12%Al 14%Al
Magnetizimi (μm) 40 70 90 35 50
Shpejtësia e përhapjes së
valës (m/s)
476 520 500 480 510
Fuqia specifike (W/cm2) 50-60 90-110 60-80
Rezistenca specifike
elektrike (/cm)
7 10-6 26 10-6 6 10-6 9 10-7
4.6.3 TRANSFORMATORËT E OSCILIMEVE – SONOTRODAT
Pasi që me shndërruesit vala e ultratingullit me amplitudë të pamjaftueshme, prandaj, për
përfundim të suksesshëm, shfrytëzohen sonotrodat detyrë themelore e të cilave është
transformimi i valës së formuar në valë me amplitudë të oscilimeve 25-60 mikrometra
(fig.82). Në rast të përgjithshëm sonotroda është shufër me diametër tërthor të
ndryshueshëm. Mu ky ndryshim mundëson transformimin e amplitudës, kështu që
karakteristika themelore e sonotrodës është shkalla-koeficienti i përforcimit të amplitudës
(fig. 4.12)
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page78
Figura 4.11 Skena parimore dhe zgjedhja konstruktive e sonotrodës
Figura 4.12 Koeficienti i përforcimit ta amplitudës së valës së ultratingullit
2
4
6
8
K 1
2
3
2 4 6 8 N=d1/d2
d2
d1
1 3 2 d1 d1
d2 d2
λ/2 λ/2 λ/2
instrumenti Përforcuesi
Format konike të sonotrodes Forma eksponenciale
Forma shkallëzore
A:0
.008
-0.0
1
A:0
.05-
0.06
sonotroda
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page79
Figura 4.13 Komponentet e sistemit të formimit të valës së ultratingullit
Gjatë zgjedhjes së materialit për punimin e sonotrodës duhet të kihen parasysh faktet se e
njëjta punon në kushtet e regjimit të ndryshueshëm alternativ të ngarkesave, me
frekuencë jashtëzakonisht të lartë të ndërrimit. Mu për këto arsye shfrytëzohet materiali
me karakteristika mekanike relativisht të mira, në veçanti me qëndrueshmëri ndaj lodhjes
(Q1530, Ç4131,Ç4730 e ngjashëm..., legurat e titanit etj.).
4.6.4 INSTRUMENTI PRERËS
Instrumenti prerës, zakonisht punohet se bashku me sontrodën dhe gjatësia e tij i
përgjigjet gjysmës se valës (1.27). Pjesa punuese e instrumentit prerës (3) është ashtu e
konstruktua që akset e bërthamës se shndërruesit (1) dhe transformatorit (2) kalojnë nëpër
qendrën e rëndesës së konfiguracionit të instrumentit prerës (3). Në të kundërtën vie deri
tek shfaqja e oscilimeve tërthore të instrumentit prerës dhe të zvogëlimi i theksueshëm i
saktësisë së përpunimit. Sipas konstruksionit instrumentet prerëse mund të jenë të
pandryshueshme dhe të ndryshueshme, me një apozicionale dhe shumë pozicionale
(fig.4.15) dhe ngjashëm. Forma pjesës punuese të instrumentit prerës i përgjigjet formës
së konfiguracionit të detalit që përpunohet, ndërsa definohet me karakteristikën themelore
të procesit, në veçanti, dhe saktësinë e kërkuar dhe kualitetin e përpunimit. Kështu, p.sh.
për zvogëlimin e konocitetit të vrimës, gjatë shpimit instrumenti prerës punohet me
Parimi i përforcimit
elektromagnetik piezoelektrik
Transformatorët
konik eksponencial hiperbolik Shkallëzor
Transformatori
Gjeneratori i frekuencave të larta
Shëndrruesi
λ/2
λ/2
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page80
pjerrtësinë 1:10 dhe fazetën 1-2mm për përpunimin e njohshëm të ashpër dhe të pastër të
vrimave instrumenti ka formën shkallëzore me ndryshim të diametrit 0,5-1mm, për prerje
instrumenti punohet nga shumë pjesë, si për mundësimin e largimit sa me pak të sasisë së
materialit (fig.4.15) etj. varësisht nga destinimi
Forma dhe dimensionet e instrumentit prerës përvetësohen varësisht nga forma dhe
dimensionet e detalit që përpunohen, shmangieve të lejuara të dimensioneve të detalit që
përpunohet, madhësisë së kokrrizave të materialit abraziv, saktësisë se përpunimit etj.
Figura 85. Ndikimi i jo aksialitetit të bërthamës së shndërruesit, transformatorit dhe
instrumentit në shfaqjen e oscilimeve tërthore
Figura 4.15 Format e mundshme të instrumentit prerës për përpunim me ultratingull
d shpimi
1-2
1:10
d20.2-0.8
d 1-d
2=0.
5-1
prer
ja
d1
2
Shmangieje nga qendra e shëndrruesit –oscilimet tërthore evidente
1
Shmangieje nga qendra e instrumentit –oscilimet tërthore evidente
Centrim i plotë –oscilimet tërthore jo evidente
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page81
Për përpunimin e sipërfaqeve të jashtme dhe të brendshme cilindrike, p.sh, dimensionimi
i instrumentit prerës (fig. 4.16) varet nga diametri i vrimës përkatësisht nga boshti i
detalit që përpunohet (d), shmangies së lejuar të dimensioneve të detalit që përpunohet
(T) dhe madhësisë së kokrrizave të detalit që përpunohet (Kz).
Për punimin e instrumentit prerës shfrytëzohen materialet e ndryshme (metalet i fortë me
shtalbësi të lart, mesingu, bronzi, llojet e ndryshme të çelikut Ç 1330, Ç 1530, Ç1730,
çeliku karbonit instrumental etj.), karakteristikat themelore të të cilëve janë:
qëndrueshmëria ndaj goditjeve dhe konsumimit, shtalbësin e ngjashëm. Me zgjedhjen e
drejtë të materialit zvogëlohet intensiteti i konsumimit (tabela 4.5) dhe rritet saktësia e
formës gjithashtu edhe e dimensioneve të detalit që përpunohet.
Figura 4.16 . Dimensionet e instrumentit prerës gjatë përpunimit me ultratingull
Tabela 4.5 Vlerat e parametrave të instrumentit prerës gjatë përpunimit me ultratingull
Materiali i
instrumentit
Materiali i detalit që përpunohet
Qelqi Metali i fortë
Konsumi
mi për
gjatësi
(mm)
Thellësia
e
përpunim
it l (mm)
Konsumi
mi relativ
(%)
Konsumi
mi për
gjatësi
(mm)
Thellësia
e
përpunim
it l (mm)
Konsumi
mi relativ
(%)
Materiali i
fortë
0.038 38.3 10 3.5 3.18 110
Çeliku
karbonik
0.15 46.1 100 2.8 3.20 88
d2
d-T d-Tδ=Kz
δ=Kz d1
d1=d-T+2Kz d1=d+T-2Kz
1
22
1
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page82
Çeliku
jokkorrodue
s
0.20 29.2 70 0.4 1.14 35
Vërehet se qëndrueshmëria e instrumentit prerës varet nga intensiteti i konsumimit dhe i
karakteristikave fizike-kimike të materialit të detalit që përpunohet dhe nga një mori të
faktorëve tjerë. Si kriter i konsumimit të instrumentit prerës shfrytëzohet vlera përkatëse
e parametrave të konsumimit, si për gjatësi po ashtu edhe për prerjen tërthore të
instrumentit prerës (konsumimi gjatësor dhe tërthor).
4.7 KARAKTERISTIKAT THEMLORE TË PËRPUNIMIT ME ULTRAZTINGULL
Procesi i përpunimit me ultratingull renditet në grupin e metodave destinimi i të cilave
bëhet gjithnjë më i gjerë dhe më i rëndësishëm. Kjo me arsye se me aplikimin e makinave
bashkëkohore dhe me zhvillimin e mëtutjeshëm të tyre mundësohet një mori përparësish,
me mundësi gjithnjë e më të mëdha si për përpunim të materialeve të ndryshme, po ashtu
edhe për intensifikimin e metodave konvencionale të përpunimit dhe jo konvencionale të
përpunimit. Përparësitë themelore vështrohen në pikëpamje të mundësisë së përpunimit të
materialeve të brishta dhe të jo metaleve (qelqit, kuarcit, rubinit, metalit të fortë e
ngjashëm), ekzekutimit të një mori operacionesh prodhuese, në veçanti të punimit të
vrimave me diametra 0,15-90mm gjatë thellësisë maksimale (prej 2-5) diametra dhe
saktësisë së punimit (tek metalet e forta saktësia është deri 0,1mm), pastërtia e
jashtëzakonshme dhe kualiteti i sipërfaqes së përpunuar (klasa e ashpërsisë deri N6),
prodhueshmëri relativisht e lartë, në veçanti gjatë përpunimit të materialeve të brishta etj.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page83
Figura 4.18 Skema e pajisjes me ultratingull me tavolinën punuese
Mirëpo, të metat themelore të përpunimit me ultratingull, sikur që janë sipërfaqja
relativisht e vogël e përpunimit (750-2000mm2) dhe thellësia (deri 400mm), shpenzimi
relativisht i madh i energjisë, intensiteti i lartë i konsumimit të instrumentit,
ndërlikueshmëri e prodhimit të operacioneve prodhuese dhe instrumentit prerës (bazuar
në ligjet themelore të aukostikës) e ngjashëm, kufizojnë përdorimin e metodave me
ultratingull dhe tregojnë në drejtimet e përsosjes së mëtutjeshme e metodave me
përpunim me ultratingull.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page84
5.0. PËRPUNIMI ANODO-MEKANIK
HYRJE
Në këtë punim janë shtjelluar metodat jokonvencionale të përpunimit: përpunimi
anodomekanik ku shfrytëzohen proceset elektrokimike dhe elektroerozione përkatësisht
proceset kimike dhe termike, derisa teprica e materialit largohet në mënyrë mekanike.
Intensiteti dhe kushtet e procesit të përpunimit anodomekanik, si dhe lloji dominues
themelor i largimit të tepricës së materialit (me anë të nxehtësisë ose kimik) varet nga
parametrat e procesit: parametrat rrymës elektrike, forca e presionit të instrumentit –
katodës, shpejtësia e lëvizjes së instrumentit, madhësia, konfigurimi dhe karakteristikat e
boshllëkut etj. Përpunimi anodoabraziv, paraqet metodën e përpunimit me prodhueshmëri
të lartë me ç’rast veprimi mekanik i instrumentit realizohet me aplikimin e instrumentit
abraziv ose me lëvizjen e orientuar të suspenzionit të tretjes punuese dhe të materialit
abraziv. Pastaj shtjellohen treguesit teknik–ekonomik të procesit si Prodhueshmëria e
përpunimit anodo–mekanik e cila paraqet sasinë e materialit e cila mund të largohet nga
boshllëku në procesin e përpunimit, e që varet nga shpenzimi specifik i energjisë
elektrike, kualiteti i përpunimit. Po ashtu përshkruhen karakteristikat themelore të
përpunimit anodomekanik.
5.1 PROCESET THEMELORE TË PËRPUNIMIT
Te përpunimi anodomekanik (fig. 5.1) shfrytëzohen proceset elektrokimike (ECM) dhe
elektroerozione (EDM) përkatësisht proceset kimike dhe termike, derisa teprica e
materialit largohet në mënyrë mekanike. Në tretjen punuese (zakonisht ujin e qelqit)
zhvillohen proceset nga njëra anë (të nxehtësisë) ose nga tjetra anë (kimike) varësisht nga
regjimet e punës. Jonet të treture anodike të hekurit, nga detali që përpunohet, bien në
tretjen punuese duke formuar, së bashku anionet silikate, kripërat e patretshme, shtresën
okside ose kompozimet kimike tjera në sipërfaqen e detalit që përpunohet. Largimi
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page85
gjegjësisht eliminimi i shtresave të kompozimeve të formuara të tilla (shtresës anodike,
ose filmit) realizohet me procesin elektroeroziv dhe veprimit mekanike të instrumentit
(katodës).
Figura 5.1 Paraqitja skematike e procesit të përpunimit anado-mekanik
Nën veprimin e rrymës së vazhduar elektrike të formuar me burimin e energjisë elektrike
(figura 5.2) përbrenda boshllëkut (kanalit të shkarkimit elektrik), në mes të instrumentit
prerës (katodës 3) dhe detalit që përpunohet (4) vie deri të tretja anodike e materialit.
Tretja anodike gjatë përpunimit të veprimit anodomekanik, shkakton formimin e
mbështjellësit mbrojtës, i cili irriton tretjen e mëtutjeshme anodike të materialit. Me
veprimin mekanik të instrumentit prerës realizohet largimi i vazhdueshëm i filmit anodik,
me çka sigurohet proces i pandërprerë i rritjes së intensitetit të largimit të tillë. Në
momentin e largimit të filmit anodik vie deri tek shfaqja dhe vendosja e harkut elektrik
dhe shkatërrimit eroziv të materialit me intensitet më të madh ose më të vogël varësisht
nga parametrat e regjimit punues.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page86
Figura 5.2 Përpunimi anodomekanik me elementet themelore të procesit
5.2 ELEMENTET THEMELORE TË PROCESIT TË PËRPUNIMIT
Intensiteti dhe kushtet e procesit të përpunimit anodomekanik, si dhe lloji dominues
themelor i largimit të tepricës së materialit (me anë të nxehtësisë ose kimik) varet nga
parametrat e procesit:
-parametrat e rrymës – qarku elektrik (densiteti elektrik, tensioni dhe fuqia e
rrymës elektrike fig. 5.3 dhe 5.4), (tabela 5.1 ),
- forca e presionit të instrumentit – katodës (figura 5.4 dhe tabela 5.1),
- shpejtësia e lëvizjes së instrumentit,
- madhësia, konfigurimi dhe karakteristikat e boshllëkut etj.
5.2.1. PARAMETRAT E QARKUT ELEKTRIK
Tensioni punues i qarkut elektrik (14 – 28V) ka ndikim të rëndësishëm në procesin e
tretjes anodike të materialit të detalit që punohet, intensitetin dhe zhvillimin proceseve
kimike ose të nxehtësisë dhe të parametrat themelor tekno – ekonomik të procesit. Rritja
e vlerës së tensionit punues (mbi 30 – 40 V) mund të sjellë deri të rritja intensive e
procesit të tretjes anodike dhe mbyllja e boshllëkut përkatësisht të mbylljes së
elektrodave.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page87
Përpunimi anodomekanik mund të bëhet gjatë impulseve karakteristike të rrymës së
qarkut elektrik me impulse konstante ose të ndryshueshme. Aplikimi i impulseve të
regjimit të punës me impulse të ndryshueshme të fuqisë së rrymës elektrike mundëson
zvogëlimin e ashpërsisë dhe thellësinë së shtresës defekte (përpunimi i shpejtësisë së
sipërfaqes së përpunuar), mirëpo prodhueshmëria është më e vogël në krahasim me
kohëzgjatjen e operacioneve prodhuese dhe atë dy herë më të gjatë (tabela 5.2).
Tabela 5.1 Elementet e regjimit të përpunimit gjatë përpunimit anodomekanik
Lloji i përpunimit Tensioni
i rrymës
U[V]
Densiteti
i rrymës
D
[a/cm2]
Presioni i
instrumentit
prerës
p[bar]
Shpejtësia e
përpunimit
V[m/s]
Prodhueshmëria
e përpunimit
Vs[mm3/min]
Sharrimi i
mesingut:
-me disk
-me shirit
20-28
20-23
70-500
50-300
0,5-2,0
0,5-1,5
10-25
15-20
2000-6000
3000-7000
Sharimi i metalit të
fortë me disk 12-18 40-150 0,5-1,0 20-25 1000-2000
Zdrukthimi 19-25 5-15 0,5-2,0 2-5 50-250
Retifikimi
-i ashpër
-i pastër
16-20
14-16
8-15
3-7
0,5-1,5
20-30
10-30
2-15
Mprehja e
instrumenteve 18-22 15-25 0,2-1,5 12-20 120-200
Honingimi 3-20 0,1-10 0,25-5,0 0,5-1,1 0,6-20
Stabiliteti i procesit të përpunimit anodomekanik, zakonisht, sigurohet me shfrytëzimin
paralel të dy burimeve shfrytëzuese të rrymës elektrike (kryesisht të pavarura). Me njërin
burim të rrymës elektrike të vazhduar realizohet procesi i burimit elektrokimik (tretja
anodike) ndërsa me tjetrin burim, të karakterit impulsiv (burimi i rrymës elektrike
alternative), zbrazja dhe vendosja e harkut elektrik (shkatërrimi eroziv).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page88
Tabela 5.2 Kohëzgjatja e operacioneve prodhuese gjatë përpunimit anodomekanik
varësisht nga lloji i qarkut elektrik
Materiali i
detalit që
përpunohet
Dimensionet
[mm]
Rryma e vazhduar Rryma alternative
U[V] I[A] t[min] U[V] I[A] t[min]
Çeliku
karbonik
60 22 100 3.0 16 100 6.6
Çeliku i
leguruar
85 x 85 24 140 6.0 16-17 150 11.0
5.2.2. SHPEJTËSIA E LËVIZJES SË INSTRUMENTIT
Shpejtësia e lëvizjes së instrumentit (5 – 12 m/s), zakonisht edhe deri 30m/s duhet të ketë
vlerën përkatëse, që të mundëson largimin ose heqjen e materialit të tretur dhe formimin
e komponimeve kimike karakteristike. Vlera e saj varet nga tensioni (U) dhe fuqia e
rrymës elektrike (I):
3.1,min/17021.0 2 mm
EUA
IU
EA
IUV
COC
Si dhe madhësia e sipërfaqes e cila përpunohet (A) dhe shpenzimit specifik të energjisë
elektrike (EC – figura 5.4):
4.1,min/)17(021.0 32 mmWEUE COC
Përkatësisht shpenzimit specifik optimal të energjisë elektrike (Eo).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page89
1.2.3. PRESIONI I INSTRUMENTIT PRERËS
Madhësia e presionit punues të instrumentit prerës (zakonisht 0,5 – 1,0MPa) përcakton
madhësinë e boshllëkut punues e me këtë edhe madhësinë e rezistencës elektrike,
përkatësisht së bashku me madhësinë e boshllëkut dhe sasinë e materialit e cila hiqet në
procesin e përpunimit (prodhueshmërisë M – figura 5.5) dhe karakteristikave tension –
intensitet të qarkut elektrik (figura 5.5).
Figura 5.5 Ndikimi i instrumentit prerës dhe i tensionit në prodhueshmërinë përkatësisht
në prodhueshmërinë e rrymës elektrike
Vlerat e vogla të presionit të instrumentit prerës kushtëzojnë rezistencën tejet të madhe
elektrike, deri sa vlerat tjera të mëdha mund të shkaktojnë largimet mekanike të materialit
jo të tretur, e me këtë edhe tej nxehjen e metalit që përpunohet dhe instrumentit prerës.
5.2.4. BOSHLLËKU PUNUES NË MES TË INSTRUMENTIT PRERËS DHE
DETALIT QË PËRPUNOHET
Boshllëku punues (figura 5.6) varet nga madhësia e kokrrizave të materialit të tretur,
karakteristikat e instrumentit prerës (të hedhjeve radiale dhe vibrimeve), tensionit dhe
fuqisë së rrymës elektrike dhe është:
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page90
5.1271.0)12(2.6 mmU
Elementet themelore karakteristike për boshllëkun punues janë edhe parametrat që
ndikojnë në llojin e procesit i cili zhvillohet. Kështu që gjatë vlerave konstante të fuqisë
së rrymës elektrike (tek rryma e vazhduar) vlera e boshllëkut ballor është:
6.133.0 mmPK ea
Është proporcional drejtpërdrejt me energjinë e shkarkimit elektrik PNKW me
koeficientin e proporcionalitetit Ka . Boshllëqet anësore në mes të detalit që përpunohet
dhe instrumentit prerës janë dukshëm më të mëdha, kështu që nuk vije deri të zbrazja në
mes të mureve konturale të detalit që përpunohet dhe instrumentit prerës . Kjo do të thotë
se në anët e detalit zhvillohet para se gjithash proceset kimike, deri sa largimi i tepricës së
materialit përpara sipërfaqes ballore të instrumentit është rezultat i proceseve kimike dhe
të nxehtësisë, si dhe i largimit mekanik të materialit përkatësisht të përpunimit gjatë
proceseve anodomekanik.
Figura 5.6 Boshllëku gjatë përpunimit anodomekanik
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page91
5.3. OPERACIONET PRODHUESE TË PËRPUNIMIT ANODOMEKANIK
Përpunimi anodomekanik, në parim mundet që të zëvendëson të gjitha llojet e përpunimit
me prerje të metaleve, mirëpo zakonisht aplikohet gjatë përpunimi të materialeve me
fortësi më të madhe dhe me shkallë të përpunueshmërisë më të vogël. Zakonisht
shfrytëzohet për operacionet prodhuese të prerjes, sharritjes, dhe të përpunimeve finale
(figura 5.7), sikur që janë : sharritja me anë të diskut ose me anë të shiritit, zdrukthimi,
ratifikimi i ashpër, mprehja e instrumenteve, ratifikimi i pastër, honingimi, lapimi,
polirimi etj.
Figura 5.7 Disa operacione prodhuese të përpunimit anodomekanik
Klasifikimi i operacione prodhuese të përpunimit anodomekanik mund të bëhet në
mënyra të ndryshme. Sipas llojit dhe formës së instrumentit prerës i cili shfrytëzohet
dallohen operacione prodhuese:
- përpunimi anodomekanik me instrument nga metali (të punuar nga çeliku ose
nga giza e hirët), kur përpunimi (figura 5.8), bëhet zakonisht tensioni punues
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page92
prej 10 – 12 V, me aplikimin e qelqit ujor si tretje punuese dhe
prodhueshmërinë 2 -10 mm3/min,
- përpunimi anodomekanik me instrumentit ratifikues (përpunimi
anodoabraziv). Si instrument shfrytëzohet guri ratifikues i punuar nga
materiali lidhës abraziv i ndryshëm. Përpunimi bëhet gjatë vlerave mjaft të
vogla të boshllëkut punues (0,01 - 0,03mm),densiteteve elektrike tejet të
mëdha të rrymës dhe intensitetit të lartë të zhvillimit të proceseve termike dhe
kimike. Operacionet prodhuese të përpunimit anodoabraziv sigurojnë
prodhueshmëri të lartë (100 – 1000 mm3/min), madje edhe më të larta – tabela
5.3 dhe kualitet të lartë të përpunimit.
- Përpunimi anodomekanik me lëvizjen e lirë të kokrrizave të materialit abraziv
(përpunimi elektroeroziv mekanik). Realizohet gjatë dendësimeve elektrike të
vogla të rrymës dhe siguron kualitet të lartë të sipërfaqeve të përpunuara.
Operacionet prodhuese të këtij tipi janë të njohura edhe si operacione
prodhuese të polirimit anodomekanik .
- Sipas mënyrës së tretjes anodike dhe veprimit reciprok mekanik, përpunimi
anodomekanik: përpunimin elektro– të përçueshëm dhe përpunimin me
elektroneutral .
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page93
Figura 5.8. Përpunimi anodomekanik me instrumentin nga metali
5.3.1. PËRPUNIMI ANODO-ABRAZIV
Paraqet metodën e përpunimit me prodhueshmëri të lartë me ç’rast veprimi mekanik i
instrumentit realizohet me aplikimin e instrumentit abraziv figura 5.9. ose me lëvizjen e
orientuar të suspenzionit të tretjes punuese dhe të materialit abraziv.
Tabela 5.3 Karakteristikat themelore të procesit të përpunimit anodoabraziv
Lloji i
përpunimit
anodo-abraziv
Instrumenti
abraziv
Treguesit e procesit
Prodhueshmëria
e përpunimit
Vp [mm3/min]
Shpejtsia e
përpunimit
V [μm/min]
Konsumimi
relativ
[%]
Retifikimi Guri ratifikues 2000 0.1-0.2
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page94
elektro-dimant nga pluhuri i
diamantit me
lidhës metalik
Përpunimi
elektro-abraziv
Guri abraziv
grafit,guri
abraziv metalik
120
4000
20-40
0.05-0.1
Elektro-
Honingimi Guri abraziv
20 10-20
superfinishi Abrazivi
elektropërçues 10
10-20
Polirimi anodo-
abraziv
Suspenzioni
abraziv 10
Materiali
abraziv jo i
lidhur
20
Figura 5.9 Skema parimore e përpunimit anodoabraziv
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page95
Mundet, pra të ekzekutohet me instrumentin monolit (gurin ratifikues ose gurin nga
diamanti – figura 5.10) ose suspenzionin abraziv, kur shfrytëzohet instrumenti elektro–
neutral.
Tek aplikimi i gurit nga diamanti (figura 5.10a) bëhet ratifikimi i rrafshët ose rrethor.
Instrumenti dhe detali që përpunohet janë të lidhura me burimin e rrymës së vazhduar. Në
boshllëkun punues sillet tretësira punuese dhe materiali abraziv i formuar nga kokrrizat e
imta të diamantit. Me këtë rast përdoret ose aplikohet instrumenti me mbështjelljen nga
diamanti ose instrumentin nga metali me material abraziv nga diamanti.
Figura 5.10. Skema e përpunimit anodoabraziv me diamant dhe polirimi anodoabraziv
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page96
5.4. TREGUESET TEKNIK-EKONOMIK TË PROCESIT
5.4.1. PRODHUESHMËRIA E PËRPUNIMIT
Prodhueshmëria e përpunimit anodomekanik është e përcaktuar me relacionin:
7.1)17(021.0 2
coc EU
IU
E
IUM
Paraqet sasinë e materialit e cila mund të largohet nga boshllëku në procesin e
përpunimit, e cila varet nga shpenzimi specifik i energjisë elektrike (Ec).
5.4.2. KUALITETI I PËRPUNIMIT
Parametrat themelor të kualitetit të sipërfaqes së përpunuar (ashpërsia – figura 5.11 dhe
thellësia e shtresës defekte figura 5.12 ) varet nga parametrat e procesit të përpunimit
anodomekanik.
Parametrat e ashpërsisë (lartësia e jo rrafshinave mesatare dhe maksimale ) janë
drejtpërdrejt proporcional me tensionin dhe fuqinë e rrymës elektrike me koeficientin e
proporcionalitetit Kz :
5.4.3. FLUIDI PUNUES OSE TRETËSIRA PUNUESE
Për operacionet prodhuese të përpunimit anodomekanik, si fluid ose tretësirë punuese,
zakonisht, shfrytëzohet qelqi ujor (tretësira ujore e silikatit të natriumit nNa2SiO3 +
mH2O) ose përzierja e natrium nitritit Na2 dhe nitratit të natriumit (shalitra NaNO3) me
përqendrim përkatës në ujë. Karakteristikat themelore të tretësirës punuese me ndikim në
ndikim me procesin dhe treguesit e procesit janë: lloji, përbërja kimike dhe përqendrim,
vlera PH , përçueshmëria elektrike, shkalla e pastërtisë, rrjedhshmëria, presioni dhe
karakteristikat tjera të tretësirë punuese.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page97
Figura 5.11 Ndikimi i tensionit të rrymës elektrike në lartësinë mesatare të jo rrafshinave
Përvec qelqit ujor (me përqendrim 1000 – 1500 kg/m3) mund të përdoren edhe tretësira
tjera, si p.sh: tretja ujore e kripërave të ndryshme, ujit teknik etj. Përdorimi i ujit teknik
siguron furnizim më të thjeshtë të instalimit, mirëpo nuk krijon kushte për arritjen e
saktësisë përkatëse të kualitetit të përpunimit.
Karakteristikat ekspanduese të fluidit punues dhe mbrojtja e punëtorit gjatë procesit të
përpunimit munden të përmirësohen me shtimin e aditiveve. Kështu që, me formimin në
pajisjet e veçanta , në tretësirat ujore me 20% të qelqit ujor, me 6% të vajit të
transformatorëve dhe me shtimin e acidit stearin dhe të aditivat tjerë, krijohen fluidet
punuese me karakteristikat dukshëm më të mira eksplatuese.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page98
Figura 5.12 Ndikimi i lëvizjes së instrumentit dhe fuqisë së rrymës elektrike në thellësinë
e shtresës defekte
Instalimi – pajisja për përpunimin mekanik, për operacionet për prodhuese të përpunimit
anodomekanik shfrytëzohen pajisjet dhe makinat (figura 5.13-5.15), të cilat sipas
konstruksionit janë mjaft të ngjashme me makinat klasike për përpunim me ratifikim,
honingim, etj. Elementet themelore të instalimeve janë: burimi i rrymës elektrike, sistemi
i qarkullimit, filtrimit dhe i renegjerimit të fluidit punues, sistemi i kontrollit dhe i
drejtimit të parametrave, struktura mbajtëse dhe sistemi i sigurimit të lëvizjeve të
domosdoshme të instrumentit dhe të detalit që përpunohet. Roli dhe rëndësia e
elementeve të strukturës së instalimit është shumë i ngjashëm me rolin e elementeve të
instalimit për përpunimin elektrokimik.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page99
Figura 5.13 Paraqitja skematike e pajisjes për ratifikimin anodomekanik
Figura 5.14 Skema e instalimit për mprehje anodomekanike të instrumentit prerës
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page100
Figura5.16 Skema e instalimit për honingimin, polirimin anodomekanik
5.4.4. KARAKTERRISTIKAT THEMELORE TË PËRPUNIMIT ANODOMEKANIK
Sipas njohurive të gjerë tanishme, karakteristikat themelore të përpunimit anodomekanik
do të ishin:
- prodhueshmëria shumë e lartë në operacionet prodhuese në të cilat kërkohet
kualitet i lartë i përpunimit (edhe deri 7000mm3/min),
- mundësia e arritjes së kualitetit të lartë të sipërfaqes së përpunuar (lartësia
mesatare e jo rrafshinave deri 1 mikrometër ) , gjatë prodhueshmërisë së ultë
të përpunimit (1 – 2 mm3/min)
- konsumim shumë i vogël i instrumentit prerës e cila kushtëzon edhe shpenzim
të ultë të eksploatimit të instrumentit,
- mundësi e përpunimit të regjimit të përpunimit në kufijtë të gjerë, pa nevojën
e procesit të përpunimit,
- presion i vogël i instrumentit specifik në detalin që përpunohet, e me këtë
edhe deformimet vogla dhe thellësitë e vogla të shtresës defekte – mundësi e
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page101
përpunimit të materialit të gjitha llojeve pa marrë parasysh në karakteristikat
mekanike (forcën, fuqinë në këputje e ngjashme),
- shkallë relativisht e lartë e shfrytëzimit,
- ekonomicitet mjaft i lartë i përpunimit sepse, p.sh, koha zgjatja e procesit të
ratifikimit është më e shkurtë se 20% në krahasim me ratifikimin klasik, deri
sa shpenzimi i materialit i zvogëluar deri 90 % gjatë lartësisë relativisht të
vogël të jo rrafshinave (kualitet i lartë i përpunimit – deri 1 mikrometër etj.)
Figura 5.17 Paraqitja skematike e operacioneve prodhuese të përpunimit anodomekanik.
Të gjitha këto karakteristika, të cilat së bashku me zhvillimin e mëtutjeshëm dhe
përsosjen e metodave të përpunimit anodomekanik, duhet të sigurojnë aplikimin e gjerë
dhe shfrytëzimin në industrinë të kësaj metode të përpunimit,
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page102
6.0 PËRPUNIMI ELEKTRO - HIDRAULIK
6.1 Bazat e procesit të përpunimit
Efekti elektrohidraulik është veprim i ri i shndërrimit të energjisë elektrike në atë
mekanike, pa i vënë në përdorim elementet apo mjete mekanike. Veprimi siguron shkallë
të lartë të shfrytëzimit të energjisë elektrike, kurse esenca e veprimit (figura 6.1) është në
formësimin e shtypjes së lartë të lëngut. Shtypja është rezultat i zbrazjes elektrike (në
formë të shkëlqimit të xixës apo poçit) si efekt i elektrodave në lëngje.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page103
Fig.6.1 Skica parimore e veprimit të përpunimit elektrohidraulik: 1) burimi i
energjisë, 2) kondensatori, 3) ndërprerësi, 4) elektrodat, 5) lëngu (uji), 6) forma.
Fig.6.2 Skica parimore e veprimit të përpunimit elektrohidraulik: 1) forma, 2) elektroda,
3) mbushësi, 4) ndërprerësi, 5) bateritë, 6) detali punues, 7) uji, 8) shtrënguesi i detalit.
Impulsi hidraulik i formuar në këtë mënyrë siguron punë mekanike që mjafton për të
kryer disa operacione, siç është; profilimi i llamarinës, shpimi, formësimi, shtresimi,
prerja, ngjitja, pastrimi i shtresave sipërfaqësore, eliminimi i të metave të brendshme etj.
6.2 Operacionet prodhuese të eliminimit të materialit të tepërt
Me drejtimin e impulsit hidraulik në sipërfaqen e mjetit që duam ta përpunojmë, varësisht
nga karakteristikat, kushtet dhe parametrat e skicës elektrike, forcës, shtypjes, dhe kohës,
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page104
është e mundur të eliminohet teprica e materialit dhe operacionet precize siç janë shpimi,
prerja, formësimi, shtresimi etj.
Shpuarja elektro – hidraulike (figura 6.3) më së shpeshti përdoret te jometalet. Zbrazja
impulsive e tensionit të lartë lajmërohet te lëngjet me elektroda. Nën veprimin e impulsit
hidraulik, vjen deri te shkatërrimi i materialit të përpunuar dhe vrimës së profiluar.
Fig.6.3. Skica principiele e shpimit elektro – hidraulike të vrimave te jometalet:
1) detali punues, 2) rezervuari me ujë, 3) elektroda, 4) kondensatori,
5) ndërprerësi, 6) burimi i energjisë.
Prerja elektro – hidraulike e materialit (figura 6.4) kryhet me ndihmën e shtypjes së valës
hidraulike e cila gjendet afër pllakës për zbrazje xixëllore të vendosura në izolatorë.
Tensioni i lartë i domosdoshëm për zbrazje xixëllore vjen nga burimi i furnizimit
nëpërmes elektrodave.
Për realizimin e procedurës së prerjes në objektin përgjegjës objekti i dedikuar për
përpunim lëvizë në dy drejtime vertikale ose automatikisht sipas konturës së projektuar.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page105
Fig.6.4. Prerja elektro – hidraulike skica principiele e veprimit: 1) rezervuari
me ujë, 2) burimi i energjisë, 3) elektrodat, 4) detali punues.
Afër operacioneve të paraqitura, hasim edhe veprime elektro – hidraulike për pastrim,
shtresim, fortësi, bluarje, etj.
6.3 Profilimi elektrohidraulik i llamarinës
Paraqet një ndër veprimet bashkëkohore më të rëndësishme të profilimit të llamarinës dhe
formimit të konfiguracioneve të llojëllojshme, posaçërisht të elementeve të konturave të
komplikuara dhe gabariteve të ndryshme. Posaçërisht është veprim efikas në prodhimet e
serive të vogla, sepse shfrytëzohet pajisja relativisht e thjeshtë, siguron kualitet të lartë
dhe precizitet në profilimin e elementeve të përpunuara nga materialet që përpunohen me
vështirësi.
Fig.6.6 Skema e profilimit nën tension të lartë në mesë të elektrodave:
1) burimii energjisë, 2) kondensatori, 3) ndërprerësi, 4) elektrodat, 5) uji,
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page106
6) forma.
Fig.6.5. Skema parimore e veprimit të përpunimit elektrohidraulik:
1) forma e epërme, 2) burimi i energjisë, 3) ndërprerësi, 4) kondensatorët, 5) detali
punues, 6) uji.
Zbrazja e tensionit të lartë, e shkatuar brenda lëngjeve në mes të elektrodave (figura 6.6)
dhe elektrodave të ngjitura me tel (figura 6.7) sjell deri te shtypja e lartë e lëngjeve (disa
mijëra MPA) që mjafton të formohet një valë goditje me fortësi të madhe.
Fig.6.7 Skema e profilimit te llamarinës gjatë zbrazjes së tensionit të lartë
në mes të elektrodave të ngjitura me përçues: 1) detali punues, 2) elektrodat,
3) uji, 4) teli i hollë, 5) matrica-forma.
Me veprimin e valës goditëse në objektin e dedikuar krijohen rrethanat për profilimin dhe
formimin e konfiguracionit të dëshiruar varësisht nga forma e matrices. Mekanizmi,
stabiliteti i tij dhe efikasiteti varen nga karakteristikat e lëngjeve, forma, dimensioni dhe
renditja e elektrodave. Stabiliteti i zbrazjeve një nga një, realizohet me montimin e
përçuesit të hollë që bashkëngjit elektrodat (figura 6.7). Efikasiteti i shfrytëzimit të
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page107
energjisë varet nga pozita e ndërsjellë e elektrodave, forma dhe pozita e sipërfaqeve për
zbrazje (të hapur apo të mbyllur) për formësimin e llamarinës apo gypave (figura 6.8) dhe
kopjeve për formësim
Te sipërfaqet e hapura lajmërohet humbja e energjisë, gjersa te sipërfaqet e mbyllura
kemi sipërfaqe të kufizuar pune dhe vala goditëse është e kufizuar.
Fig. 6. 8 Pamja skematike e sipërfaqeve për zbrazje.
Me aplikikimin e telit mundësohet zvogëlimi i shtypjes së punës dhe rritja e
besueshmërisë dhe zgjatja e afatit të qëndrueshmërisë së instalimeve. Ndikim të posaçëm
në procesin e profilizimit të llamarinës ka shpërndarja e shtypjes. Vlera maksimale e
shtypjes paraqitet në pjesën e mesme të përpunimit, çka bie deri te deformimet dhe
lajmërimi i mbeturinës. Ndalimi i këtyre dukurive vihet re me përdorimin e koncentratorit
zbrazjes të formës dimensionit dhe karakteristikës përgjegjëse (figura 6.9) më së shpeshti
te koncentratoret konik rrethor dhe të kombinuar. Koncentratoret konik ruajnë pjesën e
mesme të objektit të përpunuar dhe drejtojnë valët goditëse në drejtim të skajit te objektit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page108
Koncentratoret rrethor zvogëlojnë dimensionet e pjesës dalëse të sipërfaqes dhe rrisin
shkallën e deformimit të pjesës së mesme të përpunimit, mirëpo me depërtimin e lëngjeve
në mesin e objektit të përpunuar dhe koncentratorit vjen deri te ndarja e shtypjes dhe te
shpërndarja e shtypjes në pjesët periferike
Fig.6.9 Skema e pamjes së koncentratorit të zbrazjes.
Koncentratori i kombinuar siguron drejtimin e valës në pjesën unazore Dk-dk.
Shpërndarja dhe madhësia e shtypjes varen nga marrëdhëniet e ndërsjella të
dimensioneve relevante Dk, Dm dhe dk. Sipërfaqja për zbrazje formohet në atë mënyrë që
mundëson drejtimin e valës goditëse deri te pjesa dalëse e sipërfaqes. Me këtë realizohen
rrethanat për deformime dhe shfrytëzimi maksimal i energjisë të valëve goditëse.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page109
7.0 PERPUNIMI ME LASER
7.1. HYRJE
Karakteristikat specifike të rrezatimit laserik kanë mundësuar përdorime gjerë të laserit
ne industri, informatikë, medicinë, industri ushtarake dhe shkencë. Edhe pse laserët e
parë janë ndërtuar të gjashtëdhjetave-tek viteve të tetëdhjeta kanë fituar rëndësi me të
madhe dhe u bënë baza për procese dhe teknologji prodhuese plotësisht të reja.
Teknologjia laserike ka gjetur përdorim në shumicën e degëve industriale për përpunimin
e materialeve dhe për Metrologji matje). Rastet e përmendura të përdorimit të
teknologjisë laserike janë vetëm fillimi i shfrytëzimit të mundësive potenciale të laserit,
sepse janë përvetsue edhe shumë përparime që presin të aplikohen në praktikë.
Teknika laserike në industrinë metalpunuese momentalisht me se shumti përdoret për
prerjen e llamarinave, për shpim, përpunim termik dhe saldim. Përparësi kanë laserët CO2
dhe Nd -YAG, sepse janë treguar me efektiv dhe me produktivitet të lartë në
prodhimtarinë bashkohore.
Laseri është një pajisje që lëshon dritë nëpërmjet një procesi të përforcimit optik
të bazuar në emetimin e stimuluar të rrezatimit elektromagnetik.
Termi "laser" ka lind si akronim për ("light amplification by stimulated emission
of radiation” – përforcimi i dritës me emetim të stimuluar të rrezatimit), gjegj., është
përforcues rrezatimi me kalimin stimulativ të atomeve ose molekulave nga niveli i lartë
energjetik në nivel me të ultë energjetikë.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page110
Përpunimi më laser - Laser Beam Machining (LBM), bazohet në aplikimin e
energjisë së dritës së përforcuar , e fituar me rrezatim stimulativ, për përpunimin e
materialeve me shkrirje ose avullim. Tufa e rrezeve laserike, e fokusuar në diametër
punues 0.015-0.2 [mm], u bë vegla universale e cila praktikisht mundet me pre çdo
material.
Për dallim nga veglat konvencionale laseri është pa “formë” prandaj nuk ka nevojë që të
porositet special për prodhim dhe nuk kërkon shpenzime për deponim, mbrehje, dhe
centrim (bazhdarim).
Zbulimit të emetimit të stimuluar i paraprijnë hulumtimet e A.Einstein- në vitin 1917 dhe
I.R.Ladenbergu me H.Kopferman ne vitin 1928. Në vitin 1951, Z.A.Fabricante e
shfrytëzoi këtë për përforcimin e valëve elektromagnetike. Në vitin 1958, shkencëtarët
A.L.Schalow dhe C.H.Townes e dhanë edhe parimin e masës për laser, bazat teorike të
cilit i vendosën N.G.Basow dhe A.M.Prochorow.
Në vitin 1961 T.H.Maimin konstruktoi laserin e parë në baze të rubinit me blitllampom
si pompë optike. Laseri i parë me gaz He-Ne u ndërtua me 1962, ndërsa laseri i parë me
baze organike në vitin 1966 (Sorokin, Lankard).
Sot ekzistojnë shumë lloje të laserëve,megjithatë, nga pikë vështrimi shkencor si edhe ai
industrial, laseri CO2 është padyshim laseri më i rëndësishëm. Kalimet e shumë numerta
mes niveleve rotacion-vibruese të molekulave të CO2, mundësojnë rrezatimin në spektrin
infra të kuq me gjatësi valore prej 8.7 m deri 11.8 m , ashtu që emetimi me i
fuqishëm është në zonën 10.6 m . Laserët CO2 mund të jen fuqive të ndryshme, në
interval prej disa [mW], për nevoja shkencore dhe prej disa dhjetëra [kW], për
përpunimin e materialeve.
Laseri i parë CO2 është konstruktuar në vitin 1964, dhe ka pasur fuqinë prej disa [mW],
mirëpo mjaft shpejt u zhvillua në laser kontinual me të fuqishëm. Në fillim laseri CO2 ka
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page111
punuar me dyoksid karbonik të pastër që me vonë kalon në përdorim të përzierjes së
azotit dhe heliumit me që rast është rritur fuqia për shumëfish.
7.2 BAZAT TEORIKE
Laseri është përforcues i rrezatimit koherent elektromagnetik në brezin optik
(1[mm]< <2[mm]). Rrezatimi i laserit për nga natyra është rrezatim drite por për dallim
nga drita, përkatësisht nga burimi termik i dritës për nga dendësia e madhe energjisë
spektrale, monokromatike, gjatësisë së madhe të valëve koherente, frontit stacionar të
valëve në fluksin e rrezatimit laserik, stabilitetit të madh të amplitudës,si dhe mundësisë
për prodhim të impulseve ultra të shkurtër të dritës.
Parimi i punës të laserit bazohet në rrezatimin laserik të materialeve gjatë simulimit të
kalimit të grimcave atomike apo molekulave nga niveli i lartë energjetikë në nivel me të
ultë energjetikë. Sipas teorisë kuantike energjia përhapet në mënyrë impulsive.
Elektronet në përbërje të mbështjellësit elektronik të atomit munden të kenë vetëm vlera
të caktuara diskrete të energjisë.
Spektri energjetikë i atomit zakonisht paraqitet në formë të vijave horizontale të cilat janë
të distancuar përmasa të ndryshme njëpasnjëshme të vlerave energjetike. Deri sa atomi
është në gjendje të pa eksituar d.m.th. ne gjendje fillestare,ai nuk rrezaton energji(dritë),
ndërsa elektronet pozicionohen në nivelet me të ultë energjetike. Gjatë kalimit nga njeri
nivel energjetik në nivelin tjetër energjetik pason absorbimi i energjisë. Ose lirimi i
energjisë se caktuar (hv) në forme të kuantit ose fotonit . Atomi tenton të gjendet në
gjendje të energjisë me të ultë. Për këtë kalimi i tij nga niveli i ultë energjetikë në nivel
me të lartë energjetik mundet të bahet vetëm me sjelljen e energjisë se caktuar nga
rrethina e jashtme d.m.th. sjelljen e energjisë së nxehtësisë ose absorbimin e fotoneve me
energji elektromagnetike e cila është njëjtë me ndryshimin energjetik të niveleve
energjetike.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page112
Elektroni me rastin e eksitimit mundet të pranoj vetëm aq energji sa është ndryshimi
energjetik i spektrit të atij atomi. Kjo mundet të jetë 231312 ,, EEEEEE e kështu
me radhë. Elektroni në gjendje të eksituar qëndron shkurt (10-8[s]). Me rastin e kalimit të
elektronit nga gjendja e eksituar energjetike E2 në një gjendje energjie me të vogël E1, do
të emitohet një foton energji.
12 EEhv (2.1)
Ku janë: v – frekuenca e rrezatimit, Jsh 3410626,6 – konstanti i Plankut.
Kalimi i atomit nga niveli me i lartë energjetik në nivel me të ultë energjetik përcjellët
me emetimin e energjisë në formë fotoneve me energji elektromagnetike në raport i cili
është i barabartë me ndryshimin mes niveleve energjetike të atomit para dhe pas kalimit.
Fotoni është kuanti themelor i dritës i cili me energjinë e vetë saktësisht i përgjigjet
ndryshimit mes niveleve energjetike.
Duke marr parasysh mundësin e kalimit të atomit prej një niveli në tjetri ,dallojmë:
a) absorbimin,
b) emetimin spontan,
c) emetimin stimulues (induktiv).
Në fig 7.1. janë treguar gjendjet e mundshme të rrezatimit elektromagnetik të sistemit
atomik.
Absorbimi është proces i kalimit prej nivelit me të ulte në nivel me të lartë. Ndodhë me
veprimin e fotonit të futur në atom me energji (hv) i cili gjendet në nivel të ulte energjetik
E1 duke i mundësuar të kaloj në nivel me të lart energjetik E2
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page113
Fig. 7.1 Skema e rrezatimit elektromagnetik të sistemit atomik me dy nivele: (a)
absorbimi (b) emetimi spontan ,(c) emetimi i stimuluar
Emetimi spontan ndodhë kur atomi kalon nga niveli energjetik më i lartë E2, në nivel
me të ultë E1. Atomi anon që nga niveli me i lartë të kalon në nivel me të ultë. Me rastin e
emetimi spontan atomi emiton valët elektromagnetike faza e të cilës nuk ka raport të
caktuar me fazën e valëve të emituar nga cilido atom tjetër.
Emetimi i stimuluar është procesi kur në atom i cili gjendet në gjendje te eksituar
vepron rrezatimi i futur i energjisë se caktuar duke liruar nga ai energjinë në formë fotoni
me cilësi të njëjtë sikur të fotonit të futur .Tani kemi dy foton :të stimuluarin dhe
stimuluesin. Pasi procesi është shkaktuar nga veprimi i valës elektromagnetike të futur
,vala e emituar e cilit do atom është në fazë me valën e futur, përveç kësaj ajo përcakton
edhe drejtimin e valës se emituar .
Emetimi i stimuluar është mekanizëm ku shumohen fotonet, gjegjësisht ku përforcohet
drita. Që të tre proceset ndodhin njëkohësisht, me që rast mundësia e kalimit është
proporcionale me numrin e atomeve të eksituar.
Mundësia e kalimit të emisioni stimulativ është proporcionalisht e shtuar me densitetin e
energjisë rrezatuese .krejt çka u tha për sjelljen e elektroneve në atom d.m.th për
energjinë diskrete mundet të thuhet edhe për molekulat. Energjia e molekulave në një
formë është shuma e energjive të elektroneve në lëvizje, oscilimit të atomit brenda
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page114
molekulës dhe rotacionit të molekulës si tërësi. Për molekulën në gjendje stacionare
energjia e saj është kuantike d.m.th. Se ka vlerën e caktuar strikte.
Frekuencën e rrezatimit të cilën e emetojnë ose absorbojnë molekulat është e caktuar
,sikur edhe të rasti i atomeve,me ndryshimin e energjive në mes dy gjendjeve ku kalimi
kryhet tek emetimi apo absorbimi i fotonit
Në fig 7.2. është dhënë skema parimore e laserit. Pjesët themelore përbërëse të laserit
janë : mjedisi aktiv, rezonatori optik, burimi i energjisë(pompa), dhe burimi i eksitimit.
Për të ardhur deri të rrezatimi laserik duhet të ekzistuar:
mjedisi aktiv me atome,jone,molekula të caktuara me dy nivele të ndryshme
energjetike çka mundësojnë rrezatimin dhe përforcimin e dritës me gjatësi valore
të dëshiruar.
burimi i energjisë(pompa) i cili eksiton atomet me qëllim të zmadhimit nivelit
energjetik të atomit me shumë nga dy nivele dhe
pajisja kthyese optike (rezonatori) në qëllim të përforcimit të dritës dhe lajmërimit
të vetë oscilimit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page115
.
Fig. 7.2. Skema parimore e laserit
7.2.1.. MJEDISI AKTIV
Emetimi i stimuluar është shfrytëzuar për ndërtimin e laserëve. Ideja u ndërtua në atë që
të shfrytëzohet emetimi i stimuluar për përforcimin e fluksit fotonik me rastin e kalimit
përgjatë materialit laserik (mjedisit aktiv). Për përshkrimin e procesit shërben modeli i
treguar në fig. 7.3
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page116
Fig. 7.3 Ndryshimi i fluksit të dritës gjatë kalimit të fotonit nëpër materialin laserik
Sistemi atomik në mjedisin aktiv është i trashësisë z i rrezatuar me fluksin e fotoneve
përgjatë aksit. Inteziteti i rrezatimit të dritës në hyrjen e mjedisit aktiv është
Iv 2/ mW ,nd=rsa pas kalimit nëpër mjedisin aktiv është IvIv . Intensiteti i
dritës,pas kalimit nëpër mjedisin aktiv, regjistrohet me ndihmën e foto-detektorit.
Kushtet që duhet plotësuar materiali laserik që të mundet të shfrytëzohet sikur mjedis
aktiv janë : mundësia për mbajtjen e vogël të kopulacion nivelit të ulte energjetik, sa ma e
ngushtë gjerësia e vijave energjetike, kohë e shkurt e emetimi
spontan, sa ma e gjatë jetë zgjatja e fotoneve në sistem dhe temperatura e ultë. Duke marr
parasysh se materiali laserik (mjedisi aktiv) ka gjendje të ndryshme agregate ,laserët i
ndajmë në të ngurtë dhe të gaztë , me që rast ata në bazë të ngurtë mund të jenë të punuar
edhe nga baza izolatorë por edhe gjysmëpercuese.
7.2.2. .REZONATORI OPTIK DHE MODET LASERIKE
Që nga përforcuesi i dritës të ndërtohet rezonatori laserik është e nevojshme të futet
pajisja kthyese. Tek laseri pajisja kthyese arrihet me vendosjen e materialit laserik mes dy
pasqyrave paralele (rezonatorit optik) me kusht që të mundësohet që drita të shumë herë
të reflektohet nga pasqyrat dhe të kalon nëpër mjedisin aktiv. Ne rezonatorin optik
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page117
përforcohet valët e dritës (fig. 7.4), me që rast krijohen oscilimet vetanake në rast se është
përforcimi G me i madhe se humbja V (2. kushti laserik,kushti i pompimit:G V)
Brenda gjerësisë përforcuese laseri oshilon në mode e rezonatorit optik. Për zonën e
oshilimit GV kemi punën një modulare.
Fig. 7.4 (a) Struktura e rezonatorit optik; (b) lakorja e përforcimit, G dhe lakorja,
V ( Dn - gjerësia e vijës së Doplerit , Sv -oscilimeve); (c) lakorja e rezonimeve T
rezonatorit optik (mode longitudinale); (d) fuqia dalëse për njësi frekuence dvPL / .
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page118
7.2.3.. VETITE E RREZATIMIT LASERIK
Rrezatimi laserik dallon nga rrezatimi i burimit termik të dritës për densitetin e madh
spektral të energjisë, monokromaticitetit, gjatësisë së madhe të valëve koherente,frontit
stacionar të valëve në tufën e rrezatimit laserik,stabilitetin e madh të amplitudës si dhe
mundësin e prodhimit të impulseve të rrezatimit ultra të shkurtër. Përveç kësaj , rrezatimi
laserik dallon nga rrezatimet tjera të energjisë elektromagnetike me shkallë të ultë të
divergjencës të valëve d.m.th., me drejtimin shumë të ngushtë të përhapjes. Rrezatimi
laserik ka shkallë të lartë monokromatike, d.m.th. përmban interval të ngushtë të gjatësive
valore. Monokromaticitetin e përcakton diapazoni i frekuencave,përkatësisht; gjatësive
valore,të përmbajtura në rrezatim, d.m.th. gjerësia e spektrit të rrezatimit laserik
7.2.4. .LLOJET E LASERËVE
Ekzistojnë shumë kritere për ndarjen e laserëve. Me së shpeshti ndahen sipas fig. 7.5:
Fig. 7.5
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page119
1.Sipas gjendjes agregate të mjedisit aktiv:
Laser të ngurtë;
Laser të lëngët dhe
Laser të gaztë.
2. sipas regjimit punues :
laser impulsiv dhe
laser kontinuel.
3. Sipas mënyrës së eksitimit(nxitjes):
laser me eksitim optik;
laser me eksitim të shkarkimit elektrik;
laser me eksitim të reaksioneve kimike dhe
laser me eksitim të tufës së thërrmijave me energji të madhe.
4. sipas spektrit të gjenerues :
laser të cilët rrezatojnë në brezin e spektrit infra të kuq, të bardhë dhe
ultravjollcë.
7.2.4.1. LASERËT E NGURTË
Tek laserët me bazë të ngurtë, si mjedis aktiv, shfrytëzohet trupi kristalor ose amorf.
Trupat e ngurtë kanë koncentrim të thërrmijave aktive dukshëm me të madhe sesa trupat
e gaztë. Për ketë shkak përhapja e niveleve energjetike në trupat e ngurtë është shumë me
e madhe se te gazrat. Trupi i ngurtë si mjedis optik është me pak homogjen se sa gazrat,
çka kushtëzon humbje me të mëdha disperzive të dritës dhe zvogëlon kualitetin e
rezonatorit me rastin e gjatësisë së tij të madhe , për ketë arsye nuk ka kuptim prodhimi i
mjediseve aktive të gjatësisë së madhe.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page120
Elementet aktive të këtyre laserëve nuk kalojnë gjatësinë 60[cm] për materialet optike
me homogjene. Këndi i divergjencës të rrezatimit laserik përmban disa dhjetëra minuta,
për dallim nga laserët me gaz ku ky kënd përmban vetem disa minuta. Duke marr
parasysh se nëpër dialektrik nuk mundet me kalue rryma elektrike, shpërndarja inverse e
niveleve energjetike arrihet me pompim optik.
Pompimi optik arrihet në atë mënyrë që mjedisi aktiv ndriçohet me dritë intensive nga
burimi i veçante i dritës. Mjedisi aktiv në formën e dialektrikut kristalore ose të
dialektrikut amorf e ka formën e cilindrit apo të paralelepipedit këndrejt. Pasqyrat janë të
ndërtuara me përpunime veçante të sipërfaqeve të kufizuara të trupit, të cilat paraqesin
mjedisin aktiv. Në këto sipërfaqe vendoset shtresa e argjendit apo shumë shtresa të
ndonjë dialektriku, e cila mundëson fitimin e kofecientit reflektues të nevojshëm në
brezin spektral të caktuar. Dimensionet e rezonatorit zakonisht janë të vogla. Seksioni
tërthor zakonisht është rreth ose katror, diametri i të cilit është nga 2[mm] deri3[cm].
Gjatësia e rezonatorit është deri 60[cm]. Sipërfaqet e rezonatorit palirohen ,që të
zvogëlohet sa ma shumë oscilimet parazite, të cilat munden të krijohen nga reflektimi i
sipërfaqeve anësore. Sipërfaqet anësore nga njëherë ndërtohen të valëzuara ose vetëm
afër pasqyrave.
Materiali themelor i matricës rezonatorë nuk merr pjesë drejtpërdrejt në proceset fizike të
cilat sjellin deri të rrezatimi laserik. Matrica paraqet dialektrikun kristalor apo amorf i
cili përmban numër të vogël të atomeve të aktivatorit, zakonisht nën 1%. Kalimet
induktive zhvillohen në aktivatorë me çka ftohet rrezatimi laserik. Zmadhimi i
koncentrimit të aktivatorëve, nga njëra anë, kontribuon rritjes se sasisë grimcave të cilat
marrin pjesë në procesin e formimit të rrezatimit laserik, derisa nga ana tjetër ndikojnë
negativisht në kohë qëndrimin e elektroneve në nivelet metastabile. Si aktivator
shfrytëzohen elementet e rralla (rënda) si dhe kromi dhe urani.
Si matricë përdoren rrjetat nga acidet ose kripërat alkaline-tokësore : H2WO4, H2MOO4
dhe HF. Më së shpeshti përdoren kripërat e kalciumit. Shumë tipa të rezonatorëve janë të
ndërtuar në bazë të komponimeve të Itrijumit Y3Me5O12 ku simboli Me simbolizon
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page121
metalet : aluminiumin,hekurin ose goldominiumin. Rezultate veçanërisht të mira ka
treguar komponimi Y3Al5O12 i cili simbolizohet me YAG (itrijum aluminijum granat).
Nga materialet tjera kristalore, të cilat shfrytëzohen si matrica duhet përmendur korundin.
Ky kristal shfrytëzohet në laserin e rubinit. Krahas kristalit,si matricë për rezonator
përdoret edhe qelqi. Shfrytëzohen qelqe speciale me përbërje: K-Ba-Si, La-Ba-Th-B, Na-
Ca-Si, Li-Mg-Al-Si, etj.
Fig. 7.6. Laseri i ngurtë impulsiv; R shkalla e reflektimit
Nxitja e aktivatorit bëhet përmes sistemit për matje optike i cili përbëhet nga llambat
speciale – shkëlqyese dhe sipërfaqësore që reflektojnë dhe e përqendrojnë dritën kah mesi
aktiv. Si shkëlqyes përdorën llambat speciale me zbrazje te gjatë qe janë te mbushura me
ksenon. Këto llamba e kanë formën spirale ose janë të drejta dhe ne skaje u gjenden
elektrodat. Kur te ndezët llapma, kondenzatori nëpërmes saj zbrazet me shpejtësi me çrast
krijohet ndriqushemëria intensive (vetimë).Të LASERET e fuqisë me te
madhe,shfrytëzohen bateritë kondenzatore te kapacitetit të radhës 1000[μF],të cilat
mbushen deri të disa mira volt. Spektri i rrezatimit të llampes e mbulon diapazonin e
gjatësive valore prej 200 [nm] deri 1000 [nm].
Drejtuesi i tensionit të
lartë në bateri 1-10Kv
Reflektori i pompes optike Lampa blic
Shkopi laserik R≈70%
Pompa optike Pasqyra laserike
Pasqyra laserike R≈100%
Impulsi i ndezjes kV25
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page122
Në rrezatim del rreth 30% e energjisë se sjellur në llamp ndërsa pjesa tjetër e energjisë
shpërndahet në nxehtësi. Për shkak të goditjes së madhe termike, këto llampa ndërtohen
prej kuarcit. Për pompim optik në regjimin kontinual përdoren llampat me kapilarë
cirkulue. Një llamp e tillë paraqet gypin kapilarë nga kuarci me diametër 1~2(mm) i cili
është i mbushur me avullin e zhivës nën shtypje mbi 107(Pa). Për punën në regjimin
kontinual mund të shfrytëzohen edhe lampat në bazë të argonit dhe jodit. Janë të
ndërtuara në formë gypi nga kuarci me diametër 10(mm) dhe gjatësi 300(mm).
Tabela 7.1
LASERI i NGURT
Mjedisi
aktiv
Gjatësia
valore m
Regjimi
punues
Fuqia
Energjia e
impulsit
[J]
Zgjatja e
impulsit
Rubini
0.694
Pw
1÷50[Mw]
0.1÷300≈1÷
10
1÷6[ms]
20[ps] ÷200[ns]
Aleksandriti
Pw
E mesme
1÷100[W]
0.5÷10
1≈6[ms]
20[ns] ÷200[ns]
Neodinjum-
YAG-u
1.06
pw
cw
1÷50[Mw]
E mesme 150[w]
0.1÷10[w]
(TEMoo)
10÷1000[w]
≈10
1.5
30[ps] ÷3[ns]
(100[Hz])
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page123
cw (puna e sipërme)
≈20[w]
Qelqi i
Neodinjumit
1.06
Pw
0.001÷1[Mw]
1÷100[Mw]
1≈1000
1≈10
0.5÷3[ms]
4[ps] ÷200[ns]
Vërejtje: përgjimi i impulsit , cw-regjimi kontinual
7.2.4.2. LASERI I RUBINIT
Në mesin e laserëve me trup te ngurtë ma i njohuri është laseri i rubinit. Ky laser i pari i
ndërtuar me 1960. Rubini është shfrytëzuar si mjedis aktiv ndërsa është prodhuar
artificialisht. Përndryshe rubini është material ngjyrë trëndafili të zbehtë deri në të kuqe e
ndritshme. Rubini është kristal Al2O3 me 0.05% jone të C+++ ngjyra e kristaltë varet nga
sasia e kromit ku sa më shumë të ketë krom, kristali do të jetë ma i kuq. Kjo rrjedh nga
ajo se atomet e kromit kanë absorbim selektiv të dritës në fushën e gjelbër dhe të verdhë
të spektrit. Gjatë këtij absorbimi, atomet e kromit kalojnë në gjendjen e ekzistuar.
Kalimet inverse karakterizohen me emetimin e fotoneve. Në rezonator në bazë të rubinit,
Al2O3 paraqet matricën ndërsa jonet e kromit aktivatorin. Nëse kristali i rubinit rrezaton
ndritëshmeri te gjerësisë valore λ=560(mm), jonet e kromit kalojnë nivelin ma të lartë
energjetikë. Është me rëndësi të ceket kthimi i joneve të kromit në gjendjen bazë, duhet të
realizohet nëpërmes dy kalimeve të njëpasnjëshme. Kalimi i parë pa emetim bëhet në
nivelin metastabil “R” gjatë këtij kalimi, jo mete kromit japin energji rrjetës kristalore të
rubinit. Në nivelin metastabil, jonet qendërojnë ma gjatë se në nivel ma të lartë me çka
arrihet ngopja (stervendosja) e këtij niveli. Kthimi i joneve në gjendje bazë kryhet me
emetimin e dy lloje rrezatimesh nga fusha e pjesës së kuqe te spektrit të gjatësisë valore
λ1=693.4 (mm) dhe λ2=692.9 (mm). Ky kthim bëhet në formë te ortekut të fotoneve me
gjatësi të njëjtë valore.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page124
Në fig. 7.7 është dhënë skena e laserit rubin.
Në fig. 7.7 Është dhënë skema e laserit të rubinit: 1 – tubi prej qelqi, 2 – rubini, 3 – blici-
llamba,
4 – susta mbajtëse, 5 – burimi i furnizimit të blicit të llambës, 6 – rrezet laserike, 7 –
ftohësi .
Rubini i cili shfrytëzohet në laser, e ka formën e shkopit të dimensioneve te vogla, me
diametër 0.5-1(cm) dhe gjatësi 2-10(cm). Sipërfaqet e rrafshëta të këtij shkopi janë
rigorozisht paralele, precize të rrumbullakuara dhe të argjentarizuara ashtu që formojnë
pasqyra. Pasqyrat janë të kthyera njëra kah tjetra ashtu që njëra nga ato është gjysma e
tejdukshme (gjysmë e rrezatueshme). Tërë shkopi i rubinit është i mbështjellur (mbuluar)
me llambën impulsive ksenone (blic llamba) në formë të spirale kohëzgjatja e impulsit të
dritës të së cilës zgjatet rreth 10-3(s).Atomet e kromit, gjatë ndezjes të blic llambës
absorbojnë dritën ashtu që shumica e atomeve bëhet e ekscituar. Pra kryhet i
ashtuquajturi “pompim optik”. Disa nga atomet e ekscituara të kromitë spontanisht
emitojnë fotone duke kaluar në nivele ma të ulëta energjetike. Fotonet që lëvizin të
orientuara paralel në boshët të rubinit dëbohen nga pasqyra duke tërhequr numër
gjithmonë ma të madh të atomeve të kromit me emision të stimuluar (induktuar) me që
rast formohet orteku i fotoneve. Nën përforcim të mjaftueshëm, një pjesë e tufës së
rrezeve te laseritë, del nëpër pasqyrën gjysmë të dukshme (rrezatueshme) të kristalit.
Fotonet në tufën dalëse të rrëzës së laseritë e kanë të njëjtën frekuencë dhe gjendje në të
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page125
njëjtën fazë kështu që tufa është monokromatike dhe koherente. Energjia e impulsive
laserikë mvaret nga energjia e llampës për pompim. Koeficienti i veprimit të dobishëm i
laseritë të rubinit sillet rreth 1%. Ekzistojnë edhe laserë në bazë të rubinit të cilët punojnë
në regjim kontinualë. Fuqia e impulsitë të laseritë mund të jetë e radhës (Mw) e ma e
madhe ndërsa e regjimit kontinual fuqia e arrin radhën 100(mw). Laserët që punojnë në
regjimin kontinualë zakonisht ftohen në sistem të veçantë të ftofjesë. Divergjenca e tufesë
së rrezes laserike është shumë e vogël dhe zakonisht sillet rreth 0.001(rad)
7.2.4.3. LASERI Nd:YAG (NEODIUMI)
Një nga laserët më të rëndësishëm i cili ka zbatim të shumëllojshëm në industri dhe
shkencë është ai i neodiumit. Ky laser si mjedis aktivë shfrytëzon Itrijum Aluminium
Granatin (YAG) të pasuruar me neodim trevalentë. Nd:YAG është përfaqësues tipik me
katër nivele energjetike. Niveli i epërm i kalimit laserikë është 4F3/2 (115000(cm-1))
ndërsa niveli i poshtëm 4I11/2 (2.111(cm-1)) mbi gjendjen bazë, fig. 7.8
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page126
Fig. 7.8 Niveli energjetikë i laseritë YAG : Nd
Nën veprimin e pompës optike, elektronet ekssitohenë dhe hudhen në nivele të zgjeruara
energjetike e pastaj kalojnë shpejtë në nivelin e lartë laserikë 4F3/2. ky kalim është jo
radioaktivë sikur edhe nga kalimi nga niveli i poshtëm laserikë në gjendjen bazë. Në të dy
laserët energjia e elektroneve i dorëzohet rrjetës kristalore për arsye ajo nxehtë ndërsa
është e domosdoshëm që të ftohim kristalin. Kristalet janë në formë cilindrike të gjatësisë
150(mm) dhe vëllim në mes 25 (cm3). Gjatë kohës të punës mund të deponohen rreth
150(m/cm3) me çka mund të prodhohen impulse prej 10(J) me frekuenca 0.1(Hz). Përveç
granitit, me neodim mund të arrijnë (shkrihen) edhe CaW04, YAl03, YL1F4, por kristalet
Nd: YAG,MA me efikasitet e shëndrrojnë rrezatimin ekscitues të llampës me rrezatim
laserikë për arsye që edhe më së shpeshti përdoret. Laseri YAG:nd punon me regjim
impulsivë dhe atë kontinualë ky laser liron energji prej disa qindra (mJ) me frekuencë
prej 1~50 [Hz] sistemi për pompim është i ngjashëm sikur te laseri rubinë. Energjia që
mund të lirohet është e limituar me kapacitetin e kristalit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page127
Fig. 7.9 Skema parimore e Nd: YAG laserit
7.2.4.4. LASERËT E LËNGËT
Si mjedis aktiv te laserët në bazë të lëngut, shfrytëzohen tretjet e komponenteve jo
organike te elementeve te rralla dhe te tretjen e ngjyrave organike. Dallojmë dy lloj
laserësh në bazë të lëngut: laserët me tretje të komponimeve organike dhe laserët me
tretje të komponimeve joorganike. Në laserët në bazë të lëngut arrihet përqendrimi njëjtë
i grimcave aktive sikurse në mjedisin aktivë në bazë të trupave të ngurtë, kështu që mund
të ftohet energjia e madhe e rrezatimit për mjedis të vëllimit. Lëngu optikishtë është ma
homogjenë se trupat e ngurtë për qarsye të trupave të lëngtë, humbjet e rrezatimit janë më
të vogla se te trupat e ngurtë të cilët ekzistojnë defekte të ndryshme në strukturë. Ftohja e
lënditë si mjedisë aktivë bëhet me cirkulimë që paraqet metoda ma të thjeshta dhe
efikase. Te regjimi impulsivë i punës, vëllimi punues i lëngut mund të përtërihet në teresi.
Stabiliteti në raporte me sforcimet termike është dukshëm ma i lartë se te laserët në bazë
të trupave të ngurtë. E mete laserëve në bazë të lëngur është jo stabiliteti në kohë i tretjes.
Me tretje, qysh pas 1~2 muajve formohen fundrina të cilat ndeshen dhe e zvogëlojnë
rrezatimin laserit. Te lëngjet vie deri te formimi i të ashtu quajturve thjerrëza termike
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page128
fokusi i të cilave ndryshon gjatë kohës së impulsit të rrezatimit kështu që divergjenca e
rrëzës laser mund të arrijë disa shkallë. Laserët në bazë të tretjeve joorganike përdoren
lëngjet kimikisht agresive për dallim nga laserët në bazë të tretjeve organike.
Në bazë të tretjeve organike fitohet spektri i gjanë i rrezatimit laserikë kështu që vija
spektrale mund të ketë gjerësinë rreth 100(mm) gjë që mundëson konstruktimin e laserit
që mund të përshtatet në fushë të gjerë valore.Me zgjedhjen e komponimit organikë,
arrihet fushë gjegjëse valore në të cilën laseri mund të rrezatojë ndërsa kyçjen e
elementeve selektive në rrerzonator, arrihet rrezatim laserit me gjatësinë e dëshiruar
valore brenda fushës valore. Kësi laserësh mund të punojnë edhe në regjimin kontinualë e
edhe në atë impulsivë ndërsa laserët me tretje joorganike shfrytëzohen vetëm te regjimi
impulsivë. Ekscitimi i laserit në bazë të lëngut me pompim optikë.
7.2.4.7. LASERËT E GAZTE
Ekzistojnë shumë laser të gaztë te cilët dallojnë mes veti sipas llojit te gazit qe e përben
mjedisin aktivë pastaj për nga natyra e realizimit te mjedisit me vendosje (grupim-
pushtim) invers. Në raport me trupa tjerë, gazrat kanë gjendje saktësisht të përcaktuar të
nivelit energjetikë të atomeve ose molekulave, për këtë një mori e kalimeve të
mundshme nga niveli në nivel të gazrat e ndryshme. Karakteristik tjetër e gazrave është
homogjeniteti optik. Dendësia gazit është e vogël dhe për këtë ne gazra nuk vie deri te
disperzioni i dritës dhe deri te deformimi i rrezes së dritës. Mu kjo veti e gazrave lejon qe
distanca ne mes të pasqyrave ne rezonatorin optik të laserëve të gaztë te jete e madhe me
çka ma lehtë arrihet monokromaticiteti dhe orientimi ma i mirë i rrezes laser. Nga ana
tjetër gazi si mjedis aktiv ka edhe disa te meta: dendësia e gazit është dukshëm ma e
vogël se dendësia e trupave të ngurtë dhe për ketë njësimin e vëllimit nuk mund te
eksitohet numër i madh atomesh qe emitojnë dritë si te trupat e ngurtë. Për këtë te laserët
e gaztë, nuk mund te arrihet impuls i fuqisë se madhe si te trupat ce ngurtë. Vendosja
(pushtimi) invers te këta laser, arrihet me ekscitimin e atomeve ose molekulave te gazit
gjatë ndeshjes së tyre me elektronet e shpejta te lira gjatë kohës së zbrazjes së gazit.
Shtypja e gazit te këta laser arrin prej 10-3(Pa) deri 10-2(Pa).Ne praktikë dallojnë tre tipe
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page129
laserësh në bazë të zbrazjes se gazrave: laserët me atome neutrale, laserët jonik dhe
laserët molekularë. Këta laser dallojnë ne mes veti për nga mekanizmi i krijimit te
vendosjes (pushtimit) invers dhe për nga gjatësia valore e rrezatimit. Ne fig. 7.10 është
treguar (paraqitur) diagrami tipik i niveleve energjetike te gazrave.
Fig. 7.10. Diagrami i niveleve energjetike te gazrave
Niveli energjetik më i lartë, i përgjigjet energjisë së jonizimit të gazit në gazin i cili
përbëhet nga atome ose energjisë së disocimit te molekulave në gazin molekular. Nivelet
energjetike të shënuar me “IP” paraqesin zakonisht nivelet në të cilat kryhen kalime të
induktuara. Nivelet qe shtrihen mbi “IP” formojnë spektër shumë të dendur i cili kah
fundi praktikisht është i pandërprerë. Në këto nivele, elektronet qëndrojnë shumë shkurt
bien mbi nivelin e epërm të sërës “IP” të cilin e kemi shënuar me Ei, i cili paraqet nivel
metstabil. Nënë këtë nivel gjendet niveli 6E në të cilin elektronet qëndrojnë shumë
shkurt e që i përshtatet realizimit të vendosjes inverse. Mirëpo , në spektrin e disa gazrave
( kryesisht gazrave inerte), në serinë “IP” gjendet edhe një nivel metastabil, niveli 4E , i
cili ka vendosje të madhe . Ekzistimi i nivelit të tillë e eviton vendosjen (invazionin)
kështu që niveli 6E më dobët do të mbushet. Në laserët gaztë molekularë energjia e
disosinit arrin në ][3:2 eVEi ndërsa kalimet në mes nivelit 6E dhe 5E i përgjigjen
gjatësive valore të rrezatimit në mes 10 dhe 100 [mm] që d.m.th se i takojnë valëve infra
të kuqe dhe atyre submilimitrike. Në tabelën 2.3 është dhënë pasqyra e karakteristikave të
laserëve të gaztë.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page130
7.3..PARIMI I PËRPUNIMIT ME LASER
Parimi i funksionimit të laserit bazohet në vetinë e emituesit – mjedisit aktiv (të ngurtë, të
lëngshëm, të gaztë) që në një periudhë të shkurtër kohe, prej disa milisekondash të emetoj
(transmetoj) në formë të dritës rrezatuese një pjesë të energjisë të futur më parë.
Gjatë përplasjes së një tufës laserike me një trup të ngurtë të errët (jo i tejdukshëm), në
sipërfaqen dhe nënshtresat e tij (në një thellësi të caktuar) zhvillohen procese të
ndryshme fizike. Nën ndikimin e saj vie deri te nxehja intensive sipërfaqesore, shkrirja
dhe avullimi i materialit të detalit punues.
Pwr kwtw arsye, veprimi i tufës laserike nw materialin punues, mund tw ndahet nw disa
faza karakteristike:
��reflektimi (refuzimi) i tufës laserike nga sipërfaqja,
��apsorbimi i rrezatimit laserik nëpër shtresat siperfaqesore të copës punuese dhe
transformimi i enerigjisë fotonike ( dritës) në energji nxehtësie,
� nxehja e sipërfaqes së rrezatuar me shkrirje dhe avullimin e shtresës sipërfaqësore
��largimin e produkteve të shkatërrimit dhe.
��ftohjen e materialit me pushiminin e veprimit të rrezatimit laserit.
Për veç kësaj, njëkohësisht zhvillohen edhe procese kimike dhe transformime fazore të
cilat bashkërisht, dukshëm ndikojnë në karakterin e veprimit të rrezatimit laserik . Ky
proces është bazë e çdo veprimi të përpunimit të rrezatimit laserik. Cili nga këta do të
manifestohet, varet nga dendësia e fuqisë së rrezatimit laserik; kohës së inter reaksionit
në mes rrëzës së laserit dhe materialit të detalit dhe i energjisë specifike të nevojshme për
përpunim të caktuar.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page131
Për përcaktim të drejtë të mundesisë dhe fushës së aplikimit të përpunimit me laser duhet
të bëhet klasifikimi nga aspekti e energetik dhe teknologjik.
Për klasifikimin e përpunimit nga aspekti i energjisë, përdoren parametrat:
- dendësia e fuqisë qc [W/cm2] dhe
- kohëzgjatja e veprimit të tufës laserike t.
Dendësia e fuqisë është :
Ku është:
N [W] – fuqia e tufës laserike
dm [cm] – diametric itufës së fokusuar me veprim konrinual dhe është:
Ku është;
V [cm/s] – shpejtësia e zhvendosjes së tufës laserike nëpër sipërfaqen e përpunuar.
Në fig. 7.11 është paraqitur diagrami i aplikimit të përpunimit me laser në bazë të
karakteristikave enrgjetike të tufës laserike.
Na slici 2.8 prikazan je dijagram primene obrade laserom na bazi energetskih
Ekzistojnë katër zona karakteristike:
- nxehja sipërfaqësore,
- shkrirja
- largimi i materialit dhe
- formimi i plazmës.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page132
Dendësia e fuqisë së rrezatimit laserik ]/[10 24 cmW dhe koha e interakcionit
210 ÷ ][10 1 s shfrytëzohet për përpunimi termik, dendësia e fuqisë
]/[1010 265 cmW dhe koha e interakcionit 1÷10[ms] shfrytëzohet për saldim, ndërsa e
fuqisë ]/[1010 286 cmW dhe koha e njëjtë e interakconit (si më parë) shfrytëzohet për
shpuarje dhe prerje ndërsa dendësia e fuqisë ma e madhe se ]/[10 28 cmW mundëson
largimin eksploziv të materialit, metodë e cila ende nuk përdoret në praktikë. Shumica e
proceseve teknologjike laserike, bazohet në veprimin termik të rrezatimit laserik.
Gjatë qc= 107-108, V/cm2 dhe t=10-5-10-4, mund të realizohen operacionet teknologjike
që janë të lidhura me largimin e materialit; shpiimi i vrimave, prerja, gravimi etj.
Gjatë qc>108, V/cm2 dhe t<10-3, nuk mund të realizohen operacione teknologjike pasi që
plazma e formuar nën sipërfaqen e materiali, praktikisht plotësisht i apsobon rrezet
laserike dhe e pengon veprimin e tyre në material.
Fig. 7.11 Diagrami i aplikimit të përpunimi me laser nga aspekti energjetik
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page133
Te shqyrtimi i proceseve termike që ndodhen në material nën veprimin e rrezatimit
laserik, është e domosdoshme njohja e karakteristikave siç janë: dendësia e, fuqisë së
rrezatimit laserik(q), shpërndarja hapësinore e dendësisë së fuqisë(qr), koha e zgjatjes së
impulsit (ti), gjatësia valore e rrezatimit laserik )( , kushtet e fokusimit, thellësia e
depërtimit të impulsit laserik në material(x), pjesa e absorbuar e rrezatimit laserik
.)1( etjR
7.4..OPERACIONET TEKNOLOGJIKE TË PËRPUNIMIT LASERIK
Rrezja laser e fokusuar në diametrin punues 0,15%÷0,2 [mm] është bërë vegël
(instrument) universale e cila mundet me i prerë gati të gjitha materialet e njohura. Për
dallim prej instrumenteve konvencionale, ky është pa formë e që nuk mundet të porositet
special për prodhim si dhe nuk imponon shpenzime të lidhura me deponimin, mprehjen
ose rregullim. Mundësia e drejtimit dhe manipulimit e bënë rrezen laser ideal të
përshtatshme për përpunimin me qe rast laseri mund të jetë i integruar në sisteme më të
mëdha teknologjike.
Karakteristikat teknologjike të përpunimit me laser varen nga lloji operacionit
teknologjik.Për operacionet e heqjesë së materialit janë:
• saktësisia e përmasës (diametric dhe dhe thellësia e vrimës së shpuar, saktësinë e vijës
prerëse, etj).
• kualiteti i sipërfaqes së përpunuar (ashpersia e sipërfaqes, ndryshimet strukturore në
sipërfaqe, etj).
• produktiviteti i përpunimin (sasia e materialit të hiqur per impuls, numri i vrimave të
shpuara në një njësi të kohës).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page134
Përpunueshmëria e metalit me laser. Përpunshmëria e metalit me laser është e
ndryshme dhe varet nga vetiitë e ndryshme të materialit, e sidomos nga vetitë
termofizike (kapaciteti termik specifik, përqueshmëria termike, nxehtësia e shkrirjes dhe
sublimimit, temperatura e shkrirjes dhe avullimit etj).
Në figurën 7.12 është treguar përpunueshnëria e materialeve me laser.
Metalet kanë përpunueshmëri më të mirë nëse kanë energji të avullimit më të vogël dhe
përcueshmëri më të dobët të nxehtësisë. Psh., Cu, Ag, Au (përçueshmëri e mirë e
nxehtësisë ) dhe W, Ir , Mo (energji e madhe e avullimit), shumë vështirë përpunohet me
laser.
Mirëpo; Zr, Ti (përçueshmëri e dobet e nxehtësisë) si dhe Zn, Pb, Sn (energji e vogël e
avullimit), lehtë përpunohen me laser.
Në tabelën 4.1 është dhënë përpunushmëria relative e metaleve të pastra sipas vëllimit të
larguar nga hapja (vrima) elementare.
Tabela 4.1 përpunushmëria relative e metaleve
Metali Përpunushmëria relative
Volframi 1
Bakri 1.03
Malibdemi 1.06
Niobiumi 2.0
Kromi 2.72
Cirkoniumi 3.58
Alumini 4.57
Titani 6.48
Kallaji 28.6
Plumbi 35.8
Tek jometalet nuk mund të jepet një konstatim i tillë fenomenologjik sepse proceset
fizike janë më të komplikuara dhe dukuritë e shfaqura më komplekse.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page135
Fig. 7.12 Përpunushmëria e metalit me laser
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page136
7. 4.1. SHPIMI ME LASER
Shpimi me laser është operacion tipik i përpunimit laserik (proces elementar) i cili
paraqet bazë për operacionet tjera teknologjike të përpunimit me laser. Procesi i
përpunimit bazohet në formimin e vrimës ose hapjes në materialin e detalit me veprimin e
rrezatimit laserik të fokusuara me ç`rast materiali hiqet (shmanget) me avullim. Sasia e
materialit cila do të jetë e larguar (hequr) me avullim, varet nga dendësia e fuqisë së
rrezatimit laserik dhe nga nxehtësia latente e avullimit të materialit të detalit. Te dendësia
e vogël e fuqisë, ndodhë vetëm shkrije lokale pa formimin e vrimës (fig. 7.13 a ). Me
rritjen e dendësisë së fuqisë, fillon krahas shkrirjes edhe avullimi në qendër të shenjës
(damkës ) së dritës mbi material, ndërsa masa e lëngët, lëvizë në skaje dhe në fillim të
vrimës (fig. 7.13 b ), d.m.th formohet vrima iniciale. Me rritjen e dendësisë së fuqisë
rriten: thellësia dhe diametri i vrimës (krateri). Materiali i shkrirë i mbushë muret e
vrimës nën veprimin e impulsit ngritët në kunorë në fillim të vrimës ndërsa me
ndërprerjen e impulsit, si pajos e konpenzimit të avullit, faza e lëngët tërhiqet (hyn) në
vrimë (fig. 7.13 c , d, e ). Te impulsi i rrezatimit laserik të fuqisë së radhës 108 [w/cm2],
ç`faqet hedhje (qitje) e fuqishme e produkteve të avullimit (shkatërrime) të materialit me
çrast fitohet vrima ose hapja e formës rrethore (fig. 7.13 f ).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page137
Fig .7.13 Procesi i formimit të vrimës ne materialin e detalit me ndryshimin e dendësisë
së fuqisë së rrezatimit laserik
Teorikisht mund të përcaktohet thellësia e vrimës në bazë të sasisë së materialit i cili
mund të hiqet me avullim. Sasia maksimale e materialit të hequr mund të përcaktohet nën
supozimin se sasia e përgjithshme e energjisë së absorbuar është shqyrtuar për avullim të
materialit dhe se forma e vrimës së fituar është cilindrike me sipërfaqe A dhe thellësi H
atëherë energjia e duhur për avullim të njësisë së vëllimit të detalit është dhënë me
shprehjen:
)T-c(Tc E 0iv1 (4.1)
Ku: - dendësia specifike e materialit të detalit
Cv - nxehtësia latente e avullimit të detalit
C - nxehtësia specifike e avullimit të detalit
Ti - temperatura e avullimit të detalit
T0 - temperatura e rrethinës
Thellësia e shpimit, në bazë të (4.19) është përcaktuar me shprehjen:
0TTccA
EH
i
(4.2)
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page138
Në praktikë për përcaktimin e thellësisë dhe të diametrit të vrimës te shpimi laserik,
shfrytëzohen shprehjet e fituara eksperimentale:
zHs
yHi
xHH ftECH (4.3)
sxD
D fECd
D
44.2 (4.4)
Ku: CH, CD- Koeficiente e përpunueshmërisë së materialit,
E-energjia e rrezatimit,
ti- zgjatja e impulsit të rrezatimit,
fs- largësi e xixës së thjerrëzës,
λ- gjatësia valore e rrezatimit të laserit,
d- diametri i metalit laserik (mjedisit aktiv),
XH, YH, ZH, XD- eksponente që varen nga materiali i detalit.
7. 4.2. PRERJA LASERIKE
Nuk ka lami ne përpunim e cila ka përparuar aq shpejt sikur prerja me laser. Për ta
kuptuar se çka bën laserin të përshtatshëm për prerje duhet shqyrtuar karakteristikat
specifike të rrezatimit laserik. Laseri prodhon tufën e dritës monokromatike kohoren të
intezitetit të madh energjetik të cilën e karakterizon drejtimi dhe disperzioni i vogël. Ne
interaksion me materialin e përpunuar , nëse kjo energji është më e madhe se aftësia e
materialit për të reflektuar, përçuar apo shpërnda këtë energji, vije deri tek absorbimi i
energjisë se dritës dhe shndërrimin e saj në nxehtësi, gjegjësisht rritjes së temperaturës në
vendin e rrezatuar. Gjatë rritjes rapide të temperaturës vije deri tek shfaqja e shkrirjes
lokale ose avullimit të materialit, çka varet nga inteziteti i gjenerimit të nxehtësisë , e kjo
shkakton krijimin e vrimës apo hapjes te materiali. Me lëvizjen e rrezes laserike ose të
materialit përpunues krijojmë procesin e prerjes laserike ose frezimit laserik. Në shumë
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page139
raste tufa jo e fokusuar e rrezatimit laserik e laserëve industrial shumë kilovatësh, nuk
posedon energjinë adekuate të bëjë me shumë se ta nxehë sipërfaqen e materialit
përpunues. Mirëpo nëse kjo tufë drejtohet përmes thjerrëzave për fokusim, energjia është
e fokusuar në sipërfaqe me diametër me të vogël se 0,25 [mm] çka prodhon energji prej
miliona wat e aftë për avullimin e shumë materialeve. Makinat laserike përveç nxehtësisë
të fituar nga fokusimi i tufës së rrezeve laserike shfrytëzojnë edhe gazin ndihmës i cili
largon materialin e shkrirë nga zona e prerjes, mbron thjerrëzën nga avullimi dhe
ndihmon në procesin e djegies.
Fig. 7.14 Prerja laserike
Procesi i prerjes laserike vije në shprehje të plotë (nga pikëpamja teknologjike) në
efektet termike (nxehjen, shkrirjen,avullimin,degradimin termik dhe erozionin), të cilat
shfaqen nga rrezatimi laserik në materialet industriale, me qëllim qe nga lënda e pare të
fitohet produkti final. Fillimi i prerjes me laser është i kushtëzuar me kontaktin e
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page140
rrezatimit laserik me materialin përpunues, madje edhe kur absorbimi i energjisë së tufës
goditëse të rrezatimit laserik është i pjesrishëm. Fenomenologjia e prerjes me laser është
jashtëzakonisht komplekse. Metodat bazohen në rrezatimin e materialit përpunues me
tufë e rrezatimit laserik me zhvillime lokale të energjisë lëvizëse,kontinuale ose
impulsive, të densitetit të fuqisë q [W/m2] ose energjisë qe([J/m2]), përkatësisht energjisë
lineare ql ([J/m]), e cila është në gjendje të prodhoj proceset me të volitshme
termofizike, termokimike, hidrodinamike, dhe erozive për prerjen e materialeve (me
asistencë nga jashtë apo në mënyrë autonome).
Fig. 7.15. Paraqitja skematike e procesit të prerjes laserike: (a)tufa e rrezatimit laserik,
(b) vrushkullori e gazit ndihmës, (c)gjerësia e prerjes, (d) distanca punuese, (e)lëvizja
ndihmese, (l)pozita e shkëndijës, (g)sipërfaqja e përpunuar, (h) zona e ndikimit termik,
(i)nxjerrja materialit të shkrirë, (j)largimi i zgjyrës dhe materialit të shkrirë
Metodat e prerjes me laser. Ekzistojnë tri metoda të prerjes laserike : (a) me largim të
plot të materialit përgjatë vijës se prerjes (me avullim dhe si rast me i shpeshtë shkrirjen
me avullim të kufizuar), (b) me largim të pjesëreshëm të materialit përgjatë vijës së
prerjes (me avullimin e materialit deri në thellësi të caktuar dhe me largimin plotësues me
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page141
veprim mekanik ose avullimin e materialit të një lloji nga nënshtresa e materialit të llojit
tjetër ) dhe (c) pa largimin e materialit përgjatë vijës së prerjes (me thermim të
kontrolluar në gjendjen e ngurtë nën veprimin e forcës mekanike,të aplikuar gjatë
rrezatimit laserik).
Prerja laserike e cila është e bazuar në shkrirjen dhe në avullimin e kufizuar të materialit
të përpunuar, mundet të jetë me largimin autonom të materialit nga zona e prerjes ose me
largimin e materialit nga zona e prerjes me ndihmën e gazit i cili ka veti erozive. Për
prerjen e metaleve zakonisht shfrytëzohet gazi reaktiv (O2 ) gjersa për prerjen e
jometaleve shfrytëzohet gazi neutral (N2) ose gazi inert (Ar).
Fig. 7.16 Shpërndarja e fuqisë së rrezatimit laserik në zonën e prerjes
Metodat direkte dhe impulsive të prerjes, bazohen në avullimin e materialit përpunues,
kërkojnë densitet të lartë fuqisë, përkatësisht densitet të lartë energjetik. Zakonisht
krijohen me rrezatimin impulsiv. Metoda e prerjes laserike me ndihmën e gazit kryhet
,zakonisht, me rrezatim kontinuel, dhe ndihmohet nga nxehtësia e cila zhvillohet në
reaksionin kimik mes O2 dhe materialit që përpunohet ( në rastin e gazit reaktiv )
gjegjësisht me veprimin eroziv të vrushkullit të gazit në zonën e prerjes (në rastin e gazit
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page142
neutral dhe inert), çka dukshëm e zvogëlon energjinë e nevojshme për vet procesin e
prerjes. Metoda (b) shfrytëzohet për prerjen e shtresave metalike në nënvërsen
(bazamentin) prej qeramike dhe shtresave polimerie në nënvërse prej metali. Kjo metodë
,me ose pa largim të pjesërishëm të materialit, kërkon energji plotësuese, e cila bën
thërrmimin plotësues të materialit kur rrezatimi laserik përfundon. Këto metoda ,sikur
edhe metoda(c), aplikohen të rastet e materialeve të brishta (qelqi, gjysmëpërçuesit,
materialeve qeramike). Sot më përhapur në industri janë metodat e prerjes të bazuar në
largimin e plot të materialit përgjatë sipërfaqes ndarëse me shkrirjen apo avullimin e
kufizuar me shfrytëzimin e gazit ndihmës. Tregues i rëndësishëm i prerjes laserike është
bilanci i forcave në zonën e prerjes dhe me këtë edhe kushtëzimi i nxehtësisë së
shfrytëzuar, fig. 7.16.
Bilanci i fuqisë të prerja laserike është dhënë me shprehjen :
PL=Pr+Po+Pp+Ps
Ku janë: PL- fuqia e rrezatimit laserik, PR- fuqia e shpenzuar në krijimin e masës së
shkrirë, P0- fuqia e bartur përmes masës së shkrirë dhe gazit ndihmës, PP- fuqia e humbur
gjate përcjelljes së materialit të përpunuar, PS-fuqia e fituar nga reaksionet egzoterme.
Një pjesë e fuqisë se rrezatimit laserik humbet me përcjellje përmes materialit dhe
përmes masës se shkrirë dhe gazit ndihmës, mirëpo pjesa më e madhe shfrytëzohet për
krijimin e masës së shkrirë në vendin e prerjes. Kjo fuqi e dobishme mundet zmadhohet
në rast se gazi ndihmës është oksigjeni, tek reaksioni egzoterm.
Me këtë rast në sasinë e energjisë së absorbuar dukshëm ndikojnë vetitë fiziko-termike të
materialit të përpunuar dhe nga ato varet zgjedhja e parametrave të përpunimit. Mirëpo,
në procesin e prerjes gjatë lëvizjes të tufës se fokusuar të rrezatimit laserik në krahasim
me materialin që përpunohet, shfrytëzohet edhe një pjesë e energjisë Ep në drejtim të
prerjes, sepse para ngrohë vendin e prerjes. Gjatë nxehjes në zonën e prerjes vjen deri
të fortësimi (kalitja) e shtresës së prerë sipërfaqësore dhe deri tek ndikimi në kualitetin e
prerjes.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page143
Përparësitë dhe dobësitë. Prerja laserike ka shumë përparësi në krahasim me metodat
klasike të prerjes së materialit :
a) Energjia shumë e fortë e tufës së rrezatimit laserik, të koncentruar në sipërfaqe
të vogël ekstreme, mundëson:
Prerje të ngushtë dhe të rrafshët.
Ndikim minimal termik në strukturën e materialit në zonën e prerjes,
Ndikim minimal termik në deformimin e detalit përpunues.
b) Rrezatimi laserik paraqet,,instrument prerës pa kontakt”çka do të thotë :
Nuk ka veprim të forcave e as deformime mekanike,
Nuk ka konsumim të instrumentit dhe nuk ka nevojë për ndërrim të tij,
Mundet me pre materiale pa marr parasysh fortin e tyre.
c) Rrezatimi laserik është i përshtatshëm për krijimin e shkallës së lartë të
drejtimit dhe udhëheqjes e me këtë mundëson:
Automatizimin e plotë dhe integrimin e lehtë në repartet e sistemeve
teknologjike,
Mundsi e pa limituar e profilimit.
d) Me zvogëlimin e kohës së përpunimit dhe kohës ndihmëse, rritet ekonomiciteti i
përpënimit.
e) Me përdorimin e teknologjisë laserike rritet kualiteti i prodhimit, mundësohet
zhvillimi i prodhimeve të reja dhe rritja e fleksibilitetit të prodhimit.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page144
7.4.3. SHENIMI ME LASER
Kushtet me agresive të prodhimit dhe tregut , kërkon shënim kualitativ, të shpejtë dhe
efikas të materialeve industriale, gjysëmfabrikateve. Shënimi me laser me të madhe
shfrytëzohet. Në krahasim me metodat klasike, shënimi me laser në shumë elemente ka
përparësi.
Mundet të përdoret për materiale prej me të ndryshme dhe në mënyrat me të ndryshme.
Shumë është fleksibile, mundësohet udhëheqja kompjuterike e rrezatimit laserik,
përshtatjen formës së objektit punues, është e qëndrueshme e tjerë. Laserët janë të
përshtatshëm për integrimin në repartet prodhuese ashtu qe objekti përpunues mundet të
shënohet edhe gjatë procesit të prodhimit. Është e mundshme ndërtimi i tyre në pajisjet
ekzistuese. Viteteve të fundit janë zhvilluar në veçanti metodat e shënimit laserik të
materialeve laserike. Shënimi me laser në plastikë tanimë është teknologji e përvetësuar
dhe praktikuar.
Procesi i shënimit. Gjatë veprimit të rrezatimit laserik në sipërfaqen e materialit të
përpunuar vie deri rritja e temperaturës në shtresën sipërfaqësore. Varësishtë nga lartësia
e temperaturës lajmërohet : nxehja, shkrirja, avullimi dhe proceset fotokimike në shtresën
sipërfaqësore plastike. Rezultat i nxehjes së shtresës sipërfaqësore të plastikes është
ndryshimi i strukturës së materialit ose ngjyrës së sipërfaqes. Kur plastika është e nxehur
deri në temperaturën, e cila është nën pikën e shkrirjes e nën pikën e shkatërrimit të
ngjyrës se përzier në plastikë, vie deri te ndryshimi i ngjyrës së plastikës e cila mundëson
shkrimin e shenjave qartë të dukshme. Kur temperatura e shtresës sipërfaqësore të
materialit rritet mbi pikën e shkrirjes së materialit bazë vie deri tek shkrirja e tij. Pas
fortesimit të shkrirjes formohet shtresa e plastikes e cila ka vëllim më të madh. Lartësia e
kësaj shtrese është më e madhe në krahasim me pjeset e sipërfaqes në të cilat laseri nuk
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page145
vepron (fig. 7.17 a ) me ketë është mundësuar krijimi i shenjave në sipërfaqen e
materialit.
Me rritjen e fuqisë së laserit arrihet temperatura shumë me e lartë se pika e shkrirjes se
plastikës. Me ketë arrihet qe materiali në sipërfaqe të avullohet. Në vendin e avullimit të
materialit shfaqet një thep i cili karakterizohet me shkëlqim të lartë ashtu qe siguron
kontrast të mjaftueshëm për kualitet të lartë të shenjave në sipërfaqe (fig. 7.17 b). Qe të
përmirësohet veprimi i rrezatimit laserik në sipërfaqen që përpunohet hedhen lyrës qe
karakterizohen me veti tjera të absorbimit dhe reflektimit.
Me ketë është mundësuar veprim me intensiv i rrezatimit laserik në shtresën
sipërfaqësore(fig. 7.17 c). Përveç ndryshimeve të përmendura gjatë nxehjes së shtresës
sipërfaqësore, mundë të rezultojë edhe djegëja lokale e plastikes. Procesi i karbonizimit
në plastikën me ngjyrë të ndritshme jep shenja mjaftë të dukshme të cilat shfrytëzohen
për shënim. Me përshtatjen e parametrave të përpunimit me laser, në plastik ose në ngjyrë
qe është e përzier në plastikë, munden të shkaktohen procese direkte fotokimike të cilët
përcillen me veprim termik.
Fig. 7.17 Krijimi i shenjave në sipërfaqen përpunuese nën veprimin e rrezatimit laserik.
Metodat e shënimit me laser. Ekzistojnë dy metoda të shënimit me laser: shënimi me
maskë dhe shënimi me lëvizjen e rrezatimit laserik. Për shënimin me maskë (fig. 4.18 b)
shfrytëzohen laserët impulsiv. Rrezatimi laserik i gjërsise së mjaftueshme ndriçon
maskën. Në maskë gjenden informatat të cilat duhet bartur në objektin punues. Forma në
maskë fotografohet, përmes së cilës mundet të shënohet . kjo metodë është e
përshtatshme për shënimin e objekteve punuese në prodhimtarin masovike.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page146
Fig. 7.18 Skema e shënimit laserik, (a) me lëvizjen e tufës së rrezatimit laserike dhe
(b)me anën e maskës
Tek shënimi laserik më lëvizje të rrezatimit laserit (fig 7.18 a), rrezatimi laserik me
ndihmën e dy pasqyrave të rrashta dhe thjerrëzës lëvizëse, drejtohet në objektin punues.
Pastaj me lëkundjen e pasqyrave drejtohet rrezatimi laserik dhe bëhet shënimi me
fleksibilitet të madh. Me përshtatjen e parametrave të rrezatimit laserik , gjatë shënimit
laserik, në plastik ose në ngjyrën e cila është përzier në plastikë, munden të shkaktohen
efekte direkte fotokimike.
Të gjitha proceset e shënimit laserik përcillen me veprimin termik të rrezatimit laserik.
Fuqia dhe energjia e impulsit laserik janë parametrat më të rëndësishëm te metoda e
shënimit laserik me maskë. Shënimi kryhet me një impuls në objektin përpunues ashtu që
pjesëmarrja e impulsit nuk është e rëndësishme. Tek metodat e shënimit me rrezatim
laserik, frekuenca e impulsit laserik është mjaftë e rëndsishëme. Shënimi në ketë rast
kryhet me disa impulse me radhë me definim te distancës kohore.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page147
Kualiteti i shenimit . kriteret për vlerësimin e kualitetit të shënimit janë: kontrasti,
mbrehtsia e kontrastit, lëmushmeria e sipërfaqes, rezistenca në ndikimet kimike dhe
mekanike dhe kërkesat estetike. Kontrasti është kriter i rëndësishëm për kualitet të
shënimit.
Në zonën e përpunimit te të dhënave është i pranueshëm raporti i kontrastit 1:3 të
sipërfaqes bazë dhe shenjave në të. Mrehtsia e koturës dhe rrafshueshmëria e sipërfaqes
varen nga efekti i rrezatimit laserik në materialin qe përpunohet. Në veçanti është e
rëndësishme mënyra e udhëheqjes se rrezatimit laserik. Teknika e vizatimit të
shumëfishtë është me përparësi ndaj metodës së thellimit sepse jep rezultate me të mira
të mbrehtsisë se koturës dhe sipërfaqes homogjene.
Teknika e vizatimit të shumëfishtë në veçanti duhet përshtatur për udhëheqjen e
rrezatimit me karakteristikat e materialit. Qëndrueshmëria në ndikimet mekanike dhe
kimike është shumë me e madhe tek shënimi laserik se sa të mënyra klasike e shënimit.
Me shënimin laserik, shenjat futen në material ashtu qe nuk munden të largohen pa
shkatërrimin mekanik. Efektet estetike të arritura më shënimin laserik kënaqin kërkesat
më struktë të tregut bashkohorë.
Sfera e përdorimit. Shënimi laserik mundet të përdoret për simbolizmin e objekteve të
përpunuara dhe për simbolizime grafike. Simbolizmi shfrytëzohet për shënimin e
numrave në seri , numrave gjatë testimit, tek të dhënave teknike ose të dhënave
prodhuese.
Shënimi grafik ka të bëjë me shkrimin e kontratave, urdhëresave, komponentëve
elektronike, tastaturave, shkallëzuesve tek instrumentet matse, firmave, barkodave, tjerë.
Gjatë kësaj është e mundshme kombinimi me format klasike të shënimit. Me mënyrën
klasike shënohen informatat e pa ndryshueshme në objektin qe përpunohet (p.sh, firma
dhe adresa e prodhuesit), deri sa me laser shënohen të dhënat e ndryshueshme (numri
serik, numri i kontrollit, të dhënat specifike të produktit).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page148
Përparësia e shënimit me laser është: niveli i lartë i kualitetit dhe reproduktivitet i mirë i
shënimit të simboleve, instrumenti për shënim në vendet me qasje të vështirë, në
sipërfaqet e forta, të shkëlqyera, dhe jo të rrafshëta, shpejtësia dhe fleksibiliteti i madh
shënimit, të mundshme janë shënimet mikroskopike, e tjerë.
8.0 PERPUNIMI ME PLAZME
8.1 HYRJE
Prerja me plazmë u zhvillua në fund të viteve 1950 të shek. të kaluar për prerje të çelikut
me legurim të lartë dhe aluminit.
Ajo ishte projektuar për t'u përdorur në të gjitha metalet që për shkak të përbërjes së tyre
kimike, nuk mund t'i nënshtroheshin prerjes me gaz.
Për shkak të shpejtësise jashtëzakonisht të lartë të saj prerjes (sidomos te materialet e
hollë) dhe të zonës së ngushtë të ngrohjes, kjo teknikë përdoret edhe sot për prerje të
çeliqeve jo të leguruara dhe me legurim të ultë.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page149
Përpunimi i materialeve metalike sot karakterizohet nga kërkesat më të larta të cilësisë
dhe presioneve në rritje të kostos.
Skajet e pjesëve të prera nuk duhet të kërkojnë ndonjë përpunim shtesë dhe pritet të
shfaqin saktësinë maksimale dimensionale.
Si rezultat, aftësia e teknikave tradicionale të prerjes për të përmbushur këto kërkesa
është duke u vënë në pyetje gjithnjë e më shumë.
Prerja me plazmë është në konkurrencë të drejtpërdrejtë me teknikat e tjera të tilla si
oxy- prerja me gaz, prerja me laser dhe prerja me vrushkull uji.
Megjithatë, ajo mund gjithashtu të jetë një alternativë për teknikat mekanike të
përpunimit.
8.2 PLAZMA
Përkufizimi i gazit të plazmës
Gazi për plazmë i referohet të gjitha gazeve apo përzierjeve të gazeve që mund të
përdoren për krijimin e një plazme dhe për vetë procesin e prerjes.
Me termin plazmë, në fizikë dhe kimi, nënkuptohet gazi i jonizuar dhe për shkak të vetive
të ndryshme nga materiet e ngurta, lëngshme dhe të gazta konsiderohet si materie me
gjendje te veçantë agregate.
Gazi i jonizuar e ka të paktën një elektron të ndarë nga pjesa e atomeve ose molekulave.
Për shkak të grimcave të lira (joneve dhe elektroneve) plazma është një përçues i mirë i
rrymës elektrike dhe fuqishëm reagon ndaj fushës elektrike dhe magnetike.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page150
Çdo gaz është i jonizuar, të paktën në një shkallë të vogël, mirëpo çdo gaz të jonizuar
nuk mund ta quajmë plazmë. Për plazmën thuhet të jetë një gaz kuazi neutral i përbërë
nga grimca neutrale dhe të ngarkuara.
Gaz kuazineutral do të thotë, se shikuar nga aspekti mikroskopik është neutral, por
pjesët e tij janë të ngarkuara elektrikisht.
Sikur edhe gazi, plazma nuk ka një formë të caktuar ose volum, ndërsa nën ndikimin e
fushës magnetike plazma mund të merr formë të fibrave.
Në mënyrë shkencore, për herë të parë plazmën e ka përshkruar sir William Crookes në
vitin 1879, duke e quajtur „materie e cila rrezaton“, gjegj., gjendjen e katërt agregate.
Në gypin e Crookes-it janë krijuar “rreze katodike“, të cilat më vonë i ka identifikuar
fizikani anglez Joseph John Thomson të cilat i ka quajtur „plazma“.
Të njëjtën shprehje më 1928 e ka përdorur edhe kimisti amerikan Irving Langmuir,
ndoshta për arsye se elektronet, jonet dhe ngarkesat neutrale i kanë përngjarë në rruazat e
kuqe dhe te bardha të gjakut tek plazma e gjakut.
Plazma është forma më e përhapur e materies së dukshme në univers. Në tokë ka shumë
pak plazmë, por 99% e materies në gjithësi është plazmë.
Fusha e temperaturave të plazmës (fig. 8.1) qëllimisht është paraqitur pak më e madhe
nga se ajo në të vërtetë përfshinë zonën nga temperature e dhomës deri 1014 K, deri sa
trupat e ngurtë ose të lëngët janë të kufizuara në një zonë shumë më të ngushtë të
temperaturës.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page151
Fig. 8.1 Disocimi dhe jonizimi i gazeve të ndryshëm
Duhet të ceket sikur psh., që avulli i ujit ekziston edhe në temperaturat më të vogla se
temperature e vlimit po ashtu edhe plazma ekziston në temperature shumë më të vogla se
temperature e jonizimit ( deri edhe në mikro Kelvina tek plazmat ultra të ftohta).
Edhe vet nocioni i temperaturës është kompleks, pasi tek plazma ( edhe avulli edhe gazi)
flitet për temperaturën kinetike të grimcave të veçanta(fig. 8.2).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page152
Fig.8.2 Ilustrimi i gjendjeve agregate dhe ndryshimet e tyre
Rendi i dytë në figurën 8.2 ilustron gjendjen agregate të ujit, prej akullit në temperatura
të ulta, lëngut në temperaturë të dhomës, avullit dhe plazmës së avullit të fituar nëpërmjet
RFM (Radio Frequency Microwave Plasma) dhe plazmës së induktuar me ndihmën e
laserit.
Shpeshherë e dëgjojmë se plazma është gaz i jonizuar, çka është plotësisht e saktë, por
harrohet fakti se këtu bëhet fjalë për një gjendje të veçantë të materies.
Vetitë e gazit dhe plazmës dallojnë në mënyrë të konsiderueshme mes veti.
“Gazi i jonizuar” nuk mund të përshkruhet me ligjet fizike të cilat vlejnë për gazrat (fig.
8.3).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page153
Fig. 8.3 Ndërrimi i gjendjes agregate të materies
2.2 Vetitë dhe parametrat e plazmës
Plazma mund të përshkruhet si gjendje elektrike neutrale e materialit, me numër të njëjtë
të ngarkesave elektrike pozitive dhe negative.
Është e rëndësishme të ceket edhe pse grimcat nuk janë të lidhura, ato nuk janë të lira.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page154
Kur grimcat e ngarkuara elektrikisht lëvizin, ato krijojnë fushë elektrike dhe magnetike,
dhe si rezultat, ndërveprojnë me fushat e tjera elektrike dhe magnetike.
2.2.1 Zonat e parametrave të plazmës
Parametrat e plazmës mund të jenë në një diapazon shumë të gjerë ( tab. 2.1).
Tabela 2.1
Zonat tipike të parametrave të plazmës
Karakteristikat Plazmat në tokë Plazmat në gjithësi
Madhësia në metra
10−6 m (plazma laboratorike)
do
102 m (vetëtimat )
10−6 m (mbrojtja nga
nxehtësie ) do
1025 m (mjegullnajat)
Kohëzgjatja në sekonda 10−12 s (plazma laserike) deri
107 s (llampat fluorescentne)
101 s (fishekzjarret
diellore) do
1017 s (plazma
ndërgalaktike)
Dendësia e grimcave për
metër kub
107 m−3 deri
1032 m−3 (plazma e brendshme
kufizuese)
1 m−3 (plazma
ndërgalaktike) deri
1030 m−3 (bërthamat yjore)
Temperatura
në Kelvin
~0 K (plazma kristalore) deri
108 K (plazma magnetike)
102 K (drita polare) deri
107 K (bërthama diellore)
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page155
Fusha magnetike në Tesla
10−4 T ( plazme laboratorike)
deri
103 T (plazma impulsive)
10−12 T (plazma
ndërgalaktike) deri
1011 T (yjet neutronike)
2.2.2 Shkalla e jonizimit
Për t'u formuar plazma, është i nevojshëm jonizimi. Jonizimi nënkupton shndërrimin e
atomeve ose molekulave neutrale në grimca elektrikisht të ngarkuara duke liruar ose
pranuar elektrone.
Me nocionin dendësia e plazmës zakonisht nënkuptohet dendësia e elektroneve, ose
numri i joneve te lira për njësi të volumit.
Shkalla e jonizimit të plazmës paraqet numrin e atomeve të cilat kanë humbur elektrone,
dhe zakonisht varet nga temperatura.
Edhe një gaz pjesërisht i jonizuar, me 1% të atomeve të jonizuara mund të ketë veti të
plazmës (përgjigja ndaj fushën së jashtme magnetike dhe përçueshmërisë elektrike).
Shkalla e jonizimit definohet si: α = ni/(ni + na)
ku është ni – dendësia e joneve dhe
na – dendësia e atomeve neutrale.
Vetëtima është shembull i plazmës në tokë. Zakonisht, vetëtima krijon një rrymë prej
30.000 Ampera dhe 100.000.000 Volt, emiton dritë, radio valë, rreze rentgeni, deri edhe
rrezatim- gama.
Temperaturat e plazmës tek vetëtimat mund të mbërrijnë deri 28.000 Kelvin dhe
densiteti i elektroneve mund të kaloj 1024 m-3.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page156
2.2.3 Temperatura
Temperatura e plazmës matet me Kelvin ose elektrovolt dhe zakonisht është masë e
energjisë kinetike.
Temperaturat shumë të larta janë të nevojshme për t’u ruajtur jonizimi, e cila është kushti
kryesor për formimin e plazmës
Në bazë të temperaturave relative të elektroneve, joneve dhe atomeve neutrale, plazmat
mund të dallohen si termike dhe jotermike.
Plazmat termike i kanë elektronet dhe jonet përafërsisht në të njëjtën temperaturë- ato
janë në baraspeshë termike.
Plazmat jotermike, nga na tjetër, kanë elektrone me temperaturë shumë të lartë, ndërsa
jonet dhe grimcat neutrale me temperaturë ulët (temperatura e dhomës).
Plazmat mund të ndahen në të ftohta dhe të nxehta.
Plazmat e nxehta janë pothuajse plotësisht të jonizuara, deri sa të ftohtat kanë vetëm një
sasi të vogël të jonizuar, rreth 1%.
Por duhet të theksohet se edhe tek plazmat e ftohta elektronet kanë temperaturë rreth disa
mijëra oC.
Plazmat e krijuara artificialisht ose “plazmat teknologjike“ janë kryesisht plazma të
ftohta.
2.2.4 Potenciali elektrik
Duke qenë se plazma është përçues i mirë, potenciali elektrik luan rol shumë të
rëndësishëm.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page157
Potenciali mestar i cili ndodhte ndërmjet grimcave të ngarkuara elektrikisht quhet
potenciali i plazmës. Nëse elektrodat i vendosim brenda plazmës, atëherë potenciali i
plazmës dukshëm do të zvogëlohet.
Fusha elektrike në plazmë është e vogël për shkak të përçueshmërisë së lartë.
Madhësia e potencialit elektrik përcaktohet në vartësi nga dendësia e ngarkesës elektrike,
sipas raportit te Boltzmann-it:
Ndërsa në bazë të saj mund të definohet edhe fuqia e fushës elektrike:
2.2.5 Magnetizimi
Plazma në të cilën fusha magnetike është mjaft e fuqishme, që të ndikoj në lëvizjen e
grimcave me ngarkesë elektrike, njihet si plazme magnetike.
Shpeshherë ndodh që elektronet të jenë të magnetizura, ndërsa jonet jo.
Plazma magnetike është anizotrope, që do të thotë se vetitë në drejtim të akseve paralele
me fushën magnetike, janë të ndryshme nga ato me drejtimin normal.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page158
2.3 Plazma artificiale
Shumica e plazmave të fituara artificialisht formohen me aplikimin e fushës elektrike ose
magnetike.
Plazmat varësisht nga aplikimi laboratorik ose industrial mund të ndahen sipas:
Burimit të energjisë së plazmës; rryma një kahore, radiovalët dhe rrezatimi
mikrovalor
Presionit punues; nënpresion ((< 1 Pa), presion mesatar (~ 100 Pa) dhe presion
atmosferik (100 kPa)
Shkallës së jonizimit; plotësisht e jonizuar(plazma enxehtë), pjesërisht e jonizuar
(plazma e ftohtë) dhe plazma me jonizim të dobët
Raportit të temperaturave në plazmë; termike (elektronet dhe jonet përafërsisht në
temperaturë të njëjtë), plazma jotermike
Renditjes së elektrodave për formimin e plazmës
Magnetizimit të grimcave brenda plazmës; magnetizuese( jonet dhe elektronet të
bllokuara në fushën magnetike), pjesërisht magnetizuese ( elektronet e bllokuara
në fushën magnetike, ndërsa jonet jo), plazma jo magnetizuese( fusha magnetike
shumë e dobët, vepron vetëm forca e Lorentz-it).
Sipas aplikimit
2.3.1 Krijimi i plazmës artificiale
Edhe pse ekzistojnë disa mënyra të krijimit të plazmës, e përbashkëta e tyre është se
energjia hyrëse duhet ta krijoj dhe mbaj atë.
Plazma krijohet me aplikimin e energjisë elektrike përgjatë gazit ose fluidit dielektrik (
izolatorit elektrik), si në figurë ku shohim llambën e kyçur në rrymën njëkahore me
tension të lartë (fig.8.5).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page159
Fig. 8.5 Llamba e kyçur në rrymë njëkahore
Potenciali elektrik dhe fusha elektrike gjegjëse shkaktojnë tërheqjen e elektroneve kah
anoda, deri sa bërthamën e atomit e tërheq katoda.
Me rritjen e tensionit, rryma elektrike krijon tendosje në atome, deri në kufirin
dielektrik, kur lajmërohet shkëndija dhe gazi bëhet i jonizuar dhe shndërrohet në përçues.
Atëherë vie deri te jonizimi i vrullshëm, kur përplasja e elektroneve dhe e atomeve
neutrale, krijon elektrone dhe jone të reja.
Pas 20 përplasjesh, numri i grimcave me ngarkesë elektrike rritet në miliona, pasi rruga e
përplasjes është shumë e shkurtër.
Nëse fuqia e rrymës dhe jonizimi janë të mjaftueshme, krijohet harku elektrik ( në realitet
vetëtima) ndërmjet elektrodave.
Rezistenca elektrike përgjatë harkut elektrik krijon nxehtësinë, e cila e jonizon pjesën
tjetër të mbetur të molekulave të gazit, e kështu gazi bëhet plazmë.
Plazma është në ekuilibër termik, çka do të thotë se nxehtësia njëtrajtësisht shpërndahet
në elektrone, jone dhe grimcat neutrale, për shkak se elektronet me shpejtësi dhe numër
shumë të madh, shpejt e transmetojnë energjinë në grimcat e tjera.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page160
2.3.2 Shembuj të plazmës industriale
Për shkak të gamës së gjerë të temperaturave dhe dendësisë, plazmën e gjejmë në shumë
lëmi të teknologjisë dhe industrisë.
E hasim në metalurgji, lyerjen e shtresave të holla me nxehtësi, gravimin në
mikroeletronik, prerje me plazmë, në zvogëlimin e emetimit të gazrave të dëmshëm tek
automobilat, llambat fluoroscente, industrinë e aeroplanëve tek motorët me djegie të
jashtme.
8.3 Bazat e përpunimit
Përpunimi me plazmë ( Plazma Jet Machining – PJM ) në kushtet e prodhimit
bashkëkohor shfrytëzohet për realizimin e operacioneve prodhuese të cilat kërkojnë
përqendrim të lartë të energjisë termike.
Këto janë të shkrirjes, saldimit, prerjes së metalit dhe jometalit, vënien e mveshjeve të
qëndrueshme në konsumim, si në sipërfaqe metalike po ashtu edhe në ato jometalike etj.
Plazma në esencë është çdo materie e ngrohur në temperaturë të lartë, të
mjaftueshme që të shndërrohet në gjendje jonizuese të gaztë ( gjendja e katërt agregate ).
Në gjendje të tillë, majerja sillet sipas ligjeve karakteristike për gazrat normale ndërsa
karakteristikat themelore të saj janë: Temperatura shumë e lartë e zonave të veçanta,
jostabilitet energjetik, përçueshmëria elektrike, shpejtësia shumë e madhe e lëvizjes së
grimcave që e përbejnë plazmën etj.
Për përpunimin e metalit gjegjësisht për operacionet prodhuese të përmendura
shfrytëzohen të ashtu quajturat plazmat e “temperaturave të ulta” me temperaturën e
zonave individuale prej 1000 – 100000 K, plazmat të cilat paraqesin gazin pjesërisht të
jonizuar.
Harku i plazma përfshin dy faza kryesore, faza e ndezjes dhe faza e prerjes. Kështu, gazi
plazma shndërrohet në gaz për ndezje dhe prerje, të cilat mund të ndryshojnë si në
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page161
aspektin e llojit të gazit dhe në rrjedhën vëllimore.
8.3.1.1 Gazi ndezës
Ky gaz përdoret për ndezjen e harkut të plazmës. Ai është përgjegjës për lehtësimin e
procesit të ndezjes dhe / ose rritjen e jetës së elektrodës.
8.3.1.2 Gazi prerës
Ky gaz është i nevojshme për prerjen e copës punuese me hark të plazmës. Ai
është përgjegjës për arritjen e një cilësie optimale të prerjes së materialeve të
ndryshme.
8.1.3 Gazi sekondar - gazi vorbullues
Ky gaz përmbyll plazmën reaktive, pra, ky e ftoh dhe e ngushton atë. Në këtë mënyrë,
ajo përmirëson cilësinë e tehun prerës dhe e mbron dizën gjatë depërtimit në copën
punuese dhe gjatë prerjes nën ujë.
Vrushkulli i plazmës fitohet duke e shtypur gazin e caktuar nëpërmjet harkut elektrik.
Harku elektrik shfaqet ndërmjet elektrodës e cila lidhet në polin “-“ dhe copës punuese
ose dizës së vet pajisjes, e cila lidhet me polin “+” (fig. 8.6).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page162
Fig. 8.6 Paraqitja skematike e harkut të plazmës
8. 3.2.1 Parimi i prerjes me plazmë
Prerja me plazmë është një proces termik i prerjes në të cilin harku i plazmës
rrjedh nëpërmjet dizes (farfallës).
Harku i transferuar, formohet kur rryma rrjedh nëpër një elektrodë jo të shkrishme
(katodë) deri te detali (anode), i cili përdoret për të prerë materiale elektrikisht të
përçueshme figura 8.7
Kjo është, zakonisht forma më e përdorur e prerjes me plazmë.
Në mënyrën jo të transferuar, harku i plazmës formohet mes elektrodë dhe dizes.
Edhe duke përdorur një gaz prerës që përmban oksigjen, efekti i ngrohjes i harkut të
plazmës mbizotëron.
Kështu, kjo metodë nuk është konsideruar si një proces i prerjes me gaz, por më tepër si
një metodë e prerjes me shkrirje.
Gazrat e plazmës në hark janë pjesërisht të shkëputura dhe të jonizuara, duke e bërë atë
elektrikisht të përçueshëm.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page163
Për shkak të dendësisë së lartë të energjisë dhe temperaturës, plazma zgjerohet dhe lëviz
në drejtim të detalit me shpejtësi deri 3 herë më të madhe se e zërit.
Nëpërmjet rikombinimit të atomeve dhe molekulave në sipërfaqen e detalit, energjia e
absorbuar në çast lirohet dhe intensifikon efektin termik të harkut të plazmës në detalin
punues.
Në harkun e plazmës prodhohen temperaturat deri në 30.000 K.
Bashkë me energjinë e lartë kinetike të gazi të plazmës, këto temperatura mundësojnë
prerje me shpejtësi jashtëzakonisht të lartë të të gjitha materialeve elektrikisht të
përçueshme, në varësi të trashësisë materialit.
Për të iniciuar procesin e prerjes, së pari ndizet një hark pilot në mes dizës dhe
elektrodës në të cilin aplikohet tensioni i lartë.
Kjo energji e ulët harkut pilot përgatit hapësirën midis ndezësit të plazmës dhe detalit
punues duke shkaktuar jonizim të pjesshëm.
Kur harku i pilotit kontakton me harkun e detalit (prerja fluturuese), harkut kryesor i
plazmës ndriçon duke shkaktuar një rritje automatike të fuqisë.
Materiali i metalit të shkrirë dhe pjesërisht të avulluar nga energjia termike e harkut dhe
gazit të plazmës.
Materiali i shkrirë është i detyruar të largohet nga zona e prerjes për shkak të veprimit të
energjisë kinetike të gazit të plazmës.
Në krahasim me prerjen me gaz, në të cilën rreth 70% e energjisë termike prodhohet me
anë të djegies së hekurit, tek prerja me plazmë energjia e nevojshme për shkrirjen e
materialit në zonën e prerjes prodhohet vetëm elektrikisht.
Se cilat gaze të plazmës do të përdoren varet nga materiali i cili do të prehet.
Për shembull, gazi monatomik argoni dhe / ose gazrat dyatomike, të tilla si, azoti me
hidrogjen, oksigjen, dhe kombinimet e tyre si ajri i pastër mund të përdoren si gaz
plazme dhe gjithashtu edhe si gaz prerës.
Flakëhedhësi mund të ftohet me ujë ose me gaz. Procesi i prerjes me plazmë mund të
dëmtohet varësisht nga mënyra e përdorimit (mbi, në dhe nën sipërfaqen e ujit).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page164
Fig. 8.7 Principi i punës së plazmës me hark transferues
8.3.2.2 Procesi i përfitimit të plazmës
Plazma përbëhet nga grimcat e elektrizuara pozitive dhe negative ( kationeve dhe
anioneve ).
Me lëshimin e gazeve të plazmës ( siç janë; argoni, hidrogjeni, oksigjeni etj ) nëpërmjet
harkut elektrik (fig. 8.8), të krijuar në mes anodës dhe katodës, formohet vrushkulli
(flaka) – plazma.
Substanca e tillë e formuar përmban molekula, atome, jone, elektrone, dhe kuante të
dritës. Në 1cm3 të plazmës gjenden rreth 109 – 1010 grimca të elektrizuara. Jonizimi
është rezultat i humbjes së një ose ma shumë elektroneve nga shtresa e jashtme (orbita e
jashtme ) e atomeve të plazmës së gazrave.
Humbja vie si rezultat i veprimit të forcave të jashtme të shkaktuara me temperaturë të
lartë ose me fushë të fortë elektrike.
Kjo do të thotë se plazma mund të jetë e harkut elektrik (termike) ose e frekuencës së
lartë (HF-High Frequency).
Për procesin e përpunimit të metalit, posaçërisht është e rëndësishme plazma harkore
(plazma e flakës).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page165
Fig. 8.8 Paraqitja skematike e procesit të formimit të plazmës
Në procesin e formimit të harkut të plazmës vërehen re disa dukuri karakteristike. Për
arsye të nxehjes së lartë të katodës, vie deri të emetimi i elektroneve dhe jonizimit të
plazma gazi.
Me këtë rast, në mes elektrodave formohen grimca jonesh dhe elektronesh të ngarkesave
të ndryshme elektrike.
Me lëvizje të orientuara vie deri të ndeshja (në mes veti si dhe me atomet dhe molekulat
neutrale) dhe rritja e shkallës së jonizimit.
Shpejtësia e lëvizjes së grimcave të jonizuara në rrymën e plazmës llogaritet sipas
formulës:
3.1............................................../0,8
smr
ρI=v
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page166
Shpejtësia varet nga intensiteti i rrymës I (A), dendësia e plazmës gazit (numri i
atomeve /cm3) dhe nga rrezja e sipërfaqes aktive e katodës r (cm).
Kjo shpejtësi arrin vlerë shumë të lartë, për shembull për intensitetin e rrymës prej 400 –
500 A dhe presionin e plazmës prej 2 – 3 bar është deri 1500 m/s.
Të gjitha këto janë kushtet të cilat e diktojnë paraqitjen e materies së re. Këtë e
karakterizon temperatura e lartë e zonave individuale (fig. 8.9), përbërja dhe vetitë e reja
të cilat ngjajnë në vetitë e gazrave, lëngjeve dhe metalit.
Tufa e harkut (flakës) të plazmës zvogëlohet vrushkullin (fiskajë) si pasojë e efektit të
nxehtësisë ,,PINCH”.
Me ngjeshjen e gazit të plazmës, në fiskajë (vrushkull), tufa e plazmës ndahet nga muret
me ç’rast zvogëlohen humbjet e nxehtësisë dhe arrihet stabilizimi gazor i plazmës
(vorbullues ose longitudinal) e me këtë mënyrë edhe stabilizimi gjegjës i procesit të
përpunimit me plazmë.
Fig. 8.9 Fusha e temperaturave të harkut të plazmës.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page167
8.4 OPERACIONET PRODHUESE TË PERPUNIMIT ME PLAZMË
8.4.1 Teknikat e prerjes me plazmë
Teknikat e prerjes me plazmë janë vazhdimisht duke u përmirësuar. Qëllimi kryesor i
këtyre përmirësimeve është për të zvogëluar ndotjet mjedisore, rritjen e kapaciteteve
prerëse, dhe për të përmirësuar cilësinë e skajeve prerëse.
Qëllimi përfundimtar është për të prodhuar dy sipërfaqe paralele prerëse , të cilat
kërkojnë shumë pak për përpunim për përfunduar para se ato të jenë dërguar për
përpunim të mëtejshëm.
Në Vartësi nga lloji i materialit prerës, trashësisë së tij dhe burimit të energjisë, ekziston
një numër i madh i variacioneve të prerjes me plazmë.
Variacionet e prerjes me plazmë kryesisht ndryshojnë sipas dizajnit të flakëhedhësit,
sistemit të furnizimit me material dhe materialit të elektrodës. Figura 8.10 ofron një
pasqyrë të opsioneve të ndryshme të mundshme në projektimin e flakëhedhësit të
plazmës.
Llojet e mëposhtme të flakëhedhësit të plazmës janë bazuar në llojin e shtrëngimit
figura 8.11:
- Preja konvencionale me plazmë / prerja standarde me plazmë
- Prerja me plazmë me medium sekondarë
- Prerja me plazmë me gaz sekondarë
- Prerja me plazmë me ujë sekondarë
- Prerja me plazmë me injektim uji
- Prerja me plazmë me ngushtim në rritje
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page168
Fig. 8.11 Sistemet ndezëse të plazmave
8. 4.2 Prerja konvencionale me plazmë
Te makinat standarde të prerjes me plazmë , flakëhedhësi është relativisht
i thjeshtë dhe është projektuar vetëm për një gaz, gazin prerës .
Gaezt prerëse të përdorura janë përgjithësisht azoti, oksigjeni apo përzierja e argon-
hidrogjen (Argoplas ®) (Fig. 8.12).
Harku i plazmës është i ngushtuar vetëm nga diametri të brendshëm e dizës, duke
prodhuar sipërfaqe prerëse të pjerrtë tipike për këtë metodë. Në përgjithësi, gazi i
plazmës lëviz në mënyrë tangjenciale rreth elektrodës.
Në vartësi nga shpejtësia prerjes, flakëhedhësi ftohet ose me ajri ose me ujë.
Sistemet konvencionalet të prerjes me plazmë janë në dispozicion për prerje
metale me trashësi deri në 160 mm.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page169
Fig. 8.12 Plazma konvencionale prerëse ( plazma prerëse e thatë)
8.4.3 Prerja me plazma me mediume sekondare
Një medium sekondar është furnizohet rreth harkut plazma në mënyrë që të
të krijojë një atmosferë të veçantë rreth tij.
Mediumi sekondar mund të jetë ujë ose një gaz i caktuar (Fig. 8.13).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page170
Fig. 8.13 Prerja me plazmë me medium sekondar
Duke furnizuar një gaz sekondar rreth harkut plazma ai edhe më tej e ngushton harkun
dhe krijon një atmosferë të veçantë rreth tij.
Kjo e rritë densitetin e energjisë, cilësisë dhe shpejtësinë e dhe prerjes.
Nëpërmjet pozicionimin të veçantë të kësaj mburoje, dëmtimet sistemit për shkak të
harkut të dyfishtë mund të shmangen, duke zgjatur jetën e pjesëve harxhuese.
Në përgjithësi këto mediume dytësore janë referuar edhe si "gaz sekondar", "gaz
mbrojtës" ose "gazi vorbullues".
Makinat e bazuara në këtë teknikë janë aktualisht në dispozicion për prerje tabela
metalike deri në trashësinë 75 mm (8.14).
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page171
Fig.8.14 Plazma prerëse e thatë me gaz sekondar
8.4.4 Prerja me plazmë me mburojë uji
Prerja me plazmë me mburojë uji si mburojë sekondarë është një tjetër
variacion i prerjes me plazmë me një medium sekondare.
Uji si mburojë shkarkohet (hidhet) si llak dhe rrjedh poshtë bashkë me harkun e
plazmës.
Për shkak të efektit të saj reduktues, hidrogjeni i formuar gjatë procesit e
rezulton një shkëlqim në sipërfaqen e metalit.
Prandaj, prerja me plazmë me mburojë uji është metodë e preferuar për prerje të aluminit
dhe çelikut me legurim të lartë me trashësi deri 50 mm (Fig. 8.15).
8.4.5 Prerja me plazmë me injektim uji
Te kjo metodë, harku plazmës ngushtohet duke injektuar në mënyrë radiale ujin për rreth
tij. Vetëm një sasi e vogël e ujit avullohet.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page172
Pjesa tjetër e ftohë dizën dhe copën punuese.
Ftohja e detalit punues nëpërmjet ujit të injektuar dhe shpejtësisë së lartë të prerjes
lejon e prerjes, formimin e djegieve të vogla dhe zgjatjen e jetës së pjesëve harxhuese.
Ekzistojnë dy lloje të metodave të prerjes me plazmë të bazuara me injektim të ujit.
Varësisht nga mënyra e injektimit të ujit, kemi metodën me injektim radial dhe
vorbullues.
Tek metoda me injektim vorbullues, njëri nga tehet prerëse është gati vertikal
ndërsa tjetri është me devijim me rreth 5-8 ° (Fig. 8.16).
Fig. 8.16 Plazma prerëse me injektim të ujit
Kur përdoret prerja me plazmë me injektim të ujit, është e rëndësishme të prehen copat
punuese tek të cilat pjesa - ana me tehe të pjerrtë të mbete në pjesën e materialit që shkon
skrap (mbeturinë).
Elektroda e rrafshëta preferohen për prerjen me plazmë me injektim uji.. Kjo metodë
përdoret ekskluzivisht te makina për prerje nënujore.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page173
Me këtë teknikë mund të prehen pllaka metalike me trashësi në mes të 3 dhe 75 mm .
8.4.6 Prerja plazma me ngushtim në rritje
Kjo variantë përfshinë rritjen e densitetit të harkut të plazmës duke përdorur diza
me ngushtim më të madh.
Kompani të ndryshme të përdorin metoda të ndryshme (disa janë patentuar), për
ngushtim të harkut.
Gazi rrotullues (Fig. 8.17) dhe diza (farfalla) e rregullueshme (Fig. 8.18) në përgjithësi
kanë provuar të jenë efektive.
Harku i plazmës i krijuar me këtë sistem lejon prerje vertikale me saktësi të lartë gjatë
prodhimit të fletë metalike me trashësi 0,5-25 mm.
Prerja me plazmë me me ngushtim në rritje është metodë e preferuar kur përdoret gazi
sekondar.
Fig. 8.7 Plazma prerëse me rritje të ngushtimit
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page174
Fig. 8.17 Plazma prerëse me dizë të rregullueshme
Përveç metodave themelore të përshkruara më sipër të prerjes me plazmë,
literatura gjithashtu përshkruan të drejtat teknike të shumë kompanive, disa prej të
cilave janë të mbrojtura me patenta.
Tabela 2 ofron një pasqyrë të emërtimeve të kompanive, të cilat ofrojnë variantet
themelore të prerjes me plazmë.
8.4.8 Variantet e tjera të prerjes me plazmë
8.4.8.1 Prerja me plazmë nënujore
Ky variant i prerjes me plazmë rrit ndjeshëm sigurinë operative.
Prerja realizohet rreth 60-100 mm nën sipërfaqen e ujit (Fig. 8.19), duke reduktuar
ndjeshëm zhurmën, pluhurin dhe ndotjen e ajrit të mjedisit. Niveli i zhurmës është më i
ulët se 85 dB.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page175
Uji gjithashtu redukton sasinë e rrezatimit ultravjollcë të prodhuar në procesin e prerjes.
Pjesët e prera shfaqin një shtrembërim të vogël.
Deri sa prerja me plazmë nënujore kërkon më shumë energji se sa
prerja në atmosferë, shpejtësitë e prerjes që mund të realizohen janë më të ulëta në
krahasim me prerjen me plazmë në mjedisin e atmosferës.
Çeliqet strukturore të trashësisë rreth 15 mm dhe çeliqet me legurim të lartë me trashësi
rreth 20 mm janë përgjithësisht ekonomike për t’u prerë nën ujë.
Fig. 8.19 Prerje me plazmë nënujore
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page176
Fig. 8.20 Prerja me plazmë nënujore
8. 4.8.2 Hapja e kanaleve me plazmë
Hapja e kanaleve me plazmë Fig. 8.21 është procesi i heqjes sipërfaqësore të
materialit duke përdorur harkun e plazmës.
Nxehtësia e siguruar nga harku plazmës mundëson shkrirjen e vazhdueshme të
materialit. Nëpërmjet forcë së harkut të plazmës materiali i shkrirë dëbohet nga zona.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page177
Si një alternativë e pastër e harkut karbonik, harku i plazmës përdoret për të eliminimin
defektet në saldim, apo defektet në sipërfaqe tek çeliku strukturore dhe çeliqet me
legurim të lartë.
Nxehtësia hyrëse është e ulët dhe praktikisht nuk ka asnjë devijim.
Operatori lehtë mund të shohim atë që ai / ajo është duke punuar.
Zhurma dhe tymi që shoqëron këtë prerje me plazmë është dukshëm më e ulët se sa me
hark të karbonit.
8.4.8.3 Shënjimi me plazmë
Përdoret për të shënuar komponentet prerëse.
Kur shënohet një copë punuese me një plazmë reaktive, copa punuese i nënshtrohet
veprimit të nxehtësisë, e cila
mund të shkaktojë ndryshim të ngjyrës në sipërfaqe.
(Makina plazmë nuk kaloni në mënyrë të pavarur në rrymë më të lartë prerëse nga e
tanishmja).
Rryma e harkut është maksimale prej 10 A. Argoni, azoti ose ajri përgjithësisht
përdoren si gaze prerëse për plazmë.
8.4.8.4 Hapja e vrimave me plazmë
Përdoret për definimin e pozitës së komponentëve pasues.
Kur shpohet copa punuese me plazmë reaktive, copa punuese i nënshtrohet një
ngarkese të vogël mekanike, i cili rezulton duke lënë një pikë në sipërfaqe.
Rryma e harkut është maksimum 25 A.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page178
Argoni ose ajri në përgjithësi përdoren si gaze të plazmës.
8. 4.8.5 Depërtimi me plazmë
Përdoret për definimin e pozitës së komponentëve së mëvonshme.
Kur depërtohet një copë punuese me plazmë reaktive , ajo i nënshtrohet një ngarkesë të
vogël mekanike.
Megjithatë, ndezësi i plazmës nuk lëvizë mbi të copën punuese dhe plazma reaktive është
e drejtuar në sipërfaqen e detalit vetëm për një periudhë të shkurtër të kohës (rreth 1
sek.).
Rryma në hark është në maksimum prej 25 A. Argon ose ajri përgjithësisht përdoren si
gazra të plazmës.
8. 4.8.6 Prerja me plazmë më injektim të ujit
Më parë është cekur se çelësi për arritjen e përmirësimit të kualitetit të prerjes është
rritja e ngushtimit të harkut.
Në procesin e prerjes me hark plazme me injektim të ujit, uji injektohet në mënyrë
radiale në mënyrë uniforme siç tregohet në figurën 21.
Goditja radiale e uji rreth harkut ofron një shkallë më të lartë të ngushtimit të harkut se
sa mund të arrihet me mënyrën konvencionale.
Temperaturat e harkut në këtë zonë vlerësohet të jenë rreth 50.000 K .
Rezultati i kësaj është ashpërsia e përmirësuar e prerjes dhe shpejtësitë e rritura të
prerjes.
Dr.sc.NexhatQehajaMetodatjokonvecionaleletë përpunimit
Dispencë për student .......................................e pa recensuar Page179
8.5 Karakteristikat themelore të përpunimit me plazmë
Procesin e përpunimit me plazmë të metaleve e karakterizon nji mori faktesh sic janë:
- Mundësia e përqendrimit të madh të energjisë termike në vëllim të vogël të
materialit,
- Mundësia e formimit të rrymës së plazmës – flakës (vrushkullit), të diametrit shumë
të vogël e që është me rëndësi të veçantë te prerja e materialit nga aspekti i
shpenzimit – humbjes së materialit
- Mundësia e shkrirjes dhe avullimit të materialit pa marr parasysh llojin dhe
karakteristikat mekanike. Me këtë janë krijua kushtet për largim të lehtë të
produkteve të përpunimit. Largimi arrihet me shpejtësi të madhe të gazit në rrymën
e plazmës.
- Mundësia me rregullimit të rrymës së plazmës me fushë magnetike dhe
elektromagnetike ose elektrike dhe përpunimi i konfiguracione të ndryshme bile
edhe nën ujë.
- Një mori parametrash tjerë të cilët me përsosje të mëtejme të metodologjisë dhe
teknologjisë së plazma-metodave, mund të qojnë të zbatimi shumë ma i gjanë në
industri.
Disa karakteristika të plazma – metodave të vënies së mveshjes sic janë: mundësia e
vënies së materialeve vështirë të tretshme, mundësia e formimit të mveshjeve
shumë shtresore, rezistenca shumë e lartë e mveshjeve në tërheqje temperatura e ulët
e materialit bazë, mundësia e rregullimit të gjerë të parametrave të mveshjes,
largimi i oksigjenit dhe me këtë evitimin e dukurisë së oksidimit të mveshjes etj.
Këto janë përparësi qe e bëjnë procesin e plazmës shumë të rëndësishme dhe metodë
me perspektivë për vënien e mveshjes.