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).



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



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”.



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



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-



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).



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



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



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.



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.



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






①

①

①

①

Anodo-mekanike



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



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



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.



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



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



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



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



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


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



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



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



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



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).



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).



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



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,



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



-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



- 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



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



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



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.



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.



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



3.0 PËRPUNIMI ELEKTROEROZIV – EDM


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



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=



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



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



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+



- 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



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



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



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).



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



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



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



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



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



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



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



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.



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



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:



)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



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



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



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



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]



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



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



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


gjeneratori

kondezatori

Gjeneratoriimpulsiv

U= re

zist

ori

Me elektroshkëndijë

dialektriku


inst

rum

ent

Ridrejtuesi nga seleni



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.



4.0. PËRPUNIMIE ME ULTRATINGULL – USM


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.



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



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



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.



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



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



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



)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



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



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).



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



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



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



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)



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



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



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



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



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.



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.



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



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.



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.



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).



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).



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:



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



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



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 .



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



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



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



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.



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.



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.



Figura 5.13 Paraqitja skematike e pajisjes për ratifikimin anodomekanik

Figura 5.14 Skema e instalimit për mprehje anodomekanike të instrumentit prerës



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



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,



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.



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,



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.



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,



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



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.



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.



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.



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



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.



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



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



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.



.

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



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



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 / .



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



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.



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



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



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])



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.



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



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



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.



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



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



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.



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.



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.



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



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).



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.



Fig. 7.12 Përpunushmëria e metalit me laser



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 ).



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)



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



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



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



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



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.



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.



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



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.



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.



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).



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.



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.



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.



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).



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).



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.



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)



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.



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.



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.



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).



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.



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



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).



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.



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).



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).



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



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.



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



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.



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).



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).



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.



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.



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



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.



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



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.



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.



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.



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.

universiteti i prishtinës fakulteti i · pdf filekëto janë materiale me...

Documents