برشکاری یکی از فعالیت‌های مهم و پرکاربرد در صنایع است. این فرآیند در صنایعی مانند خودروسازی، کشتی‌سازی، هواپیماسازی، ساختمان‌سازی و ساخت تجهیزات پزشکی استفاده میشود زیرا دقت و کیفیت قطعات برش‌خورده تأثیر زیادی بر عملکرد و ایمنی محصولات نهایی دارد. برشکاری شامل استفاده از ابزار، دستگاه‌ها و ماشین‌آلات مختلف برای برش فلزات مختلفی چون آهن، فولاد و آلومینیوم است. در این مقاله به بررسی دقیق عمل برشکاری خواهیم پرداخت و انواع برشکاری فلزات و دستگاه‌های مورد استفاده در این صنعت را تحلیل خواهیم کرد.
انواع برشکاری فلزات
برشکاری فلزات به دو روش برشکاری به روش گرم و برشکاری به روش سرد انجام میشود. انتخاب هر یک از این روش‌ها به ویژگی‌های خاص فلز و فرآیند برش بستگی دارد. برشکاری به روش گرم شامل استفاده از حرارت برای برش فلزات است. در این روش، حرارت زیادی به ناحیه‌ای از فلز وارد میشود تا فلز به حالت مذاب درآید و به راحتی برش داده شود. این روش به ویژه برای فلزات با ضخامت بالا مناسب است. برشکاری به روش سرد از ابزارهای مکانیکی برای برش فلزات استفاده میکند و نیازی به حرارت ندارد. این روش شامل استفاده از دستگاه‌هایی مانند اره‌های برقی یا دستی و یا دستگاه‌های برش لیزر با توان پایین‌تر برای برش فلزات نازک‌تر است.
برشکاری گرم
برشکاری گرم یکی از روش‌های موثر برای برش فلزات سخت و سنگین است که درصد کربن آن‌ها بیش از ۰.۲٪ باشد. در این روش فلز به درجه حرارت بالایی رسانده میشود تا به حالت مذاب درآید و برش آن آسان‌تر شود.
میزان دما و زمان گرم کردن فلز بستگی به نوع فلز و ضخامت آن دارد. هدف از این فرآیند حفظ ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی فلزات در طول برش است؛ به عبارت دیگر، فلز نباید تغییر ماهیت دهد و تمامی خواص مورد نظر باید حفظ شوند. به طور مثال، در برشکاری فولاد، اگر دمای ورق فولادی به طور نامناسبی بالا برود، کیفیت و ویژگی‌های مکانیکی آن تغییر میکند و موجب کاهش کارایی نهایی قطعات تولیدی میشود. بنابراین، کنترل دقیق دما در برشکاری گرم اهمیت بالایی دارد.
مزایای برشکاری گرم شامل سرعت بالای برش و عدم تولید تراشه‌های فلزی است. این روش به دلیل استفاده از ابزارهای مکانیکی و کامپیوتری، قابلیت برش سریع و دقیق را فراهم میکند و به راحتی با عملیات حکاکی و برش‌های پیچیده سازگار است. با این حال، برشکاری گرم با معایب خاص خود نیز همراه است. احتمال وقوع انفجار و سوختگی ناشی از مواد مذاب و گرمای زیاد وجود دارد که ایمنی فرآیند را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، تغییر در ساختار فیزیکی فلز و تولید گازها و مواد سمی از دیگر مشکلات این روش هستند. بنابراین، به‌رغم مزایای فراوان برشکاری گرم، باید با احتیاط و رعایت نکات ایمنی انجام شود تا از مشکلات احتمالی جلوگیری گردد.
بیشتر بخوانید: برش لوله آلومینیومی با لیزر
برش هواگاز
برش هواگاز که به آن هوابرش نیز گفته میشود، یکی از روش‌های رایج برای برش فلزات سنگین است. این روش از ترکیب سوخت و اکسیژن برای تولید حرارت بالا و برش فلزات استفاده میکند. با استفاده از مشعل برش، فلز به دمای مورد نظر رسانده میشود و سپس با جریان اکسیژن فلز می‌سوزد و برش داده میشود. این روش به دلیل هزینه پایین و سهولت در استفاده، برای برش قطعات آهنی با ضخامت‌های متوسط بسیار مناسب است، هرچند دقت آن ممکن است نسبت به روش‌های دیگر کمتر باشد.
برش پلاسما
برش پلاسما از سال ۱۹۸۰ برای برش فلزات به کار گرفته شده است. در این روش، هوای فشرده به همراه گازهای نجیب (مانند آرگون و نئون) تحت فشار بالا به نازل دستگاه دمیده میشود. سپس، قوس الکتریکی بین گاز و سطح فلز باعث ایجاد حرارت بالا و تغییر حالت گاز به پلاسما میشود و موجب برش فلز می‌گردد. سرعت بالا و عدم ایجاد تراشه فلزی از مزایای این روش است، ولی هزینه نسبتا بالا به دلیل تجهیزات مورد نیاز از معایب آن محسوب میشود.
برش با سنگ فرز
برش با سنگ فرز یک روش دیگر از برشکاری گرم است و با استفاده از دیسک‌های مخصوص فلزات، قطعات فلزی برش داده میشود. این روش نیاز به مهارت بالایی ندارد و برای برش‌های ساده و کم‌دقت مناسب است. استفاده از دیسک‌های مخصوص و رعایت نکات ایمنی در این روش بسیار اهمیت دارد. این روش برای برش قطعات کوچک و سبک مفید است، اما دقت آن نسبت به روش‌های دیگر کمتر است.
برش دیسکی آتشی
برش دیسکی آتشی یا اره دیسکی آتشی از تیغ‌های دایره‌ای با لبه‌های تیز استفاده میکند که به وسیله موتور دستگاه با سرعت بالا چرخانده میشود. در اثر برخورد سریع دیسک با فلز، حرارت بالا تولید شده و برش انجام میشود. این روش سرعت برش بالایی دارد، اما به دلیل خطرات احتمالی ناشی از شکستگی دیسک و نیاز به دقت بالا در کنترل دستگاه، استفاده از آن کاهش یافته است.
بیشتر بخوانید: برش لیزر آلومینیوم تهران
برشکاری سرد
یکی دیگر از روش‌های برش فلزات، برشکاری سرد است و بدون نیاز به افزایش دما و حرارت بالا، امکان برش فلزات را با استفاده از تکنیک‌های خاص فراهم می‌آورد. در این روش از روش‌های مختلفی مانند واترجت، اره نواری، اره دیسکی و سنگ فرز استفاده میشود.
در برشکاری سرد، میزان کربن در فلزات کمتر از ۰.۲٪ است. این روش به دلیل عدم نیاز به حرارت بالا، نسبت به برشکاری گرم محبوبیت بیشتری دارد. در روش‌های گرم، فلزات باید به دمای بالا برسند تا برش انجام شود که این امر ممکن است باعث ایجاد تغییرات کوچک و کاهش کیفیت فلز شود. در مقابل، برشکاری سرد با استفاده از حرارت بسیار کمتر، تغییرات در ساختار فلز را به حداقل می‌رساند و به همین دلیل کیفیت و ویژگی‌های فلز در پایان فرآیند حفظ میشود.
ویژگی‌های فیزیکی فلزات بدون تغییر به دلیل عدم استفاده از حرارت بالا، کاهش ضایعات و عدم تولید گازهای سمی و خطرناک برشکاری سرد از مزایای برش سرد است. این روش با استفاده از ابزارهای مختلف مانند اره‌ها امکان برش اشکال مهندسی ساده تا پیچیده را فراهم میکند. اما این روش معایبی نیز دارد؛ هزینه‌های نگهداری بالا به دلیل نیاز به سرویس‌های منظم دستگاه‌ها، نیاز به نیروی انسانی ماهر و محدودیت‌های مربوط به جابه‌جایی دستگاه‌ها از جمله مشکلاتی است که بر روی نتیجه نهایی تأثیرگذار است.
برش با قیچی
برش با قیچی یکی از ساده‌ترین و رایج‌ترین روش‌های برش سرد است که در آن از قیچی‌های دستی، اهرمی یا ماشینی برای برش فلزات استفاده میشود. قیچی‌های دستی برای ورق‌های نازک‌تر و ضخامت‌های کم کاربرد دارند، در حالی که قیچی‌های اهرمی برای ضخامت‌های بیشتر و قیچی‌های ماشینی برای برش‌های ضخیم‌تر مناسب‌اند. این روش به دلیل سادگی در استفاده و امکان برش انواع ورق‌های فلزی تا ضخامت‌های مختلف، برای کاربردهای عمومی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بیشتر بخوانید: برش لیزر آهن تهران
برش با گیوتین
دستگاه گیوتین برای برش ورق‌های فلزی با ضخامت‌های مختلف تا ۳۰ میلیمتر استفاده میشود و دارای دو تیغه ثابت و متحرک است و با مکانیزم هیدرولیکی عمل میکند. این دستگاه مناسب برای برش ورق‌های طولانی است و به دلیل دقت بالا و توانایی برش قطعات با طول زیاد در کارگاه‌های بزرگ و تولیدی‌ها کاربرد دارد. گیوتین به مرور زمان جایگزین روش‌های قدیمی‌تر برش فلز شده است و به دلیل قابلیت برش دقیق و سریع، همچنان در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برش با واترجت
روش برش با واترجت از فشار آب به همراه تیغه سنگی بسیار تیز برای برش انواع فلزات استفاده میکند و قادر است فلزات با ضخامت‌های مختلف را بدون ایجاد تغییرات حرارتی برش دهد. فشار بالای آب و نیروی سنگ سابنده، دقت بسیار بالایی را در برش دارد و این روش برای برش فلزات حساس به حرارت، مانند ورق‌های آلومینیومی بسیار مناسب است. واترجت به دلیل توانایی برش بدون ایجاد حرارت و تغییر در ساختار فلز، در صنایع مختلف مانند خودروسازی و تولید قطعات دقیق کاربرد دارد.
برش با کاتر
برش با کاتر برای برش فلزات نازک‌تر و ورق‌های رنگی و گالوانیزه استفاده میشود. این روش به دلیل تیغه‌های برنده و دقت بالا برای تولید قطعات ظریف و تزیینی مناسب است. کاتر‌ها برای برش انواع ورق‌ها، از جمله تابلوهای راهنمایی رانندگی و داکت‌های فلزی کاربرد دارند و برش‌های دقیق و تمیز را بدون تغییر در ویژگی‌های فلز ایجاد میکند.
برش با وایرکات
وایرکات به کمک یک سیم نازک و تخلیه الکتریکی برای برش فلزات رسانا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، الکتریسیته به صورت مقطعی بر روی فلز تخلیه شده و باعث ذوب و برش قطعه میشود. وایرکات برای برش قطعات فلزی حساس به حرارت و نیاز به دقت بالا مناسب است و در صنایعی مانند تولید ابزارهای دقیق و قطعات الکترونیکی کاربرد دارد.
بیشتر بخوانید: برش لیزر آهن شهر قدس
برش با اره نواری
اره نواری دستگاهی است که با استفاده از یک تیغه نوار متحرک برای برش فلزات استفاده میشود و به دلیل سادگی در کار و هزینه پایین، برای برش انواع فلزات در کارگاه‌های کوچک و بزرگ مناسب است. این دستگاه شامل میز، گیره نگه‌دارنده و تیغه برش است و توانایی برش فلزات با دقت و ایمنی بالا را دارد. اره نواری به دلیل کم‌خطر بودن و قابلیت برش انواع شکل‌ها و اندازه‌ها، یکی از انتخاب‌های مناسب برای برش فلزات در صنعت است.
برش با اره لنگ
اره لنگ دستگاهی مکانیکی است که با سرعت بالا و دقت نسبی برای برش فلزات استفاده میشود. این دستگاه به دلیل ایمنی بالا و داشتن کلید ایمنی خودکار که در صورت شکستگی تیغه به صورت خودکار متوقف میشود، مناسب برای محیط‌های صنعتی و کارگاهی است. اره لنگ به دلیل عملکرد سریع و دقت خوب، در تولید قطعات فلزی و پروژه‌های مختلف کاربرد دارد و به دلیل ایمنی بالای آن، انتخاب مناسبی برای برش فلزات است.
کاربرد برشکاری فلزات
برشکاری فلزات نقش اساسی در پیشبرد اهداف صنعتی در صنایع مختلف ایفا میکند و بدون استفاده از این فناوری، تولید محصولات جدید غیرممکن است. در طول تاریخ، برشکاری فلزات به یکی از ارکان مهم صنعت تبدیل شده و در تولید قطعات و محصولات مختلف به کار می‌رود. به طور خاص، در صنعت خودروسازی، برشکاری فلزات برای تولید اجزای خودرو از جمله بدنه، شاسی و قطعات موتور ضروری است. در کشتی‌سازی، این فرآیند برای ساخت و تعمیر بدنه‌های کشتی‌ها و سایر اجزای دریایی کاربرد دارد.
در صنعت هواپیماسازی، برشکاری فلزات برای تولید قطعات دقیق و مقاوم برای ساخت هواپیماها استفاده میشود. در ساختمان‌سازی، این فناوری به ساخت و نصب سازه‌های فلزی، از جمله اسکلت‌های فلزی و نرده‌ها کمک میکند. همچنین، در ساخت تجهیزات پزشکی، برشکاری فلزات برای تولید قطعات دقیق و استریل شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی، برشکاری فلزات به عنوان یک فرآیند حیاتی در تولید و ساخت در صنایع مختلف به ارتقاء کیفیت و عملکرد محصولات کمک میکند.
بیشتر بخوانید: دستگاه برش لیزر فلزات کوچک
سخن پایانی
برشکاری فلزات یکی از فرآیندهای کلیدی و بنیادین در صنعت، نقش بسیار مهمی در تولید و ساخت انواع محصولات فلزی دارد. این فناوری با استفاده از روش‌های مختلف برش، از جمله برش گرم و سرد، توانسته است به نیازهای متنوع صنعتی پاسخ دهد و به تولید قطعات دقیق و با کیفیت بالا کمک کند. در صنایع خودروسازی، کشتی‌سازی، هواپیماسازی، ساختمان‌سازی و یا تولید تجهیزات پزشکی برشکاری فلزات از ابزارهای اساسی است که به ارتقاء عملکرد و کیفیت محصولات کمک میکند. با پیشرفت تکنولوژی و ظهور روش‌های نوین برش، مانند برش لیزری و واترجت، دقت، سرعت و کیفیت فرآیند برشکاری به طور چشمگیری افزایش یافته است. برشکاری فلزات پایه‌گذار بسیاری از پیشرفت‌ها و نوآوری‌ها در صنایع مختلف است.
منبع: Types of Metal Cutting
بدون دیدگاه