برشکاری فلزات

برشکاری یکی از مهم‌ترین فرایندهای تولید محصولات در صنایع مختلف است. برشکاری فلزات را می‌توان به روش‌های مختلفی انجام داد که هر کدام شیوه منحصربه‌فرد خود را دارند و از مزایا و معایب مختلفی برخوردار هستند. اینکه کدام یک از روش‌های برشکاری باید مورد استفاده قرار بگیرد، به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. در این مقاله قصد داریم به طور کامل توضیح ‌دهیم که برشکاری چیست و چه روش‌هایی دارد. با ما همراه باشید.

برشکاری چیست؟

به جداسازی و برش ورق فلزی و تبدیل آن‌ها به قطعات کوچک‌تر برشکاری گفته می‌شود که می‌تواند با روش‌های دستی، مکانیکی و کامپیوتری صورت بگیرد. برشکاری فلزات برای تولید محصولات مختلف در صنایع، مورد استفاده قرار می‌گیرد. انعطاف بالا و شکل‌پذیری زیاد ورق‌های فلزی باعث شده تا از آن‌ها در مشاغل مختلفی مانند ساخت‌وساز، طراحی داخلی و صنایع مرتبط استفاده کنند. 

انواع برشکاری فلزات 

به صورت کلی، برشکاری فلزات به دو صورت گرم و سرد صورت می‌گیرد که هرکدام به شیوه‌های مختلفی قابل ‌انجام هستند. در ادامه به بررسی هریک از این روش‌ها می‌پردازیم:

برشکاری گرم

در این روش، دما را تا حدی بالا می‌برند که منجر به جداسازی مولکول‌ها از یکدیگر شود. برش گرم می‌تواند به روش‌های پلاسما، لیزری و تیغ اره‌های دیسکی آتشی انجام بگیرد. مزایای برشکاری گرم به قرار زیر است:

• کاهش میزان ضایعات
• سرعت برشکاری در حجم زیاد
• مکانیزه کردن عملیات جوش

معایب این روش عبارتند از:

• ایمنی پایین
• تغییر ساختاری در محل برش
• تولید گاز و مواد سمی

برشکاری سرد 

در این روش می‌توان فلزات را بدون ایجاد حرارت، برشکاری کرد. روش‌های واترجت، اره نواری، اره دیسکی و اره لنگ از روش‌های برشکاری سرد محسوب می‌شوند. از معایب برشکاری سرد می‌توان به محدودیت مکانی برای ابزار برشکاری و هزینه مواد مصرفی بالا اشاره کرد. مزایای برشکاری سرد به قرار زیر است:

• حفظ خواص فلز
• انعطاف برشکاری از نظر شکل و طول
• عدم تولید گازهای سمی و آلاینده
• پرتی کم
• سرعت برشکاری زیاد

انواع روش های برشکاری فلزات

برش فلزات و انواع فولاد، فرآیندی جدایی‌ناپذیر در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز، خودروسازی و ... است. تنوع فلزات و کاربردهای آن نیاز به روش‌های مختلفی برای برش را ایجاد کرده است. انتخاب روش مناسب برای برش فلزات به عوامل مختلفی مانند نوع فلز، ضخامت فلز، دقت مورد نیاز، هزینه و ... بستگی دارد. برشکاری به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

برش لیزری

در این روش نوین، از گرما و فشار ناشی از پرتو لیزر برای برش فلزات استفاده می‌شود. در این عملیات، هیچ تماسی با شی دیگر وجود ندارد. از روش لیزری در صنایع خاصی مانند پزشکی، نظامی، آزمایشگاهی، پژوهشی و موارد دیگر استفاده می‌کنند. نکته مثبت این روش این است که نیازی به دخالت انسان ندارد و تنها باید طرح را از طریق نرم‌افزار به دستگاه انتقال داد. از این رو، روش لیزری از سرعت و دقت بالایی برخوردار است و هزینه‌های خروجی را کاهش می‌دهد. 

برش CNC

برش CNC توسط دستگاهی مخصوص انجام می‌گیرد که در آن برنامه‌های لازم را از طریق نرم‌افزار کامپیوتری به دستگاه می‌دهند و حرکات دستگاه را مشخص می‌کنند. با کمک دستگاه CNC می‌توان برش‌هایی در چند جهت ایجاد کرد، در حالی که هیچ خطایی وجود ندارد. الگوهای برنامه‌ریزی‌شده از طریق نرم‌افزار به دستگاه دستورات لازم را می‌دهند. 

برش با واترجت

در دستگاه واترجت ورق‌های فلزی را با فشار زیاد آب یا ترکیب آب و مواد ساینده برش می‌دهند. اغلب در صنایع ماشین‌سازی، صنایع هوایی و یا صنایعی که نسبت به دمای بالا حساسیت دارند، از این روش استفاده می‌کنند.

برش پلاسما

در این روش، از جریان متمرکز پلاسما یا گاز یونیزه برای برش فلزات بهره می‌گیرند. در این فرایند، پلاسما را از طریق یک نازل به محل مورد نظر هدایت می‌کنند. تماس پلاسما با فلز آن را ذوب می‌کند و فلز مذاب با کمک جریان گاز خروجی از نازل، از محل دور می‌شود. 

برش با کاتر

در روش برش با کاتر از نیروی برش‌کار استفاده می‌شود که با کمک آن می‌توان برش‌های ظریف را روی ورق فلزی ایجاد کرد. 

برش دیسکی آتشی

در این روش از ایجاد حرارت برای برش استفاده می‌شود. دستگاه مخصوص این نوع برش، از یک دیسک برش فلز ساینده برخوردار است که سرعت بالای دیسک، باعث ایجاد حرارت و برش فلز می‌شود. این روش معایب زیادی دارد و باعث فرسودگی دیسک و کاهش قطر آن می‌شود. ضمن اینکه روش برش دیسک آتشی خطرات زیادی برای اپراتور نیز دارد و بهتر است کنار گذاشته شود. 

برشکاری سرد

در این روش، دمای فلز با دمای محیط در حال تعادل است و با ابزارهایی مانند قیچی، گیوتین، اره و موارد دیگر، فرایند برش را انجام می‌دهند. 

برش با قیچی

از قیچی‌های مخصوص برای برش فلز در این روش استفاده می‌کنند که باعث کاهش جراحات و صدمات در حین برش می‌شود. قیچی اجازه اعمال برش‌های دقیق‌تری را روی فلز می‌دهد. 

برشکاری هوا گاز

در برشکاری هوا گاز از گاز اکسی پروپان یا گاز اکسی استیلن استفاده می‌کنند. اغلب برای محصولات فولادی کم‌آلیاژ و کم‌کربن، این روش را مورد استفاده قرار می‌دهند. با برشکاری هواگاز می‌توان لبه‌های تیز در فلزات آلیاژی ایجاد کرد. 

برش الکترودی

برش الکترودی، برش‌های نسبتاً دقیقی ایجاد می‌کند که البته به‌اندازه روش CNC و لیزری دقیق نیست. در این روش، الکترودها فلز را برش می‌دهند و روی آن سوراخ ایجاد می‌کنند.

گیوتین

گیوتین‌ها از اندازه‌ها و توان‌های مختلفی برخوردار هستند و در مدل‌های پنوماتیک، مکانیکی و هیدرولیکی وجود دارند. در این روش، بعد از کشیدن نقشه روی ورق فلزی، آن را با دستگاه گیوتین برش می‌دهند. 

برش با سنگ فرز

دستگاه سنگ فرز با توان و قدرت‌های مختلفی موجود است و دیسک مخصوص آن باعث برش فلزات می‌شود. تنها باید دقت کرد که از صفحه متناسب با متریال مورد نظر برای برشکاری استفاده شود. 

 برش با اره نواری

دستگاه‌های اره نواری برای برش قطعات ضخیم به کار برده می‌شوند و از دقت بالایی برخوردار هستند. الکتروموتور نیروی مورد نیاز این دستگاه را تامین می‌کند و محورهای آن را به چرخش درمی‌آورد. فشار وزن دستگاه باعث برش می‌شود.

برش با وایرکات

از این فرایند برش حرارتی برای برش ورق‌های فلز رسانا استفاده می‌کنند. در این فرایند یک سیم بسیار نازک در فاصله کمی از قطعه کار به صورت عمود قرار دارد که با تخلیه الکتریکی و ایجاد جرقه، باعث ذوب قطعه و برش آن می‌شود. 

برشکاری فلز چه کاربردی دارد؟ 

برشکاری فلز کمک می‌کند تا میله‌ها، شمش‌ها و به‌طورکلی ورق‌های فلزی به قطعات کوچک‌تر تقسیم شوند. اصلی‌ترین کاربرد برشکاری، ایجاد قطعات فلزی لازم به منظور ساخت وسایل مختلف است. فلزات مختلف مانند آهن، آلومینیوم و فولاد را می‌توان با کمک روش‌های برشکاری متناسب به قطعاتی با ابعاد و شکل مشخص تبدیل کرد. از مهم‌ترین صنایعی که برشکاری فلز در آن‌ها کاربرد دارد، عبارتند از:

• خودروسازی
• کشتی‌سازی
• هواپیماسازی
• ساختمان‌سازی
• تجهیزات پزشکی

جمع‌بندی 

کاربرد گسترده قطعات فلزی در صنایع مختلف باعث شده است که از روش‌های مناسبی برای برش و تبدیل آن‌ها به قطعات کوچک‌تر استفاده شود. برشکاری به ما کمک می‌کند تا قطعات فلزی را به اندازه‌های دلخواه و مورد نیاز خود درآوریم. روش‌های متنوعی برای برش فلزات وجود دارد که هر کدام بسته به اهداف مورد نظر مورد استفاده قرار می‌گیرند.