برشکاری گرم چیست و چگونه انجام می‌گردد؟

در برشکاری گرم از تجهیزاتی استفاده می‌گردد که باعث بالا رفتن دمای فلز می‌شود و به این ترتیب می‌توان فلزات را برش داد. نکته اساسی در مورد روش برش فلزات در روش برشکاری گرم این است که به هیچ وجه نباید فلز مورد نظر تغییر حالت دهد (چه فیزیکی و چه شیمیایی). بنابراین دقت در انتخاب روش برش می‌تواند بر کیفیت محصول نهایی، تاثیر چشم‌گیری داشته باشد.

مزایای برش کاری گرم

استفاده از برشکاری گرم مزایایی به همراه دارد، که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1.کاهش میزان ضایعات

برخلاف روش سرد، ضایعاتی که در این روش تولید می شود، بیشتر به صورت غیر فلزی می باشند. البته مقدار تراشه های تولید شده در برشکاری سرد نسبت به ضایعات تولید شده در روش گرم بیشتر است. در صورتی که ضخامت مقاطع فولادی زیاد باشد، در هر صورت ضایعات وجود خواهد داشت.

مزیت برشکاری گرم این است که ابزار برش گرم دقیقا در محل برش قرار دارد، که این موضوع سبب می گردد محصول در حال برش به صورت افراد پرتاب نشود. همچنین از ضایعات تولید شده در طی عملیات برشکاری گرم، می توان قطعات جدیدی تولید کرد و در موارد دیگری استفاده نمود.

2.سرعت برشکاری در حجم زیاد

افزای سرعت انجام عملیات برشکاری، یکی از مهم ترین مزایای استفاده از روش برشکاری گرم می باشد. از این رو توصیه می گردد از برشکاری گرم روش در کارگاه هایی که نیاز به تعداد انبوه میلگرد برش خورده دارند، استفاده شود.

3.مکانیزه کردن عملیات برش

به منظور مکانیزه کردن عملیات برش، باید از رایانه ها به صورت برنامه ریزی استفاده نمود. البته در برخی از دستگاه های تمام اتوماتیک سرد، امکان مکانیزه کردن برش وجود دارد ولی برشکاری گرم به علت سهولتی که در برش دارد، بیشتر در بین صنایع مرسوم است.

معایب برش کاری گرم

استفاده از روش برشکاری گرم علاوه بر مزایای ذکر شده، دارای معایبی نیز می‌باشد که شامل موارد زیر است:

1.ایمنی پایین

استفاده از برشکاری گرم حتی با وجود دستگاه‌های مکانیزه، ایمنی پایینی دارد. حوادث بسیاری هنگام استفاده از دستگاه برش گرم گزارش شده است که این حوادث شامل پاشیده شدن مواد مذاب، سوختگی، انفجار و غیره است.

به همین جهت برشکاری گرم، روشی بسیار خطرناک محسوب می‌شود. البته وجود این خطرها نیز قادر به حذف کامل این روش از صنعت نشده است. رعایت استانداردهای ایمنی هنگام انجام عملیات برشکاری گرم، می‌تواند بروز خطرات ناشی از این روش را به حداقل برساند

زمانی که دمای فلز در اثر حرارت بالا می رود به مرور خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی آن تغییر می‌کند. همچنین در صورت مذاب شدن قسمتی از مقطع فولادی و قرار گرفتن مجدد آن در مذاب، شاهد تغییراتی در مقطع فولاد خواهیم بود. از معایب برشکاری گرم می توان به ایجاد تنش، تردی، کاهش استحکام تسلیم و غیره در فلز اشاره کرد.

3.تولید گاز و مواد سمی

هنگام استفاده از برخی دستگاه‌های برشکاری گرم، بر اثر واکنش و سوختن گاز مورد استفاده، گازهای سمی تولید می‌شود. به عنوان مثال با اکسید کردن قسمتی از فلز و از بین بردن آن از طریق فشار هوا، برشکاری استیلن رخ می‌دهد. در این عملیات، قسمت زیادی از گاز تولید شده به گازهای آلاینده تبدیل می‌شود و باعث ایجاد آلودگی می‌ شود.

مقالات بیشتر: برش هواگاز

برشکاری سرد چیست و چگونه انجام می‌گردد؟

در صورتی که برشکاری فلزات در شرایطی که دمای فلز در حالت تعادل با دمای محیط باشد، اصطلاحا می گویند برشکاری سرد انجام گرفته است. تجهیزاتی مانند قیچی، گیوتین، اره در برشکاری سرد کاربرد دارند. البته این تجهیزات باعث افزایش دمای فلز نمی‌شوند.

مزایای برشکاری سرد

استفاده از برشکاری سرد، مزایای زیادی دارد که شامل موارد زیر است:

۱.پرتی کم

مقدار کمی پرتی در برشکاری سرد ایجاد می‌شود. پرتی (ضایعات) به بخشی از ورق آهن گفته می‌شود که هنگام برش تولید می شود و غیر قابل استفاده است. در صورت استفاده از روش برشکاری سرد می‌توان ضایعات تولید شده را به حداقل رساند.

۲.عدم تولید گازهای سمی و آلاینده

در روش برشکاری سرد نیازی به استفاده از شعله و مشعل نیست، به همین دلیل میزان تولید گازهای آلاینده و سمی صفر می‌باشد.

۳.انعطاف برشکاری به لحاظ شکل و طول

در روش برش کاری سرد استفاده از تجهیزاتی چون اره، گوتین و قیچی رایج است که امکان برش ورق آهن به اشکال مختلف را میسر می سازد. لازم به ذکر است در برشکاری سرد، ایجاد اشکال مهندسی ساده تا پیچیده به راحتی امکان پذیر است.

۴.حفظ خواص فلز

در اثر استفاده از روش برشکاری سرد دمای فلز افزایش محسوسی ندارد، این موضوع سبب می‌ گردد که تغییری در خواص فلز ایجاد نشود. به عنوان مثال، هنگام برش ورق فولادی در صورتی که دمای آن بالا رود و سرد شدن ورق قابل کنترل نباشد، منجر به تردی و شکنندگی ورق می‌شود. به همین جهت استفاده از روش برشکاری سرد برای ورق باعث می شود بتوان شکل مورد نظر را بدون تغییر در خواص فیزیکی آن ایجاد کرد.

۵.سرعت برشکاری

سرعت برش قطعات فلزی در هنگام استفاده از برشکاری سرد به اندازه‌ ای زیاد است که می توان به صورت انبوه اشکال یک شکل و هم اندازه تولید کرد.

مقالات بیشتر: پلکسی گلس و انواع آن

معایب برشکاری سرد

استفاده از برشکاری سرد علاوه بر مزایای ذکر شد، دارای معایب زیر نیز می باشد:

۱.محدودیت مکانی ابزار برشکاری

دستگاه‌ هایی که برای برش کاری سرد استفاده می شوند معمولا با تکیه بر زمین و در محلی ثابت قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها به علت وجود جک‌های هیدرولیکی قوی و تجهیزات پنوماتیک، وزن بالایی دارند و به قابلیت جابجایی هنگام انجام عملیات برشکاری وجود ندارد. در نتیجه عیب این روش وجود محدودیت مکانی برای ابزار برشکاری سرد می‌باشد.

۲.هزینه متریال مصرفی بالا

در برش‌های انبوه با استفاده از برشکاری سرد، احتمال افزایش مصرف متریال و مواد گوناگون وجود دارد که در نتیجه باعث افزایش هزینه‌ های جانبی نهایی می‌شود.

در برش سرد فلزات، دستگاه‌ها و تجهیزات زیادی استفاده می‌گردد که ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

انواع برش گرم

برش گرم خود به سه دسته برش با دستگاه پلاسما (هوا برش)، تیغ اره‌های دیسکی آتشی (اصطکاکی) و برش لیزر تقسیم می‌شود.

برش پلاسما (هوا برش)

در این نوع برش یک مشعل به کمک یک گاز نجیب و به خصوص هوای فشرده با سرعت زیاد از نازل دمیده می‌شود.
در برش پلاسما با ایجاد یک قوس الکترونیکی (Electrical ARC) بین نازل و قطعه کار، گاز به حالت پلاسما جریان پیدا می‌کند.
در این زمان حرارت بسیار زیادی تا ۲۵۰۰۰ درجه سانتی گراد ایجاد شده که باعث ذوب فلز می‌گردد.
در ضمن به کمک هوا و یا گاز پر فشار فلز ذوب شده از مسیر برش کنار زده می‌شود.

نحوه کارکرد این دستگاه به دو صورت ایجاد قوس از طریق قرارگیری مشعل بر روی قطعه و استفاده از ولتاژ (فرکانس) بالا برای ایجاد قوس می‌باشد.
روش دوم به دلیل معایبی همچون تشعشعات شدید رادیویی، حفظ فاصله اسپارک و برق گرفتگی در حال حاضر کاربرد زیادی ندارد.

علاوه بر دستگاه‌های هوا پلاسما دستی نوع دیگری از آن با بهره گیری از سیستم‌های کامپیوتری (CNC) نیز موجود می‌باشند.
دستگاه‌های پلاسما CNC با قابلیت برنامه ریزی برای برش گرم و همچنین دقت بیشتر در حال حاضر کاربرد بیشتری دارند.

تیغ اره‌های دیسکی آتشی

این نوع برش همیشه به دلیل سرعت بالا و تغییرات کمتر موکولی نسبت به دستگاه‌های پلاسما مورد توجه بوده‌اند.
نحوه کارکرد این دستگاه به این صورت می‌باشد که تیغ اره دیسکی بر روی دستگاه نصب می‌گردد و دستگاه نیز به کمک موتورهای قدرتمند الکترونیکی ولتاژ بالا شروع به چرخش سریع تیغ اره‌های دیسکی می‌کنند که ممکن است ۴۵۰۰۰ دور در دقیقه هم باشند.
در این حالت تیغ اره را با یک سرعت یکنواخت به کمک اپراتور بر روی قطعه کار قرار می‌دهند و شروع به برش قطعه می‌کنند.
در حال حاضر استفاده از این نوع دستگاه منسوخ شده است.

برش لیزری

در برش لیزر از اشعه  لیزر برای سوزاندن، ذوب کردن و تصعید استفاده می‌شود و به دو نوع دستگاه برش لیزر فلزات و غیر فلزات تقسیم می‌شوند.
لیزرها انواع مختلفی مانند گازی، شیمیایی، جامد، فیبری و … دارند.

البته برش لیزری برای برخی از مواد ممنوع است و در صورت انجام برش لیزری روی این مواد خطرات بسیاری را برای متخصصان به همراه دارد.
در ادامه و در مقاله ای دیگر با این نوع از مواد ممنوع در برش لیزری از نوع برش گرم آشنا می‌شویم.

مقالات بیشتر: طرح های خلاقانه با دستگاه برش لیزری

انواع برش سرد

اره دستی

اره‌های دستی ساده‌ترین نوع برش سرد و قدیمی‌ترین نوع برش فلزات و چوب هستند که عمدتاً برای کارگاه‌های شخصی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به دسته‌های اره دستی چاقویی، مویی، کمان اره و … تقسیم می‌شوند.
این اره‌ها در سایزها و جنس‌های یکسان اما با دندانه‌های متفاوت تولید می‌شوند.

دستگاه واترجت

دستگاه‌های برش واتر جت با استفاده از موتورهای پر فشار با استفاده از جریان آب انواع مواد سخت نظیر فلزات، سنگ، پلاستیک، چرم، اسفنج و .. را برش می‌دهند.

عملکرد این دستگاه به این صورت است که آب را با فشار بسیار زیاد تا ۶۰۰۰۰ PSI (پوند بر اینچ) از یک روزنه بسیار کوچک و قابل تنظیم به سمت متریال هدایت می‌کند.

دستگاه اره نواری

دستگاه‌های اره نواری امکان برش قطعات ضخیم را با دقت بالا فراهم نموده است.
دستگاه‌های اره نواری به کمک الکترو موتور، محورهای خود را به چرخش در می‌آورند و از طریق جک‌های هیدرولیک آن را به سمت قطعه حرکت می‌دهند تا با کمک فشار وزن دستگاه و کنترل دبی خروجی روغن از جک‌های هیدرولیک، قطعه را با بهترین کیفیت برش دهند.
دستگاه‌های اره نواری با مزیت‌های متفاوت خود کاربردهای فراوانی در برش فلزات، چوب، شیشه، کامپوزیت، گوشت و … دارند.
از مزیت‌های دستگاه اره نواری می‌توان به

• قابلیت برنامه ریزی برش‌های یکسان بصورت تمام اتوماتیک
• برش زاویه دار قطعات
• حداقل ضخامت برای برش
• کمترین میزان ضایعات

اشاره کرد.

دستگاه اره دیسکی

دستگاه‌های اره دیسکی به دلیل امنیت بالاتر و کیفیت مناسب جایگزین دستگاه‌های پر خطر اره آتشی می‌باشند.
تیغ اره‌های دیسکی از تنوع زیادی برخوردارند و با توجه به سایز، جنس و تعداد دندانه برای برش انواع قطعات با سایزهای متفاوت و اشکال مختلف مانند فلزات آلیاژی، فلزات سبک، چوب،MDF ، آلومینیوم، آسفالت و … مناسب می‌باشند.

دستگاه اره لنگ

دستگاه اره لنگ مانند دستگاه‌های اره نواری و دیسکی با حرکت مستمر بر روی قطعات فلزی آنها را برش می‌دهند.
اما به جای حرکت دورانی، به صورت بازویی (حرکت به سمت عقب و بالا) عمل می‌کند.
البته از دقت پائین‌تر و همچنین تولید صدا و ضایعات بیشتری برخوردار است.