برش فلزات از فناوری‌های بسیار کاربردی در دنیای امروز است. به طور کلی فلزات از عناصر بسیار مهم در زندگی امروزی بشر محسوب می‌شوند که با کاربردهای بسیار، نقش مهمی را در برطرف کردن نیازها و بهبود زندگی بر عهده دارند.
برش، شکل‌دهی و فرم‌دهی به این عناصر کاربردی در صنایع مختلف انقلابی مثبت ایجاد کرده است. برخی از صنایعی که نیاز مبرم به فلزات در شکل‌های مختلف دارند شامل صنعت خودروسازی، کشتی سازی، هواپیماسازی، هوافضا، ساخت و ساز، صنایع دکوراتیو، نظامی، جواهرسازی و… می‌شوند.
توجه داشته باشید که برش فلزات در ضخامت‌ها و اندازه‌های متفاوت بسیار اهمیت دارد از این رو روش‌هایی که برای این این عمل به کار گرفته می‌شوند هر چقدر از سرعت و دقت بالاتری برخوردار باشند، استفاده از آن‌ها رایج‌تر می‌شود.
در ادامه این مقاله به بررسی انواع روش‌های برش فلزات، مزیت‌ها و معایب آن‌ها می‌پردازیم.
برش فلزات چیست؟
به طور کلی منظور از برش فلزات هر عملی است که منجر به بریدن و قطع کردن انواع فلزات می‌شود.
برای این عمل از روش‌های مختلفی مانند برش لیزری، برش پلاسما، برش واترجت، هوا گاز (هوا برش)، وایرکات، قیچی کردن، برش اره‌ای، سنگزنی و… استفاده می‌شود.
برای انتخاب هر کدام از این روش‌ها فاکتورهایی مانند جنس فلز، ضخامت نقاط برش، دقت، سرعت، به صرفه بودن و … مورد بررسی قرار می‌گیرند.
انواع روش‌های برش فلزات
به طور کلی برش فلزات به دو دسته کلی تقسم می‌شود که شامل برش گرم و برش سرد می‌شوند.
برش گرم: منظور از برش گرم برش و جداسازی فلزات با استفاده از بالا بردن دما است که در نهایت باعث جداسازی ملکول‌های فلز مورد نظر از یکدیگر می‌شود. از انواع روش‌های برش گرم می‌توان به برش لیزری، برش پلاسما، برش وایرکات، برش هوا گاز یا هوا برش و… اشاره کرد.
برش سرد: فرآیند برش و جداسازی فلزات بدون ایجاد حرارت است. از انواع روش‌های برش سرد می‌توان به برش با واترجت، برش با قیچی، برش با گیوتین، برش اره نواری، برش اره لنگ و… اشاره کرد.
برش لیزری
برش لیزر فلزات Laser cutting of metals) ) نوعی فناوری است که در آن با استفاده از اشعه لیزر، فلزات مختلف مانند آهن، طلا، نقره، برنج، مس و… را برش می‌دهند.
این روش با متد استفاده از اشعه‌های لیزر به صورت متمرکز و با چگالی بالا در یک نقطه پیش می‌رود.
به دنبال این عمل فلز به نقطه ذوب رسیده و سپس بخار شده و برش داده می‌شود.
برش لیزری فلزات معمولا با استفاده از لیزر‌های جامد انجام می‌شود. این لیزرها شامل لیزر YAG، لیزر جامد یون فلزی، لیزر Nd : YAG : ، لیزرEr و لیزر نئودیمیم می‌شوند.
توجه داشته باشید که برش لیزری فلزات نسبت به سایر روش‌ها از دقت بالاتر، سرعت بالاتر، هزینه کمترو خطر کمتر برخوردار می‌باشد از این رو بسیار پرطرفردار است.
بعضی از مزیت‌های مهم برش لیزری فلزات:
- دقت بسیار بالا در برش
- انعطاف‌پذیری در برش
- سطح برش با بالاترین کیفیت
- عدم آسیب به سطح فلز
- امکان برش در تیراژ بالا
- کاهش ضایعات برش
- هزینه مناسب و مقرون‌به‌صرفه
- سرعت بالا در برش فلزات
- امکان برش ظریف‌ترین طرح‌ها و…
برش پلاسما
قبل از تعریف برش پلاسما نیاز است بدانیم که پلاسما چیست؟ پلاسما را حالت چهارم ماده می‌گویند که بسیار شگفت انگیز می‌باشد. جالب است بدانید که خورشید، ستاره‌ها و شفق‌های قطبی از پلاسما تشکیل شده‌اند.
پلاسما در واقع گاز یونیزه شده‌ای می‌باشد که همه یا بخش قابل توجهی از اتم‌های آن یک یا چند الکترون از دست داده‌اند و به کاتیون تبدل شده‌اند.
برش پلاسما نوعی از برش فلزات است که با استفاده از یک جریان متمرکز گاز یونیزه یا پلاسما فلز را که ماده‌ای رسانا است برش می‌دهند.
به طور دقیق‌تر برش پلاسما از یک گاز بی اثر که با سرعت زیادی از نازل به بیرون دمیده می شود، استفاده می‌کند. به دنبال این عملکرد بین گاز و بخشی که می‌خواهد برش داده شود، یک قوس الکتریکی ایجاد می‌شود و گاز به حالت پلاسما تبدیل خواهد شد.
توجه داشته باشید که با تبدیل گاز به پلاسمای داغ فلز ذوب شده و برش می خورد.
مزایای برش پلاسما
- امکان برش مواد رسانا ( در واقع با طیف وسیعی از مواد سازگاری دارد)
- دقت بالا در برش فلزات با ضخامت کم
- توانایی برش فلزات از ضخات 5 تا 15 سانتی متر (توجه داشته باشید که هرچقدر ضخامت کمتر باشد کیفیت برش بهتر است)
- سرعت برش بسیار بالا
- نحوه انجام کار راحت
- ایمن بودن به علت برش با گازهای خنثی و بی اثر
معایب برش پلاسما
- کمتر بودن دقت برش نسبت به برش لیزر و واترجت
- نیاز به تغییر تنظیمات دستگاه برای انجام کارهای مختلف
- احتمال اکسیدگی در نازل دستگاه
- نیاز به انجام برش در فضای باز و دارای تهویه مناسب ( به علت ایجاد دود و سر و صدا)
- ایجاد نور شدید در هنگام برش زنی ( باید تمامی کسانی که در محدوده نزدیک برش هستند از محافظ چشم استفاده کنند.)
- هزینه بالا تعمیر و تعویض قطعات و…
برش واترجت
نوع دیگری از برش که از آن برای برش فلزات نیز استفاده می‌شود برش با دستگاه برش واترجت می‌باشد که در آن با استفاده از آب متمرکز شده با سرعت و فشار بالا یا مخلوطی از آب و مواد ساینده، فلزات برش داده می‌شوند.
نحوه عملکرد برش فلزات با واترجت به این شکل است که آب با فشار بسیار زیاد به وسیله‌ی یک پمپ قوی به درون یک نازل که قطر کمی دارد هدایت می‌شود.
جالب است بدانید که سرعت آب در این فرآیند 900 متر بر ثانیه اندازه گیری شده است.
در نهایت آب با فشار ۴۰۰۰ تا ۶۲۰۰ از نازل خارج می‌شود و فلز مورد نظر را برش می‌دهد.
توجه داشته باشید که برای برش مواد سخت‌تر می‌توان مواد ساینده را به آب اضافه کرد تا برش سریع‌تر و ساده‌تر انجام گیرد.
دستگاه برش واتر جت از قسمت‌های مختلفی مانند سربرش چند قسمتی، پمپ فشار قوی، محافظ مخزن، مخزن محافظ ساینده، سیستم حرکت دقیق X-Y، سیستم کنترل کننده کامپیوتری ، نازل ساینده واترجت و… تشکیل شده است.
مزایای برش واترجت
- برش تمامی مواد بدون محدودیت
- توانایی برش سوپر آلیاژها و تیتانیوم
- نداشتن تنش حرارتی و در نتیجه تاثیر نداشتن بر ماهیت ماده مورد برش
- عدم نیاز به مرحله پرداخت و ماشین‌کاری ( در واقع لبه‌ها دارای کیفیت برش بالایی هستند.)
- توان اجرای طرح‌های پیچیده
- سرعت وقدرت بالا در انجام برش و…
معایب برش واترجت
- عدم توانایی ایجاد سوراخ‌های با کیفیت بر روی فلزات و سایر مواد
- کاهش کیفیت برش بر روی فلزاتی که دارای ضخامت بالا هستند
- طولانی بودن زمان برش و…
برش وایرکات
برش وایرکات lectrical discharge machining)E) نوعی از برش است که از دقت بالایی برخوردار است. این نوع از برش با استفاده از یک سیم نازک که داخل آب مقطر یا مایع دی الکتریک قرار دارد، عمل برش را انجام می‌دهد.
نحوه عملکرد برش وایرکات به این شکل است که با ایجاد یک جرقه بین قطعه فلز مورد نظر و سیم عمل ذوب لحظه‌ای در آن نقطه انجام می‌گیرد. در واقع در این روش فرایند ذوب داخل همان مایع دی‌الکتریک انجام می پذیرد. وجود مایع دی الکتریک یاعث شستشوی سیم، عمود نگه داشتهن آن و خنک کردن می‌شود.
دقت برش با سرعت برش در این دستگاه رابطه غیرمستقیم دارد به این شکل که اگر برش با کیفیت باشد، باید سرعت آن کم باشد.
مزایای برش وایرکات
- جلوگیری از ایجاد براده‌‌های زیاد
- دقت برش بالا
- امکان انجام انواع برش پیچیده و سه بعدی
- ایجاد خط برش منظم
- امکان برش قطعات کوچک
- عمل برش بدون حضور اپراتور
- برش قطعات فلزی به ضخامت 150 تا 420 میلیمتر و…
معایب برش وایرکات
- بالا بودن هزینه
- معمولا برای برش متریال رسانا کاربرد دارد.
- وابسته بودن شروع کار برش به عبور سیم از داخل قطعه مخصوص
- وابسته بودن به ابزار Super drill جهت ایجاد سوراخ در قطعه مورد نظر جهت عبور سیم و…
قیچی کردن
قیچی کردن یکی دیگر از روش‌های برش فلزات است که به سه صورت دستی، اهرمی و ماشینی انجام می‌شود.
قیچی دستی
در این روش با استفاده از قیچی‌های دستی مستقیم بر، راست بر و چپ بر فلزاتی که ضخامت کم ( حدود 1.5 میلیمتر) دارند، برش داده می‌شوند. این قیچی‌ها معمولا برای برش ورق‌های گالوانیزه رنگی و روغنی مناسب هستند.
قیچی اهرمی
از این قیچی‌ها معمولا برای برش ورق‌های فولادی دارای ضخمات 5 میلیمتر استفاده می‌شود.
قیچی‌های اهرمی دارای سه نوع ساده، مرکب و ورق‌بر (وزنه‌ای) هستند.
قیچی ماشینی
قیچی ماشینی ابزاری برای برش فلزات با ضخامت زیاد است که به کمک نیروی مکانیکی قوی کار می‌کند. این قیچی‌ها انواع مختلفی دارند که شامل قیچی برقی انیورسال، قیچی‌های گیوتین، قیچی‌های گردبر مکانیزه می‌شوند.
هوا گاز (هوا برش)
برش هوا گاز یا هوا برش نوعی از قدیمی ترین روش‌های برش فلزات است که به دو صورت دستی و برقی انجام می‌شود.
جالب است بدانید که برش هوا گاز اولین بار در سال 1903 توسط دو مهندس فرانسوی به نام‌‌های Edmond Fouche و Charles Picard مورد استفاده قرار گرفت.
نحوه عملکرد این برش به این صورت است که با استفاده از یک مشعل برش یک گاز ( معمولا استیلن) به محل برش پاشیده می‌شود و با ایجاد حرارت فلز مورد نظر را ذوب می‌کند. در مرحله بعد با دمیدن جریان اکسیژن به روی فلز
برای برش هوا گاز از یک مشعل برش جهت پاشش یک گاز ( استیلن) به محل برش و ایجاد حرارت در فلز تا دمای برافروختگی استفاده می‌شود. سپس یک جریان اکسیژن به روی فلز دمیده می‌شود و فلز در این اکسیژن سوخته و اکسید می‌شود. در نهایت فلز به شکل گل اکسید شده به بیرون از محل برش انتقال می‌یابد.
مزیت‌های برش هوا گاز
- کم هزینه بودن
- قدرت برش فلزات با ضخامت‌های زیاد
- کیفیت بالای برش
- امکان برش همزمان چندین قطعه مشابه
- تولید ضایعات کمتر و…
معایب برش هوا گاز
- تولید گرمای شدید
- امکان تغییر خواص فولاد و…
بعضی از ویژگی‌های دستگاه برش هواگاز
- دارای سیستم چیدمان اتوماتیک
- توانایی برش فلزات تا ضخامت ۳۰۰ میلیمتر
- امکان برش انواع فولادهای کربنی
- دارای میز برش ساده در سایز مناسب
برش اره نواری
ساخت و اختراع دستگاه‌های اره نواری را یک انقلاب بزرگ در برش فلزات می‌دانند. زیرا این تجهیزات امکان برش قطعات ضخیم فلزات با دقت بالا را فراهم کرده‌اند.
نیروی مورد نیاز این دستگاه‌ها با کمک الکترو موتور تأمین می‌کنند که به دنیال اهمال آن محوهای مشخصی به چرخش درمی‌آید.
مزایای برش اره نواری
- دارای سرعت بالا
- دقت بالا و چلوگیری از ماشین‌کاری و پردازش در مرحله بعد
- کاهش مصرف انرژی
- استفاده آسان و…
معایب برش اره نواری
- امکان ایجاد لرزش هنگام برش
- کند شدن و شکسته شدن دندانه‌ها
- ایجاد سر و صدای نسبتا ناهنجار و…
برش فرزکاری فلزات
برش و حکاکی فلزات با استفاده از دستگاه فرز نوعی برش بسیار پرکاربرد است که در سه راستای x , y ,z به صورت سه بعدی انجام می شود.
فلزاتی که توسط دستگاه فرز برش داده می‌شوند نیاز است حتما در یک جا ثابت شوند و تکان نخورند تا تیغه‌ی فرز که چند لبه می‌باشد به وسیله اسپیندل ماشین فرز دوران کرده و از روی آن باربرداری کند.
تیغه دستگاه فرز انواع مختلفی دارد که شامل تیغه فرزهای غلطکی، تیغه فرزهای غلطکی پیشانی تراش، تیغه فرز انگشتی، تیغه فرز پولکی یا دیسکی، تیغه فرزهای فرم تراشی، هدبورینگ یا مته لنگ، تیغه فرزهای زاویه تراش و… می‌شوند.
از دیگر روش‌های برش فلزات می‌توان به:
سنگزنی، تراشکاری، برش اره‌ای ، رزوه زنی، سمباده زنی و… اشاره کرد.
با ما در ارتباط باشید:
باتوجه به توضیحات و نکاتی که در این مقاله گفته شد یکی از بهترین روش‌ها برای برش فلزات، برش لیزری است که از دقت و سرعت بالایی برخوردار است. همچنین با توجه به سرعت و دقتی که دارد در کاهش هزینه‌ها و استفاده بهینه از زمان نیز تاثیر قابل توجهی دارد.
برای سفارش انواع صنایع و تجهیزاتی که توسط دستگاه‌های برش لیزری طراحی و اجرا می‌شوند، با ما در گروه صنعتی هنری قائم در تماس باشید.
ما تمامی سفارشات شما را در منطقه پامنار و سایر مناطق تهران و شهرستان‌های مختلف ایران با قیمت مناسب و کیفیت بالا طراحی و اجرا می‌کنیم.
