علت استفاده هوابرش در برشکاری نبشی و ناودانی

فرآیندهای برشکاری فلزات را می‏‌توان به دو دسته‏ کلی مکانیکی و حرارتی-ذوبی تقسیم‌‏بندی نمود. که در ادامه به بررسی برشکاری با هوابرش  خواهیم پرداخت.

برشکاری مکانیکی از طریق براده برداری، شکستن و یا له کردن فلزات انجام می‌‏شود. روش‌هایی که در این دسته جای دارند شامل: اره لنگ، سنگ‏زدن، ماشین‏کاری، گیوتین و  قیچی است.

دسته‏ حرارتی – ذوبی با توجه به منبع مورد استفاده به ۳ گروه فرعی برشکاری با شعله، برشکاری با قوس و برشکاری با لیزر قابل تقسیم‏ است.

فرآیند برشکاری با شعله یا هوابرش چیست؟

فرآیند برشکاری با شعله یا هوا برش، شامل حرارت دادن فلز تا درجه حرارت ذوب، تسهیل شدت اکسیداسیون با استفاده از جریان اکسیژن خالص، اضافی و در نهایت پاشیده شدن اکسید آهن مذاب ایجاد شده به اطراف در زیر فشار جت اکسیژن است. در اکثر موارد اکسیدی که ایجاد می‏‌شود دارای نقطه ذوب پایین‎‏تر و سیالیت بیشتری است و در نتیجه به راحتی مذاب از درز برش به بیرون پرتاب می‏‌شود.

حرارت ناشی از واکنش اکسیداسیون همراه با حرارت اولیه، ادامه‏ برشکاری در مسیر معین را ممکن می‏‌سازد و معمولاً پس از شروع برشکاری، نیاز به حرارت اضافی یا خارجی کمتری است.

تجهیزات برشکاری با شعله شامل: منبع گاز سوختنی، منبع گاز اکسیژن، مشعل و نازل مخصوص برشکاری و موارد دیگری است. گاز سوختنی که برای شعله‏ مورد نیاز است می‏‌تواند گازهای استیلن، هیدروژن، پروپان و گاز طبیعی باشد که بر حسب میزان ارزش حرارتی، سرعت برشکاری، قیمت و هزینه‏ تمام شده نوع آن انتخاب می‏‌شود. امروزه استیلن متداول‏ترین سوخت گازی برای برشکاری فولادهای معمولی است.

هوا برش یا برشکاری شعله

پارامترهای موثر بر کیفیت برش

به طور کلی هنگام انتخاب فرآیند برشکاری باید به نکاتی زیر توجه نمود.

۱- کیفیت

۲- هزینه

۳- زمان برشکاری

۴- جنس قطعه

۵- تعداد و ابعاد قطعه

۶- امکان سخت افزاری و نرم افزاری

منظور از کیفیت برشکاری، کیفیت منطقی و معقول است که می‏‌تواند بر اساس استاندارد تعریف شده و یا به صورت تجربی و کیفی قابل سنجش باشد.

عوامل موثر بر کیفیت برشکاری عبارتند از میزان درز برش، یکنواخت بودن سطح برش، اعوجاج و پیچیدگی در اثر برشکاری، میزان تغییراتی که در ریزساختار و خواص مکانیکی لبه‏‌های برش رخ می‏‌دهد.

حال به بررسی برتری‏‌های این فرآیند در مقایسه با برشکاری مکانیکی دارای پرداخته می‌‏شود:

۱- سرعت برشکاری سریع‏ و مقرون به صرفه‌‏تر است (به ویژه در مورد قطعات ضخیم، اشکال و طرح‏‌های پیچیده).

۲- ارزش تجهیزات در مقایسه با وسایل ماشین‏کاری ارزان‏‌تر است.

۳- وسایل برشکاری قابل حمل و نقل است.

۴- بریدن قسمتی از قطعات و ورق‏‌های بزرگ سهل‏‌تر است.

۵- چندین قطعه‏ مشابه را می‏‌توان همزمان برید.

بررسی محدودیت‌های رایج در روش هوا برش

از محدودیت‌‏های این روش می‏‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

۱- دقت در ابعاد قطعه بریده شده با شعله کمتر از ابزار مکانیکی است.

۲- در مورد بعضی از فولادها، تاثیرات متالورژیکی در منطقه مجاور برشکاری باعث تغییر خواص مهندسی در لبه‏ جوش می‏‌شود.

۳- پیچیدگی ناشی از حرارت ورودی در مسیر برشکاری یکی از مشکلات حین کار است.

۴- برای برشکاری بعضی از فلزات باید تغییراتی در تکنیک و یا فرآیند انجام داد.

بررسی علت استفاده از هوا برش در برشکاری نبشی و ناودانی

با توجه به اینکه عموم نبشی و نادوانی های مورد استفاده در صنعت از جنس فولاد ساده‏ کربنی است، برشکاری آن‏‌ها با این روش به راحتی امکان پذیر است.

همچنین هزینه‏ تجهیزات پایین، سرعت برشکاری بالا و عدم نیاز این فرآیند به برق باعث شده این روش کاربرد گسترده‏ای در برشکاری این مقاطع داشته باشد.

لازم به ذکر است به دلیل وزن بالای نبشی و ناودانی‏‌ها، امکان جا به جایی آن‏ها به سادگی امکان‏‌پذیر نیست. از این‏ رو قابل حمل بودن تجهیزات این روش یک مزیت به شمار می‏‌رود، این در حالی است که امکان جا به جایی دستگاه اره‏ لنگ به آسانی وجود ندارد.

در هنگام برشکاری دستی تمیزی سطح برش به انتخاب درست پارامترهای فرآیند، مهارت برشکار در تثبیت فاصله‏ مشعل تا سطح کار، حرکت یکنواخت و بدون لرزش مشعل بستگی دارد.

هنگامی که مقطعی توسط روش‏‌های ذوبی برشکاری می‏‌شوند، در محل برش و منطق‌ه‏ای از فلز پایه، تحت تاثیر حرارت ورودی تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی رخ می‌‏دهد.

جدول زیر عمق لایه‏ متاثر از حرارت (Heat affected zone) برشکاری در ضخامت‏‌های مختلف در دو نوع فولاد را نشان می‌‏دهد.

عمق لایه‏ متاثر از حرارت برشکاری در ضخامت‌‏های مختلف در دو نوع فولاد

بعد از برشکاری در سطح برش ناهمواری‏هایی موجی شکل مشاهده می‌‏شود که در لابه‌‏لای آن‏ها ناخالصی‏‌های بسیاری محبوس است و برای حذف کامل آن‏ها باید حتما سطح برش سنگ‏کاری شود.

لازم به ذکر است برای حذف آخال‏‌ها و لایه‏‌های اکسیدی، برس زدن و سند بلاست سطح برش نمی‌‏تواند به طور کامل موثر واقع شود. در صورتی که عملیات بعدی جوشکاری باشد باید حتما توجه شود تا ریز ترک‌‏های به وجود آمده، لایه‌‏های اکسیدی، آخال‌‏ها و بسته به نوع فلز پایه فازهای ترد شکننده‏ به وجود آمده، حذف شوند تا در حین جوشکاری مشکلی ایجاد نکنند. همچنین هنگام برشکاری ذوبی به دلیل گردایان دمایی که در طول مقطع ایجاد می‌‏شود، امکان رخ دادن پیچیدگی و اعوجاج وجود دارد.

برشکاری با هوابرش در نبشی و ناودانی در این مطلب مورد بررسی قرار گرفته است. اگر در این زمینه فعالیت می‌کنید یا اطلاعاتی دارید می‌توانید از طریق کامنت و دیگر کاربران به اشتراک بگذارید.