برش تیرآهن چیست؟ انواع برش تیرآهن و نکات مهم در برش آن

اکثر صنایعی که از تیرآهن استفاده می‌کنند، باید با روش‌های مختلف برش تیرآهن هم آشنایی داشته باشند تا بتوانند تیرآهن‌ها را به‌فرم و اندازه موردنیاز برای پروژه در آورند. برش تیرآهن به‌روش‌های مختلف سرد یا کوپال و گرم یا برنول انجام می‌شود؛ البته هرکدام از روش‌های سرد و گرم با متدهای گوناگونی قابل اجرا هستند. به‌کمک برش تیرآهن نه‌تنها کاربرد تیرآهن ساده‌تر می‌شود بلکه استفاده بهینه از تیرآهن‌ها، هزینه‌های تمام‌شده پروژه تاحدودی کاهش پیدا می‌کند. البته اساس هزینه‌های پروژه باتوجه‌به قیمت تیرآهن تعیین می‌شود و استفاده از روش‌هایی مثل برش و کاهش ضایعات یا خرید عمده برای صرفه‌جویی نسبی در هزینه‌ها کاربرد دارد. در این مقاله آنچه لازم است درباره برش‌تیرآهن و روش‌های مختلف آن بدانید را توضیح می‌دهیم.

برش تیرآهن چیست؟

برش تیرآهن به فرآیند قطع کردن شاخه تیرآهن در طول یا ابعاد موردنیاز گفته می‌شود. ازآنجاکه این مقطع فولادی معمولاً در طول‌های استاندارد تولید و عرضه می‌شود، در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی و صنعتی لازم است متناسب با ابعاد موردنظر برش داده شود. این کار معمولاً براساس نقشه سازه، اندازه موردنیاز برای اجرا یا محل اتصال قطعات انجام می‌شود تا تیرآهن آماده استفاده در بخش موردنظر پروژه باشد. در برش تیرآهن، دقت در اندازه‌گیری و محل برش اهمیت زیادی دارد؛ زیرا هرگونه خطا می‌تواند باعث ایجاد مشکل در نصب، اجرای اتصالات یا استفاده از مقطع در سازه شود. به همین دلیل، برش باید متناسب با مشخصات تیرآهن و نیاز پروژه انجام شود تا ابعاد نهایی قطعه دقیق و قابل استفاده باشد.

دلایل برش تیرآهن

صنایع مختلف معمولا بخاط اینکه انعطاف زیادی در روش‌ های تولید تیرآهن وجود ندارد، از برش تیرآهن استفاده می‌کنند. به‌عبارت‌دیگر، تیرآهن‌های همه کارخانه‌ها در اندازه‌ها و شکل‌های یکسان تولید می‌شوند؛ بنابراین اگر پروژه‌ای به تیرآهن در فرم‌های غیرمعمول نیاز داشته باشد، باید از روش‌های برش تیرآهن استفاده کند.

در ادامه به‌تعدادی از متداول‌ترین دلایل بریدن این پروفیل‌های فولادی اشاره می‌کنیم:

• در بسیاری از پروژه‌ها به‌تیرآهن‌هایی با طول کم‌تر یا بیشتر از ۶ و ۱۲ متر نیاز است؛ دراین‌صورت با برش و اتصال تیرآهن‌ها، طول موردنیاز را ایجاد می‌کنند.
• در بعضی از کاربردها مثل ساخت ستون و خرپا، با ایجاد برش در قسمت‌های خاص تیرآهن یا ایجاد زاویه‌های خاص به‌کمک دستگاه‌های برش، نصب و اتصال آن در سازه آسان‌تر می‌شود.
• در بعضی از پروژه‌ها برای کاهش وزن سازه بخشی از تیرآهن را برش می‌دهند.
• بعضی از پروژه‌ها با تقسیم تیرآهن‌ها به قطعات کوچک‌تر، مقدار ضایعات فولاد را کاهش می‌دهند و از تمام قسمت‌های تیرآهن در سازه استفاده می‌کنند.
• برای کاربردهای تزئینی و دکوراتیو معمولا پروفیل‌های فولادی را به‌شکل‌های دلخواه برش می‌دهند.

نکته مهمی که باید به‌آن توجه داشته باشید این است که تصمیم‌گیری برای بریدن تیرآهن باید با محاسبات دقیق و توسط افراد متخصص انجام شود. بریدن بدون حساب تیرآهن یا تصمیم‌گیری به استفاده کم‌تر از تیرآهن درسازه بدون دانش تخصصی فقط امنیت سازه را به‌خاطر می‌اندازد.

انواع روش‌های برش تیرآهن

فرآیند برش تیرآهن باتوجه‌به ضخامت مقطع، میزان دقت موردنیاز و شرایط پروژه به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. برش سرد بااستفادهاز تجهیزاتی مانند اره‌های صنعتی و دستگاه‌های مکانیکی انجام می‌شود و برای مواقعی که دقت ابعادی و کیفیت لبه برش اهمیت دارد، گزینه مناسبی است. در مقابل، برش گرم بااستفاده‌از حرارت و تجهیزاتی مانند دستگاه هواگاز انجام می‌شود و برای برش مقاطع فولادی ضخیم و عملیات کارگاهی کاربرد بیشتری دارد. در پروژه‌هایی که به دقت و تکرارپذیری بالا نیاز است نیز می‌توان از دستگاه‌های CNC استفاده کرد. انتخاب روش مناسب برش تیرآهن به عواملی مانند نوع و سایز تیرآهن، ضخامت بال و جان، تعداد برش‌ها و دقت موردنیاز پروژه بستگی دارد.

برش تیرآهن با هوابرش: 

در این روش، ترکیبی از اکسیژن و گاز استیلن برای ایجاد شعله‌ای با دمای حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود. این دما به‌راحتی فولاد را ذوب کرده و تیرآهن را برش می‌دهد. پس از برش، سطح مقطع ناهموار شده که با سنگ فرز صاف می‌شود.

ابزارهای موردنیاز:

• رگلاتور
• شیلنگ جوشکاری
• شیر مانع برگشت شعله
• مشعل
• کپسول‌های اکسیژن و استیلن

مزایا:

• بدون نیاز به برق و مصرف انرژی کمتر
• حمل آسان تجهیزات و امکان برشکاری در هر مکان
• مقرون‌به‌صرفه نسبت به برخی روش‌های دیگر

معایب:

• هزینه بالای کپسول استیلن
• نیاز به پیش‌گرم کردن قبل از برش
• حساسیت به تنظیم فشار اکسیژن و نوع نازل

برش تیرآهن با سنگ فرز 

برش تیرآهن با سنگ فرز یکی از روش‌های رایج برای کوتاه کردن و برش این محصول در کارگاه‌ها و پروژه‌های ساختمانی است. در این روش، با استفاده از صفحه برش مناسب می‌توان تیرآهن را در اندازه موردنظر برش داد؛ البته انتخاب صفحه مناسب و رعایت نکات ایمنی، نقش مهمی در کیفیت و دقت برش دارد.

ابزارهای مورد نیاز

• سنگ فرز یا فرز آهنگری
• صفحه برش آهن
• متر و خط‌کش
• ماژیک یا گچ
• گیره یا تجهیزات مهار تیرآه

مزایا:

• دقت و سرعت بالا
• قابلیت جابه‌جایی
• وزن کم

معایب:

• نیاز به رعایت نکات ایمنی بالا
• خطر آسیب به چشم به دلیل پخش شدن براده‌ها

برش تیرآهن با دستگاه جوش

برش تیرآهن با دستگاه جوش، روشی کارگاهی برای ایجاد برش در مقاطع فولادی با استفاده از حرارت و قوس الکتریکی است. در این روش، حرارت ایجادشده در محل موردنظر باعث ذوب و جدا شدن بخشی از فلز می‌شود. این شیوه بیشتر برای برش‌های محدود و کارگاهی کاربرد دارد و در پروژه‌هایی که دقت بالای برش اهمیت دارد، معمولاً روش‌های تخصصی‌تر انتخاب می‌شوند.

ابزارهای موردنیاز

• دستگاه جوشکاری مناسب
• الکترود متناسب با نوع و ضخامت فولاد
• کابل و انبر جوشکاری
• تجهیزات اندازه‌گیری و علامت‌گذاری محل برش
• تجهیزات حفاظت فردی مانند ماسک جوشکاری، دستکش و لباس کار

مزایا:

• دسترسی نسبتاً آسان به تجهیزات
• مناسب برای برش‌های محدود و کارهای کارگاهی
• امکان اجرای برش در محل پروژه
• هزینه اولیه تجهیزات نسبتاً پایین

معایب:

• دقت کمتر نسبت به روش‌های تخصصی برش
• ایجاد حرارت زیاد در محل برش
• احتمال ایجاد لبه ناصاف و نیاز به پرداختکاری
• احتمال ایجاد تغییرات موضعی در ناحیه تحت‌تأثیر حرارت در صورت اجرای غیراصولی
• مناسب نبودن برای برش‌های دقیق و تیراژ بالا

مزایا و معایب برش تیرآهن به روش سرد

متدهای مختلف برش‌کاری تیرآهن به روش سرد عبارتند از:

• اره: اره‌ها در دو نوع دیسکی و نواری موجود هستند. برش با اره دقت بالایی دارد، اما سرعت آن چندان زیاد نیست. البته اره دیسکی سرعت بالاتری نسب‌به اره نواری دارد.
• گیوتین: این ابزار برش تیرآهن تنها درموارد خاص مورداستفاده قرار می‌گیرد و برای قطعه‌قطعه‌ کردن تیرآهن در طول‌های کوچک‌تر کاربرد دارد.
• واترجت: در این روش آب باسنگ‌های ساینده مثل سیلیکون کاربید ترکیب می‌شود و با فشار بسیار زیاد از یک سوراخ کوچک به بیرون پمپ می‌شود و آهن را برش می‌دهد. دقت و هزینه بالا مهم‌ترین ویژگی‌های برش تیرآهن با واترجت است.
• سنگ فرز: این روش معمولا برای بریدن مقاطع فولادی کوچک‌تر مثل میلگرد به‌کار می‌رود، اما بعضی از افراد از آن برای برش تیرآهن هم استفاده می‌کنند. سنگ فرز صفحه‌های مختلفی برای ایجاد برش‌های گوناگون دارد.

دریک بررسی‌کلی می‌توان گفت برش تیرآهن به‌روش سرد (کوپال) دقت بیشتری دارد، اعوجاج ایجاد نمی‌کند و به‌لبه‌ها آسیب نمی‌رساند و امکان برش به‌شکل‌های مختلف را فراهم می‌کند. از معایب روش‌های برش سرد نیز می‌توان‌به هزینه بیشتر، سرعت کم‌تر و محدودیت در برش تیرآهن‌های سایز بزرگ اشاره کرد. باتوجه‌به این مزایا و معایب و براساس کاربرد تیرآهن و نوع آن باید مشخص کنید که متدهای سرد برای برشکاری موردنظر شما مناسب هستند یا خیر.

مزایا و معایب برش تیرآهن به روش گرم

متداول‌ترین روش‌های برش تیرآهن با حرارت (متدهای برنول) عبارتند از:

• دستگاه جوش: اکثر پروژه‌هایی که با تیرآهن سروکار دارند، به‌دستگاه جوش مجهز هستند. اگرچه این دستگاه برای کاربردهای دیگر طراحی شده است، اما برای برش تیرآهن نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای برش با دستگاه جوش، آن را از‌روی محل موردنظر برای برش عبور می‌دهند. حرارت دستگاه باعث ذوب‌شدن تیرآهن و جدا شدن دو قطعه آن از یکدیگر می‌شود.
• لیزر: این روش یکی‌از پیشرفته‌ترین متدهای برش آهن است که با فلز تماس مستقیم ندارد و برش‌هایی تمیز و بادقت بالا ایجاد می‌کند. دستگاه برش لیزر معمولا در صنایع بزرگ مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• هوا برش: در روش برشکاری با هوابرش از ترکیب اکسیژن با سوخت‌هایی مثل پروپان، استیلن یا هیدروژن استفاده می‌شود. شعله خارج‌شده از نازل دستگاه، سطح فلز را اکسید می‌کند و با حرارت بالا آن را برش می‌دهد. این برش‌ها دقت کم‌تری دارند، اما می‌توانند ضخیم‌ترین تیرآهن‌ها را نیز باسرعت بالا ببُرند.
• دستگاه پلاسما: در این‌روش گاز یونیزه یا پلاسما با قوس الکتریکی به‌فلز برخورد می‌کند و دمای آن را افزایش می‌دهد. این روش دقت بیشتری نسبت‌به روش هوا برش دارد، اما همچنان تاحدودی به لبه‌های آهن آسیب می‌رساند. البته بعضی از دستگاه‌ها این برش‌ها را باکامپیوتر کنترل می‌کنند تا دقت بیشتری داشته باشد. روش پلاسما با نام CNC گرم هم شناخته می‌شود.

روش‌های برش گرم مثل هوا برش یا برش با دستگاه‌جوش هزینه‌ کم‌تری دارند و خیلی سریع اجرا می‌شوند. اما این روش‌ها برای برش محصولات حساس به‌حرارت مناسب نیستند. بعضی از روش‌های برش گرم دقت پایینی دارند و به لبه‌های کار آسیب می‌رسانند؛ روش‌های دقیق برش گرم نیز هزینه بالایی دارند و باید با دستگاه‌های مخصوصی‌که پیش از این توضیح دادیم، انجام شوند.

نکات مهم در برش تیرآهن

تا این بخش از مقاله متوجه شدید که روش‌های مختلف برش تیرآهن چیست و هرکدام از آن‌ها چه ویژگی‌هایی دارند. البته فرآیند تولید تیرآهن نیز در انتخاب روش مناسب تأثیرگذار است؛ مثلا تیرآهن‌هایی که سریع اکسید می‌شوند، برشکاری با هوابرش توصیه می‌شود زیرا فرآیند برش سریع‌تر صورت می‌گیرد، اما تیرآهن‌های مقاوم‌تری که به پوشش‌های گالوانیزه مجهز هستند، باید با سایر روش‌ها مثل لیزر بریده شوند.

در این بخش مهم‌ترین نکاتی که قبل یا هنگام برش تیرآهن باید به‌آن‌ها توجه کنید را توضیح می‌دهیم:

• هنگام کار با دستگاه‌های برش از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده کنید.
• روش‌هایی مثل پلاسما یا هوابرش، گازهای مضر تولید می‌کنند. پس بهتر است برش را در هوای آزاد یا مکانی با تهویه مناسب انجام دهید.
• روش مناسب برای برش را باتوجه‌به مشخصات فنی تیرآهن، کاربرد تیرآهن و دقت موردنیاز برای پروژه انتخاب کنید.
• قبل از برش، اندازه‌گیری‌ها و محاسبات دقیق انجام دهید و روی بدنه تیرآهن، محل برش را دقیق علامت‌گذاری کنید.
• برش زمانی دقیق و تمیز از کار در می‌آید که سطح تیرآهن بدون‌خوردگی،‌ اعوجاج، زنگ‌زدگی و آلودگی باشد.
• برای پیشگیری از خم‌شدن یا اعوجاج بعد از برش با روش‌های گرم، تیرآهن را بعد از برش خنک کنید.
• بعد از برش، لبه‌گیری و صاف کردن آسیب‌های احتمالی را فراموش نکنید.
• حتما از تکنسین متخصص و باتجربه برای برش تیرآهن کمک بگیرید.

اهمیت دقت و انتخاب روش مناسب در برش تیرآهن

دقت در اندازه‌گیری و انتخاب روش مناسب، نقش مهمی در کیفیت برش تیرآهن و جلوگیری از ایجاد ضایعات دارد. انتخاب روش برش باید باتوجه‌به ابعاد تیرآهن، ضخامت آن و میزان دقت موردنیاز پروژه انجام شود؛ زیرا برش نادرست می‌تواند باعث کاهش قابلیت استفاده از تیرآهن، افزایش دورریز و تحمیل هزینه‌های اضافی شود. از طرفی، کیفیت و مشخصات که در فرآیند تولید تیرآهن شکل می‌گیرد، در عملکرد نهایی آن اهمیت دارد و باید هنگام برش و آماده‌سازی نیز مورد توجه قرار گیرد. بنابراین، انجام اندازه‌گیری‌های دقیق پیش از برش و استفاده از تجهیزات مناسب، احتمال خطا را کاهش داده و باعث می‌شود تیرآهن با ابعاد موردنظر و بدون نیاز به اصلاحات اضافی آماده استفاده در پروژه شود.