انواع روش های برشکاری فلزات | انتخاب روش برشکاری مناسب | مقایسه روش های برشکاری گرم و سرد

برشکاری فلزات فرآیندی است که طی آن قطعات فلزی به شکل و اندازه مورد نظر برش داده می‌شوند. این فرآیند در صنایع مختلفی از جمله ساخت و ساز، خودروسازی، هوافضا و … کاربرد گسترده‌ای دارد. همانطور که میدانیم فلزات بسیار سخت بوده و برشکاری آن دشوار است. اما امروزه انواع مختلفی از ابزار‌ها و تکنیک‌ها برای برش راحت فلزات ایجاد شده است. هر یک از ابزار‌ها و فرایندهای برش برای نوع خاصی از فلز مناسب است. در این مقاله به معرفی کاربردی‌ترین روش های برشکاری فلزات می‌پردازیم.

فلز چیست؟

فلز ماده‌ای است که به طور معمول براق، چکش‌خوار و رسانای خوب گرما و برق است. این ماده اغلب در طبیعت به صورت آزاد یافت می‌شود و به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، در صنایع مختلف مانند ساخت و ساز, الکترونیک, هوافضا و… کاربرد گسترده‌ای دارد.

ویژگی‌های فلزات:

• براق بودن: سطح فلزات صیقلی و براق است.
• چکش‌ خواری: فلزات را می‌توان بدون شکستن به ورق‌های نازک تبدیل کرد.
• رسانایی الکتریکی و گرمایی
• انعطاف‌پذیری
• چگالی بالا

انواع روش‌ های برشکاری فلزات

به طور کلی برشکاری انواع فلزات به دو روش مختلف برشکاری گرم و برشکاری سرد انجام می‌شود . که هر کدام انواع , مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب روش های برشکاری فلزات به عوامل مختلفی مانند نوع فلز، ضخامت قطعه، دقت مورد نیاز و هزینه بستگی دارد.

برشکاری حرارتی (برش گرم):

برش گرم  مناسب فلزات سخت می باشد. که با استفاده از دستگاه های برشکاری، فلزات را به دمای مناسب (ذوب) رسانده و عمل برش اتفاق می افتد. برش گرم به ۴ دسته اصلی به شرح زیر تقسیم می شود.

۱. برش پلاسما:

در این روش، از یک جریان پلاسمای بسیار داغ برای ذوب کردن و برش فلز استفاده می‌شود. پلاسما در واقع گازی است که به دلیل دمای بسیار بالا، یونیده شده و دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است. برش پلاسما برای فلزات با ضخامت متوسط تا زیاد مناسب است و دقت بالایی دارد.

نحوه عملکرد:

1. ایجاد قوس الکتریکی: ابتدا یک قوس الکتریکی بین الکترود دستگاه و فلز ایجاد می‌شود.
2. تولید پلاسما: با عبور گاز (معمولاً هوا، نیتروژن یا آرگون) از میان این قوس الکتریکی، گاز یونیزه شده و پلاسما تولید می‌شود.
3. برش فلز: پلاسما با دمای بسیار بالا (حدود 20000 درجه سانتی‌گراد) به سمت فلز هدایت می‌شود و باعث ذوب شدن آن می‌شود. سپس، گاز با فشار بالا مواد مذاب را از مسیر برش خارج می‌کند.

مزایا:

• سرعت بالا
• دقت بالا: برش‌های ایجاد شده توسط پلاسما بسیار دقیق و تمیز هستند.
• قابلیت برش انواع فلزات مانند فولاد، آلومینیوم، مس و …
• برش فلزات با ضخامت مختلف
• هزینه مناسب

معایب:

• تولید دوده و آلودگی: در هنگام برش، مقداری دوده و آلودگی تولید می‌شود که نیاز به سیستم تهویه مناسب دارد.
• محدودیت در برش فلزات بسیار نازک: برای برش فلزات بسیار نازک، روش‌های دیگری مانند برش لیزر مناسب‌تر است.
• نیاز به مهارت بالا

۲. برش لیزر:

برش لیزر فلزات از بهترین, دقیق ترین و سریع ترین روش‌های نوین است که در صنایع نظامی، پزشکی، هوایی، آزمایشگاهی، پژوهشی کاربرد بالایی دارد. در این روش از یک پرتو لیزر بسیار متمرکز برای ذوب کردن فلز استفاده می‌شود. برش لیزر برای برش فلزات با ضخامت کم تا متوسط و ایجاد طرح‌های پیچیده بسیار مناسب است.

مزایا:

• دقت و سرعت بسیار بالا
• قابلیت برش طرح‌های پیچیده

معایب:

• هزینه بسیار بالا
• مناسب برای فلزات با ضخامت کم تا متوسط

۳. برش هواگاز:

یکی از قدیمی‌ترین روش‌های برش است که در آن از ترکیب اکسیژن و گاز سوختنی برای ایجاد حرارت و برش فلز استفاده می‌شود. این روش برای برش فلزات با ضخامت زیاد مناسب است اما دقت آن نسبت به روش‌های دیگر کمتر است.

مزایا:

• هزینه کم
• مناسب برای فلزات با ضخامت زیاد

معایب:

• دقت کم
• ایجاد حرارت زیاد و آلودگی محیط زیست

۴. برشکاری با صفحه فرز:

برشکاری فلزات با صفحه فرز یکی از روش‌های رایج برش فلزات است که در کارگاه‌ها، صنایع و حتی پروژه‌های خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش به دلیل سادگی، در دسترس بودن تجهیزات و هزینه نسبتاً پایین محبوبیت زیادی دارد. صفحه فرز، دیسکی است که روی دستگاه فرز نصب می‌شود و با سرعت بالا می‌چرخد. این صفحه‌ها در جنس‌ها و ضخامت‌های مختلف تولید می‌شوند و هر کدام برای نوع خاصی از برش مناسب هستند.

انواع صفحه فرز برای برش فلزات:

• صفحه برش آهن: این صفحات مخصوص برش فلزات آهنی هستند و معمولاً از جنس الماس یا کاربید تنگستن ساخته می‌شوند.
• صفحه برش استیل: برای برش انواع استیل از صفحات برش استیل استفاده می‌شود. این صفحات مقاومت بالایی در برابر حرارت و سایش دارند.
• صفحه برش آلومینیوم: این صفحات برای برش آلومینیوم و آلیاژهای آن مناسب هستند و معمولاً از جنس سرامیک یا الماس ساخته می‌شوند.

مراحل برش فلز با صفحه فرز:

1. انتخاب صفحه فرز مناسب: بر اساس نوع فلزی که قرار است برش دهید، صفحه فرز مناسب را انتخاب کنید.
2. تثبیت قطعه کار: قطعه کار را به طور محکم روی میز کار یا دستگاه ثابت کنید تا در حین برش حرکت نکند.
3. استفاده از تجهیزات ایمنی: هنگام کار با صفحه فرز حتماً از عینک ایمنی، ماسک، دستکش و محافظ گوش استفاده کنید.
4. شروع برش: دستگاه فرز را روشن کرده و با دقت صفحه فرز را روی خط برش هدایت کنید.
5. سرعت برش: سرعت برش را متناسب با ضخامت فلز و نوع صفحه فرز تنظیم کنید. سرعت زیاد ممکن است باعث شکستن صفحه یا سوختن فلز شود.
6. خنک‌کاری: برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد صفحه و قطعه کار، از مایع خنک‌کننده استفاده کنید.

برشکاری مکانیکی (برش سرد):

در برشکاری سرد بدون ایجاد حرارت، می‌توان فلز را به اندازه دلخواه برش داد. این روش مناسب فلزاتی می باشد که سختی کمتری دارند. انواع روشهای برشکاری سرد به شرح زیر می باشند:

۱. برش واترجت:

در این روش از یک جریان آب با فشار بسیار بالا برای برش فلز استفاده می‌شود. برش واترجت برای برش فلزات سخت و شکننده و مواد غیرفلزی مانند شیشه و سنگ نیز کاربرد دارد. این روش بیشتر مورد استفاده شرکت‌ها و کارخانه‌های برش سنگ می باشد.

ویژگی ها:

• دقت بالا
• عدم ایجاد حرارت
• مناسب برای مواد سخت و شکننده
• سرعت پایین و هزینه بالا

۲. برش گیوتین:

گیوتین یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنعت برای برش ورق‌های فلزی است. این دستگاه با اعمال نیروی زیاد بر روی ورق، آن را به دو قسمت مساوی یا نامساوی تقسیم می‌کند و برای برش ورق‌های فلزی با ضخامت کم تا متوسط استفاده می‌شود. گیوتین از دو تیغه تشکیل شده است: یک تیغه ثابت در پایین و یک تیغه متحرک در بالا. با اعمال نیرو (معمولاً هیدرولیکی یا مکانیکی)، تیغه بالایی به سمت پایین حرکت کرده و ورق فلزی را بین دو تیغه قرار گرفته برش می‌دهد. این دستگاه همچنین به CNC مجهز بوده که برای کنترل فعالیت دستگاه از طریق تنظیم فاصله تیغه ها و تنظیم جریان برای انواع ورق ها استفاده می شود.

ویژگی ها:

• سرعت بالا
• هزینه کم
• دقت کم و ایجاد لبه‌های ناصاف

۳. اره نواری:

اره نواری یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنعت برای برش انواع فلزات با مقاطع مختلف و پیچیده است. این دستگاه از یک تیغه پیوسته و نازک تشکیل شده که به صورت مداوم حول دو غلطک می‌چرخد و با حرکت رو به پایین، فلز را برش می‌دهد.

نحوه عملکرد:

تیغه اره نواری از جنس‌های مختلفی مانند فولاد کربنی، فولاد آلیاژی و کاربید تنگستن ساخته می‌شود و با توجه به نوع فلز و ضخامت آن انتخاب می‌شود. با چرخش تیغه و اعمال فشار بر روی فلز، دندانه‌های تیغه به تدریج فلز را برش می‌دهند.

ویژگی ها:

• برش دقیق و تمیز
• قابلیت برش انواع فلزات با ضخامت بالا مانند فولاد، آلومینیوم، مس و …
• برش مقاطع پیچیده و منحنی با استفاده از تیغه‌های مخصوص
• سرعت پایین
• هزینه بالای تیغه: تیغه‌های اره نواری نسبتاً گران هستند و نیاز به تعویض دوره‌ای دارند.
• تولید حرارت: در هنگام برش، حرارت زیادی تولید می‌شود که می‌تواند باعث تغییر رنگ و خواص مکانیکی فلز شود.

معرفی دستگاههای برشکاری فلزات

دستگاه برش پلاسما 80 آمپر چند کاره وینر مدل 1020

دستگاه برش پلاسما 80 آمپر چند کاره وینر مدل 1020 روی دستگاه  CNC نصب شده و قابلیت برشکاری انواع فلزات از جمله ورقهای پوشش دار، فولاد نرم، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس، برنج و … را دارد. و دارای مشخصاتی به شرح زیر می باشد:

• قابلیت کار بصورت آب خنک در صورت سفارش مشتری
• ولتاژ قدرت ورودی (V,HZ): Hz 60 / 50 , 220V & 380V
• توان ورودی نامی (KVA): 11
• جریان ورودی نامی (A): 61.4

• ولتاژ خروجی واقعی : DC 88~ 112V

دستگاه برش پلاسما 120 آمپر چند کاره وینر مدل 1030

دستگاه برش پلاسما 120 آمپر چند کاره وینر مدل 1030 با برق سه فاز کارایی داشته و قابلیت کنترل جریان بصورت پیوسته برای ورقهای تا ضخامت 25 میلیمتر و ناپیوسته تا ضخامت ۴۰ میلیمتر را دارد.

سایر ویژگی ها:

• ولتاژ خروجی واقعی: 128
• محدوده جریان خروجی (A): 120~20
• ولتاژ بی باری (V): 307
• سیکل وظیفه نامی (%):  60
• تلفات بی باری (W): 100

سایر محصولات دستگاه برش پلاسما را مشاهده کنید.

نتیجه گیری

امیدواریم با مطالعه این مطلب به اهمیت برشکاری فلزات در صنایع مختلف پی برده باشید. انتخاب روش های برشکاری فلزات به عواملی مانند خواص فیزیکی و شیمیایی فلز , ضخامت قطعه , دقت و سرعت برشکاری و هزینه بستگی دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خرید دستگاه برشکاری با کارشناسان وینر تماس بگیرید.