در نظر بگیرید که در حال اجرای یک پروژه ساخت‌وساز هستید و برای تکمیل آن نیاز دارید نبشی‌های فولادی را با دقت، سرعت و کمترین ضایعات برش دهید. آیا می‌دانید انتخاب روش مناسب در نحوه برش نبشی می‌تواند تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی کار، هزینه‌ها و زمان اجرا داشته باشد؟ نبشی یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی در صنایع مختلف، از ساختمان‌سازی گرفته تا ساخت ماشین‌آلات صنعتی است. بسته به نوع پروژه و نیازهای فنی، روش‌های مختلفی برای برش نبشی وجود دارد که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در این مقاله، با انواع روش‌های برش نبشی، نحوه عملکرد آن‌ها و معیارهای انتخاب بهترین روش آشنا خواهیم شد.
روش‌های برش نبشی
برش نبشی بسته به نوع پروژه، جنس و ضخامت آن با روش‌های مختلفی انجام می‌شود. این روش‌ها به‌طورکلی به دو دسته برش گرم و برش سرد تقسیم می‌شوند که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه، رایج‌ترین روش‌های برش نبشی را بررسی می‌کنیم.
برش نبشی به روش گرم
برش نبشی به روش گرم با استفاده از حرارت بالا و گازهایی مانند اکسیژن و استیلن انجام می‌شود و برای برش نبشی‌های ضخیم بسیار مناسب است. این روش سرعت بالایی دارد، می‌تواند برش‌های دقیق با زوایای مختلف ایجاد کند و لبه‌های برش خورده صاف و بدون زنگ‌زدگی به دست آورد. از مزایای آن می‌توان به مکانیزه بودن روند کار، کاهش ضایعات و افزایش ایمنی از نظر پرتاب ذرات فلزی اشاره کرد. اما این روش به دلیل تولید گازهای سمی و آسیب به دستگاه تنفسی، ایمنی کمتری نسبت به روش‌های سرد دارد. همچنین، ممکن است تغییراتی در ساختار فلز ایجاد کند که کیفیت محصول نهایی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. برش نبشی به شیوه گرم به چند صورت انجام می‌شود. برش پلاسما، لیزری و هوابرش از جمله آن‌ها هستند که در ادامه به چگونگی، مزایا و معایب نحوه برش نبشی در هر یک می‌پردازیم.
1. هوابرش
در این فرایند، فلزات به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌شوند که با استفاده از شعله جوشکاری اکسی استیلن انجام می‌شود. به همین دلیل، این روش به نام برشکاری اکسی استیلن یا هوابرش شناخته می‌شود. در این فرآیند، از دو گاز اکسیژن و استیلن استفاده می‌شود که به شعله برش متصل هستند. اکسیژن باعث ایجاد شعله جوشکاری می‌شود و استیلن با اکسیژن ترکیب شده و می‌سوزد، در نتیجه شعله با دمای بالا، فلز را ذوب می‌کند.
نحوه برش نبشی از طریق هوابرش مزایای زیادی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سرعت بالای کار
- توانایی برش قطعات ضخیم و چند قطعه به طور همزمان
- هزینه مناسب تجهیزات
- کاهش ضایعات
از معایب برش نبشی با روش هوابرش می‌توان به ایجاد گرما و خاکستر، دقت پایین‌تر نسبت به سایر روش‌ها اشاره کرد. همچنین، به دلیل حرارت بالا، احتمال تغییر در ساختار فلز وجود دارد.
2. برش پلاسما
برش پلاسما فرایندی است که از گازهای یونیزه شده و گرمای شدید برای ذوب و برش فلزات استفاده می‌کند. در این روش، جریان هوای فشرده از نازل به سمت سطح فلز هدایت می‌شود و با عبور از نازل و تبدیل به پلاسما توسط قوس الکتریکی، دمای بسیار بالا تولید می‌شود که فلز را در نقطه تماس ذوب می‌کند. فشار گاز مواد ذوب‌شده را از محل برش دور کرده و نتیجه آن برشی تمیز و دقیق روی سطح فلز است. از مزایای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سرعت بالای برش
- امکان برش فلزات ضخیم
- دقت بالاتر نسبت به روش هوابرش
معایب برش پلاسما در مقایسه با روش‌های دیگر هزینه‌ی بالای تجهیزات مربوطه، نیاز به مهارت بیشتر و تولید گازهای مضر در حین برش است.
3. برش لیزری
در این روش، از پرتوی لیزر با توان بالا برای ذوب و تبخیر فلز در محل برش استفاده می‌شود. در این نحوه برش نبشی، از گاز کمکی (مانند اکسیژن یا نیتروژن) برای افزایش کیفیت برش استفاده می‌شود. برش نبشی لیزری دارای مزایای متعددی از جمله موارد زیر است:
- سرعت و دقت بالا
- پهنای شیار باریک
- حداقل تغییر در ساختار فلز
این روش انعطاف‌پذیری بالایی در برش اشکال پیچیده و انواع فلزات دارد، ضایعات را کاهش داده و هزینه‌های تولید را به دلیل افزایش سرعت و کاهش نیروی کار کم می‌کند. علاوه بر این، به دلیل عدم تماس مستقیم ابزار با قطعه، ایمنی فرایند برش نیز افزایش می‌یابد. معایب این روش شامل محدودیت در ضخامت برش و نیاز به تجهیزات پیشرفته است.
برش نبشی به روش سرد
نحوه برش نبشی به صورت سرد بدون استفاده از حرارت و با تجهیزات مکانیکی مانند اره، قیچی و گیوتین انجام می‌شود. این روش دقت بالایی داشته و به دلیل عدم ایجاد گرما، خواص فلز را حفظ می‌کند. از مزایای آن می‌توان به ضایعات کم، ایمنی بالا، عدم تولید گازهای سمی و عدم نیاز به مراحل اضافی برای تمیزکاری اشاره کرد. بااین‌حال، هزینه بالای تجهیزات از معایب این روش محسوب می‌شود. برش سرد برای نبشی‌های با ضخامت کم و متوسط مناسب بوده و در شرایطی که انتقال حرارت نامطلوب است، گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌رود. تراشکاری و واترجت از شیوه‌هایی هستند که برای برش نبشی به شیوه سرد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- تراشکاری
تراشکاری یکی از روش‌های برش نبشی است که با استفاده از دستگاه‌های دستی، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک انجام می‌شود. تراشکاری اتوماتیک به دلیل سرعت و دقت بالا، گزینه‌ای مناسب برای تغییر شکل و ابعاد نبشی محسوب می‌شود. در این روش، ابزار برشی و دستگاه تراش برای ایجاد برش‌های دقیق به کار می‌روند، اما رعایت نکات ایمنی به‌منظور کاهش خطرات ضروری است. روش تراشکاری برای برش‌های کوچک و دقیق مناسب است؛ دقت بالایی دارد و بدون تغییرات حرارتی اتفاق می‌افتد. از معایب این روش می‌توان به سرعت پایین‌تر، هزینه بالای نیروی کار و محدودیت در ضخامت قطعه اشاره کرد.
- واترجت
برش واترجت با استفاده از جریان آب پرفشار یا ترکیب آب و مواد ساینده انجام می‌شود. این روش دقت بالایی دارد و نیازی به پرداخت نهایی محصول نیست. واترجت برای سطوح سخت از ترکیب آب و مواد ساینده استفاده می‌کند و فرایند برش طبق برنامه‌ریزی دستگاه انجام می‌شود. بااین‌حال، دقت این روش با افزایش ضخامت نبشی کاهش می‌یابد.
دستگاه واترجت قادر است تمامی مواد، از جمله سوپر آلیاژها و تیتانیوم، را بدون محدودیت برش دهد. به دلیل ماهیت سرد فرآیند، هیچ تنش حرارتی ایجاد نمی‌شود که این امر موجب حفظ خواص فیزیکی و مکانیکی مواد می‌گردد. همچنین، کیفیت بالای برش لبه‌ها باعث می‌شود که نیازی به مراحل اضافی مانند پرداخت و ماشین‌کاری نباشد. علاوه بر این، واترجت توانایی اجرای طرح‌های پیچیده را دارد و با قدرت بالای خود، برش‌های دقیق و باکیفیت ارائه می‌دهد.
سوراخ‌های ایجادشده توسط دستگاه واترجت معمولاً از کیفیت مطلوبی برخوردار نیستند. همچنین، در برش مقاطع فلزی با ضخامت بالا، ممکن است دقت دستگاه کاهش یابد. علاوه بر این، فرایند برشکاری با واترجت نسبتاً زمان‌بر است.
نحوه انتخاب روش مناسب برای برش نبشی
برای انتخاب بهترین روش برش، باید عوامل زیر در نظر گرفته شوند:
- هزینه: برخی روش‌ها مانند هوابرش و پلاسما هزینه کمتری دارند، درحالی‌که روش‌هایی مانند برش لیزری و واترجت گران‌تر هستند.
- زمان: روش‌هایی مانند برش پلاسما و هوابرش سرعت بالایی دارند، اما روش‌های دقیق‌تر مانند واترجت زمان بیشتری نیاز دارند.
- دقت برش موردنیاز: اگر نیاز به برش‌های دقیق دارید، روش‌هایی مانند برش لیزری یا واترجت گزینه‌های مناسبی هستند.
- نوع پروژه: بسته به نوع صنعت و نیازهای پروژه، روش مناسب انتخاب می‌شود. برای پروژه‌های ساختمانی، روش‌هایی مانند هوابرش و پلاسما پرکاربردتر هستند، اما برای ساخت قطعات حساس، برش لیزری یا واترجت ترجیح داده می‌شود.
جمع‌بندی
نحوه برش نبشی یکی از مراحل کلیدی در صنایع مختلف است که بسته به نیاز پروژه، به دو دسته روش‌های گرم و سرد تقسیم می‌شود. روش‌های گرم شامل هوابرش، پلاسما و لیزر بوده و روش‌های سرد شامل تراشکاری و واترجت هستند. انتخاب روش مناسب بر اساس عواملی مانند هزینه، دقت، سرعت و نوع پروژه انجام می‌شود. در نهایت، با بررسی این معیارها می‌توان بهترین روش را برای دستیابی به برش دقیق و کارآمد انتخاب کرد.
