اگر در حوزه‌ی فلزکاری فعالیت می کنید، احتمالا با فرآیند هوابرش آشنا هستید. روشی که در صنایع سنگین و همچنین در عملیات های صنعتی سبک و تعمیرات به کار گرفته می شود و تاریخچه ای طولانی دارد.
در سال های اخیر، جوشکاری با اکسی استیلن تقریبا به دست فراموشی سپرده شده است. دستگاه های جوشکاری مدرن با استفاده از قوس الکتریکی، به دلیل دقت و سرعت بالاتر، جایگزین این روش سنتی شده اند. با این وجود، این به معنای کنار رفتن هوابرش از عرصه صنعت نیست. برش صفحات فلزی با این روش همچنان جایگاه ویژه ای در بسیاری از صنایع دارد و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
هوابرش چیست؟
درک سیستم های هوابرش از نظر اصولی، شاید در نگاه اول ساده به نظر برسد، اما برای آغاز، لازم است بدانیم هوابرش چیست. در سال ۱۹۰۳، مهندسان برجسته فرانسوی، ادموند فوشه و چارلز پیکارد، فرآیند نوین جوشکاری اکسی استیلن را معرفی کردند. با استفاده از اکسیژن خالص به جای هوا، می توان دمای شعله را به طرز چشمگیری افزایش داد. زمانی که این شعله با سوختی چون استیلن ترکیب می شود، دمای آن به حدود ۶,۳۳۲ درجه فارنهایت (۳,۵۰۰ درجه سلسیوس) می رسد.
این تکنیک با استفاده از مشعل، امکان ذوب موضعی و برش یا جوشکاری مواد را در محیط های مختلف فراهم می آورد. به همین دلیل، این دو مهندس فرانسوی ابزاری را به وجود آوردند که به طور بی سابقه ای صنعت را متحول کرد.
با این حال، فرآیندهای هوابرش می توانند از انواع مختلفی از گازها به عنوان سوخت بهره ببرند. اگرچه استیلن همچنان به عنوان رایج ترین گزینه باقی مانده است، گازهایی چون پروپیلن، گاز مایع نفتی، پروپان، گاز طبیعی و هیدروژن نیز به دلیل ویژگی های خاص خود، کاربردهای خاصی دارند.
در سیستم های هوابرش، اکسیژن، خود سوخت نیست، بلکه با سوخت ترکیب شده و فرآیند شیمیایی اکسیداسیون را به وجود می آورد که حرارت مورد نیاز برای برش فلزات را تولید می کند. در این فرآیند، اکسیژن با سوخت ترکیب می‌شود و باعث تولید حرارت می شود که برای برش فلزات به اندازه کافی داغ است. این حرارت به اندازه ای است که می تواند فلز را به طور کامل ذوب کرده و برش دهد. به این ترتیب می توان برای برشکاری ورق های فولادی جهت ساخت انواع قالب بتن فلزی استفاده کرد.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: قالب تسمه ای
فرآیند برش هوا گاز چگونه است؟
برش با هوا برش یکی از اقتصادی ترین و کارآمدترین روش ها برای برش فولاد کربنی به شمار می رود. این فرآیند می تواند با برش پلاسما یا برش با جت آب ترکیب شده و بر روی همان قطعه اعمال شود. در ادامه، اصول کار این فرآیند را بررسی می کنیم.
مرحله ۱ پیش گرمایش
در این مرحله، با استفاده از شعله های پیش گرمایش مشعل هوابرش، فولاد به دمای اشتعال خود که حدود ۱۸۰۰ درجه فارنهایت است، رسانده می شود. پس از رسیدن به این دما، فولاد آماده واکنش با اکسیژن می شود.
درون مشعل، گاز سوختی با اکسیژن ترکیب شده و مخلوطی بسیار قابل اشتعال تولید می شود. نازل با سوراخ های متعدد که به صورت دایره ای چیده شده اند، این مخلوط را از طریق جت های کوچک متمرکز می کند. مخلوط سوخت-اکسیژن در خارج از نازل مشتعل شده و شعله های پیش گرمایش درست خارج از نوک نازل شکل می گیرند.
در این فرآیند، نسبت سوخت به اکسیژن قابل تنظیم است. این تنظیم به تولید دما در بالاترین حد ممکن و در شعله ای کوچک کمک می کند. نتیجه این است که کنترل بیشتری بر روی دما وجود دارد و حرارت می تواند در یک ناحیه کوچک بر روی سطح ورق فولادی قالب بتن متمرکز شود.
مرحله ۲ سوراخ کردن
سوراخ کردن به معنای نفوذ اولیه به سطحی است که باید برش داده شود. هنگامی که سطح یا لبه ورق به دمای اشتعال رسید، جت اکسیژن روشن شده و شروع به سوراخ کردن ورق می کند. این جت که به آن اکسیژن برش گفته می شود، از یک سوراخ در مرکز نازل تشکیل شده است.
زمانی که جریان اکسیژن برش به فولاد پیش گرمایش شده برخورد می کند، فرآیند اکسیداسیون سریع آغاز می شود. این فرآیند، که به عنوان یک واکنش گرمازای (اگزوترمیک) شناخته می شود، حرارت بیشتری تولید می کند تا مقدار حرارتی که برای شروع آن نیاز دارد. فولاد اکسید شده به سرباره مذاب تبدیل شده و توسط جت به دور می شود، این امر امکان نفوذ به مواد را فراهم می کند.
مدت زمان لازم برای سوراخ کردن می تواند از کسری از ثانیه تا چند ثانیه طول بکشد، که بستگی به ضخامت ورق فولادی دارد. در این مدت، جریان اکسیژن برش در حال پیشروی و نفوذ به عمق ورق است، در حالی که سرباره مذاب از سوراخ به بیرون رانده می شود.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: سرجک قالب
مرحله ۳ برش ورق های فولادی
پس از اینکه جریان اکسیژن برش به عمق ورق نفوذ کرد، مشعل می تواند با سرعت ثابت حرکت کند و برش مداوم را ایجاد کند. تنظیمات نوک برش و جریان های گاز بر روی تنظیم کننده ها، ضخامت فلز برش داده شده را کنترل می کنند.
برای حفظ واکنش گرمازای، مشعل فولاد را در جلوی برش گرم نگه می دارد. این امر باعث می شود که حرارت به طور مداوم به ورق اعمال شود و مشعل بتواند به جلو حرکت کند. در عین حال، سرباره مذاب از زیر ورق به بیرون رانده می شود.
اگرچه این مراحل، اصول پایه فرایند برشکاری ورق فولادی قالب بتن با هوا برش را توضیح می دهند، عوامل دیگری مانند سرعت، فشار اکسیژن برش، تنظیم شعله پیش گرمایش، ارتفاع برش و دمای ورق نیز تاثیرگذار هستند. هر یک از این عوامل می تواند بر کیفیت نهایی لبه برش تاثیر بگذارد و موفقیت عملیات هوابرش شما را تعیین کند.
دستگاه مورد نیاز برای برشکاری هواگاز
دستگاه هوابرش یا هواگاز از قطعات و بخش های مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد صحیح آن ایفا می کنند. این دستگاه ها شامل موارد زیر می باشند.
۱- رگلاتور
رگلاتور دستگاهی است که وظیفه تنظیم فشار گاز را بر عهده دارد. این وسیله فشار گاز را از مخزن به فشار مورد نیاز برای عملیات برش تبدیل می کند. رگلاتور دارای دو گیج فشار است که یکی برای نمایش فشار گاز در مخزن و دیگری برای نشان دادن فشار گاز در شلنگ ها به کار می رود. این ابزار به شما کمک می کند تا فشار گاز را به دقت تنظیم کنید و از فشار بالا در مخزن جلوگیری کنید.
۲- شیلنگ گاز
در دستگاه های برش هوا، معمولا از دو شیلنگ با رنگ های متفاوت استفاده می شود تا گاز و اکسیژن به راحتی قابل شناسایی باشند. رنگ های استاندارد ممکن است در کشورهای مختلف متفاوت باشند، اما به طور معمول، شلنگ گاز با رنگی متفاوت از شلنگ اکسیژن مشخص می شود. شلنگ ها به صورت چپگرد برای گاز و راستگرد برای اکسیژن بسته می شوند و وظیفه آن ها انتقال گاز و اکسیژن به قسمت های مختلف دستگاه می باشد.
۳- شیر یک طرفه
شیر یکطرفه یا شیر بدون بازگشت در دستگاه‌های برش به کار می رود تا از برگشت جریان گاز به داخل سیستم جلوگیری کند. این شیر به ویژه برای گاز استیلن اهمیت دارد، زیرا این گاز به شدت اشتعال پذیر است و ممکن است موجب انفجار شود. شیر بدون بازگشت مانع از انتقال موج انفجار به قسمت های دیگر دستگاه می شود و معمولا در بین رگلاتور و شلنگ نصب می شود.
۴- مشعل
مشعل دستگاهی است که جوشکار با آن کار می‌کند. این ابزار با ترکیب دقیق اکسیژن و سوخت، انرژی شیمیایی را به گرما تبدیل می کند. مشعل شامل یک اتصال برای گاز سوخت، یک اتصال برای اکسیژن، یک دسته برای نگه داری و یک نوک است که شعله از آن خارج می شود. مشعل وظیفه تولید شعله مورد نیاز برای برش یا جوشکاری را بر عهده دارد.
۵- مشعل برش
مشعل برش برای برش فلزات استفاده می شود. ابتدا، با شعله مشعل، فلز تا دمای قرمز گرم می شود. سپس، با فشار دادن ماشه اکسیژن، اکسیژن به قسمت های گرم شده منتقل می شود. این اکسیژن با فلز واکنش داده و علاوه بر ایجاد حرارت بیشتر، اکسید نیز تولید می کند که به فرآیند برش کمک می کند.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: قالب بتن مدولار
تجهیزات مورد نیاز هوابرش ورق های فولاد
برای اجرای موثر و ایمن فرایند برش ورق های فولادی با استفاده از سیستم هوا برش، به تجهیزات مختلفی نیاز است که هر کدام نقش حیاتی در کیفیت و دقت برش دارند. در ادامه، به بررسی این تجهیزات می پردازیم.
۱- مخازن گاز
یکی از ملزومات اصلی در فرآیند هوابرش، مخازن گاز هستند که به دو دسته اصلی تقسیم می شوند؛ مخازن اکسیژن برای تامین اکسیژن مورد نیاز و مخازن گاز سوخت برای تامین گازهای سوختی مانند استیلن یا پروپان مورد استفاده قرار می گیرند. این مخازن باید به طور منظم بررسی و تعویض شوند تا عملکرد بهینه دستگاه حفظ شود.
۲- شیلنگ های گاز و اکسیژن
شیلنگ ها نقش حیاتی در انتقال گازها از مخازن به مشعل دارند. شیلنگ های انتقال گاز و اکسیژن باید به دقت انتخاب شوند و رنگ های متفاوتی برای آن ها به کار می رود تا از اشتباه در اتصال جلوگیری شود. شیلنگ ها باید به طور منظم بررسی شوند تا از نشت گاز و آسیب های احتمالی جلوگیری شود.
۳- کابل های الکتریکی
برای تامین برق مورد نیاز سیستم های الکتریکی دستگاه ها و تجهیزات، کابل های الکتریکی با کیفیت بالا و مقاوم در برابر حرارت و فشار استفاده می شود. این کابل ها باید به طور منظم بررسی شوند تا از بروز مشکلات الکتریکی جلوگیری شود.
۴- ابزارهای تنظیم فشار
گیج های فشار و رگلاتورهای فشار برای اندازه گیری و تنظیم فشار گاز و اکسیژن استفاده می شوند. گیج های فشار به دو دسته تقسیم می شوند. که یکی برای اندازه گیری فشار سیلندر و دیگری برای تنظیم فشار گاز در شیلنگ ها انجام می پذیرد. رگلاتورها فشار بالای گاز را به فشار مناسب برای برش تبدیل می کنند.
۵- دستگاه های تهویه و فیلتر
سیستم های تهویه برای دفع دود و گازهای مضر تولید شده در حین برش ضروری هستند. همچنین، فیلترهای هوا به تصفیه هوای ورودی کمک کرده و از ورود آلودگی به سیستم جلوگیری می کنند.
۶- تجهیزات ایمنی
برای حفاظت از کاربر در برابر خطرات احتمالی، تجهیزات ایمنی مانند عینک های محافظ، دستکش های مقاوم به حرارت، لباس های محافظ و ماسک های تنفسی استفاده می شود. این تجهیزات از آسیب به چشم ها، دست ها و بدن جلوگیری کرده و از استنشاق گازهای مضر پیشگیری می کنند.
۷- ابزارهای اندازه گیری و برش
برای دقت در برش ورق ها، ابزارهایی مانند گونیای برش و خط کش های فلزی استفاده می شود. این ابزارها به اندازه گیری دقیق و علامت گذاری صحیح کمک می کنند.
۸- پمپ های گاز
پمپ ها برای انتقال گاز از مخازن به شیلنگ ها و تنظیم جریان گاز در سیستم استفاده می شوند. این تجهیزات به بهبود عملکرد دستگاه کمک می کنند و از بروز مشکلات در انتقال گاز جلوگیری می کنند.
۹- پایه و میز برش
میز برش و پایه های تنظیم برای قرار دادن ورق های فولادی و تنظیم موقعیت آن ها در حین برش استفاده می شوند. این تجهیزات به ثبات و دقت در برش کمک می کنند و موجب سهولت در کار می شوند.
۱۰- ابزارهای تمیزکاری
برای آماده سازی سطح ورق های فولادی پیش از برش، از برس های فلزی و جاروبرقی های صنعتی استفاده می شود. این ابزارها به پاکسازی ذرات فلزی و گرد و غبار کمک کرده و کیفیت برش را بهبود می بخشند.
۱۱- تجهیزات نگهداری و حمل و نقل
پالت ها و قفسه ها برای سازماندهی و نگهداری ورق های فولادی و تجهیزات به کار می روند. همچنین، دستگاه های جابجایی مانند جرثقیل ها یا بالابرها برای حمل و نقل ورق های بزرگ و سنگین ضروری هستند.
کلام آخر
موفقیت در فرایند برش با استفاده از هوابرش به میزان زیادی به دقت و کیفیت تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد. انتخاب صحیح مخازن گاز، شیلنگ ها و سایر ابزارهای کلیدی نه تنها تاثیر مستقیم بر کارایی و دقت برش دارد، بلکه ایمنی کاربر را نیز تضمین می کند. به یاد داشته باشید که نظارت مستمر بر وضعیت تجهیزات و رعایت اصول ایمنی می تواند به بهبود نتیجه نهایی و افزایش طول عمر دستگاه ها کمک کند. با توجه به اهمیت هر کدام از این اجزا، آماده سازی و نگهداری درست آنها می تواند به ارتقا عملکرد و ایمنی در عملیات برش ورق های فولادی با سیستم هوا برش کمک شایانی کند.
بدون دیدگاه