در صنایع عمرانی و ساختمان سازی از مقاطع و مصالح بسیاری استفاده میشود که بدون وجود آنها ادامه فعالیت این صنعت نیز امکانپذیر نخواهد بود. پروفیل تیرآهن یکی از این مقاطع است که در انواع مختلفی به تولید میرسد و نقش مهمی در افزایش مقاومت سازه میگذارد. به علل مختلفی که در ادامه به آن میپردازیم، تیرآهن برش داده میشود. چگونگی برش تیرآهن و لزوم انجام آن، موضوعی است که در این مقاله قصد داریم به بررسی آن بپردازیم. با شاهین فلز سپاهان همراه شوید. برای استعلام قیمت تیرآهن به لینک درج شده مراجعه نمایید.
علل برش تیرآهن چیست؟
پیش از آنکه روشهای برش تیرآهن را بررسی کنیم، لازم است ابتدا به این سوال پاسخ دهیم که علت و لزوم برشکاری تیرآهن چیست؟ تیرآهن در شاخههای ۱۲ متری تولید میشود، ولی به هنگام ساخت و ساز با توجه به کاربردی که دارد، لازم است آن را در سایزهای مشخص برش داد.
به عنوان مثال، برای ستون گذاری در ساختمان، با استفاده از برش تیرآهن به روشهای مختلف، از طول تیرآهن کم میشود. همچنین برای قرارگیری تیرآهن در قسمت مورد نظر در سازه، لازم است قسمتهای اتصال را برش داده تا در محل مورد نظر به خوبی جای گیرد و یا برای موارد خاصی نیاز به پانچ کردن تیرآهن در اندازه مشخصی خواهد بود.
برش تیرآهن با چه روشهایی انجام میشود؟
روشهای مختلفی برای برش تیرآهن وجود دارد که هر کدام متناسب با کاربری تیرآهن بکار گرفته میشوند:
روش سرد یا کوپال
این روش به نوعی متداولترین طریقه برش تیرآهن میباشد. در این روش قسمتی که قرار است برش داده شود، بر روی لبه گیوتین قرار داده میشود. سپس با فشار شاسی، تیغههای گیوتین سقوط میکنند و محل مورد نظر برش میخورد.
به بیان بهتر دستگاه مورد استفاده در این روش گیوتین است. دستگاه پانچ و برش هیدرولیکی، بدون تولید براده، برش را انجام میدهند ولی معمولا این روش منجر به دفورماسیون تیرآهن میگردد؛ بنابراین از دستگاه هیدرولیکی برای عملیات جوشکاری استفاده میکنند. لازم به ذکر است که برای برش تیرآهن، باید به تناسب حجم تیرآهن با دستگاه مورد نظر، توجه داشت.
برشکاری به روش سرد دارای چه ویژگیهایی است؟
برشکاری تیرآهن به روش کوپال با ویژگیهای زیر همراه میباشد:
- انعطاف برشکاری از جهت طول و شکل
به طور کلی، برشهایی که با لوازمی مانند گیوتین، قیچی و اره و به روش سرد انجام میشوند، روشهای انعطافپذیر هستند؛ به این دلیل که میتوان تیرآهن را به روشهای مختلف مانند اشکال هندسی ساده تا پیچیده برش داد.
- حفظ خواص فلز
هنگام برش سرد، دمای فلز افزایش زیادی ندارد؛ بنابراین میتوان اینگونه نتیجه گرفت که در روش برشکاری سرد، خواص فلز حفظ شده و هیچگونه تغییری در خواص مکانیکی یا شیمیایی آن رخ نمیدهد.
- سرعت بالا
از دیگر مزایای برشکاری به روش سرد، میتوان به سرعت بالای اجرای آن اشاره کرد؛ چراکه میتوان در کوتاهترین زمان ممکن اشکال هم اندازه تولید کرد. لازم به ذکر است که این روش معایبی نیز دارد. مهمترین آن نیز، هزینه مواد مصرفی است.
قیچی، تیغه و گیوتین، همگی پس از مدتی،فرسوده می شوند و دیگر قابل استفاده نیستند و تعویض آنها هزینههای خود را به همراه دارد. بنابراین میتوان اینگونه نتیجه گرفت که روش برشکاری سرد، در واقع به عنوان روشی هزینهبر شناخته میشود.
روش گرم یا برنول
برنول، یکی از روشهای برش تیرآهن است که به صورت گرم انجام میشود. حرارت ایجاد شده از احتراق گاز استیلن و اکسیژن از نوک مشعل بیرون میآید و سبب ذوب محل برش میشود. انجام برش به روش گرم نسبت به روش سرد یا کوپال، صرفه اقتصادی بیشتری دارد. قابل توجه است که روش برنول به مهارت بالایی احتیاج دارد و برای انجام آن باید افراد متخصص بکار گرفته شوند.
مزایای برش به روش گرم را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد:
- سرعت بالای برشکاری برای حجم بالا
- کاهش میزان ضایعات
- مکانیزه کردن عملیات برشکاری
روش برنول همانند روش کوپال معایبی دارد. برای مثال، برشکاری با روش گرم حتی با دستگاههای مکانیزه نیز ایمنی پایینی دارد. سوختگی و جراحات ناشی از برخورد با جسم گرم، انفجار و غیره، از جمله اتفاقاتی هستند که احتمال دارد در این برشکاری اتفاق بیفتد.
از دیگر معایب استفاده برش گرم، بالا رفتن دمای فلز است که سبب تغییراتی در خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی محل برش میگردد و همین امر خود سبب کاهش استحکام و مقاومت محصول برش خورده خواهد شد.
روش اره آتشی
از دیگر روشهای برش تیرآهن، استفاده از دستگاه اره دیسکی آتیشی یا اره پروفیلبر است. این دستگاهها معمولا به منظور برشکاری در کارگاهها استفاده میشوند. توسط این برش، امکان قطع در زاویه دلخواه به کمک میزکار این نوع اره فراهم شده است.
مزیت مهم این دستگاه، کلید ایمنی خودکار است که چنانچه تیغه در زمان کار شکسته شود، به صورت خودکار دستگاه متوقف میگردد. میزان نیروی برشی، به دست اپراتور است؛ بنابراین باید تجربه کافی برای جلوگیری از اعمال نیروی بیش از حد وجود داشته باشد تا منجر به شکستن تیغه نگردد. اره آتشی برای برش تیرآهن، نبشی و ناودانی کاربرد بسیاری دارد.
روش اره نواری
مناسبترین روش برشکاری تیرآهن هاش سنگین و تیرهای قطور، دستگاه اره نواری است. این دستگاه دارای ارههای دوار است که برش باریکتری نسبت به بقیه ارهها ایجاد میکند و موجب پرتی کمتری در کار میگردد. برای برش فولاد با استفاده از این دستگاه باید از تیغه با جنس فولاد کربن استفاده شود و هنگام عملیات برش، تیرآهن با پاشش آب و صابون خنک می گردد.
روش لیزر
استفاده از اشعه لیزر برای کارهایی که نیاز به دقت و ظرافت بالایی دارند، مانند عملیات سوراخکاری و نقش و نگار روی فلزات، مناسب است. به همین علت از برش لیزری در کارگاهها استفاده نمیشود و بیشتر با هدف برشهای دقیق آزمایشگاهی و صنعتی استفاده میگردد.
برش تیرآهن با دستگاه لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیه الکتریکی یا تابش یک لامپ در محفظه بسته، انجام میگیرد. از مزایای برش تیرآهن با لیزر میتوان به عدم تغییر شکل، دقت بالا، سهولت اجرا، کیفیت بالای سطوح، عدم تمرکز تنش، سرعت زیاد و نداشتن محدودیت در شکل برش اشاره کرد. از لیزر در صنایع مختلفی مانند هوافضا، پزشکی، ساختمان سازی، مکانیک، دریایی و غیره استفاده میشود.
برش تیرآهن با هوا برش
دستگاه هوا برش یکی از انواع روشهای حرارتی برشکاری است و برای برش فلزات با ضخامت 10 تا 2000 میلیمتر و با شعله تقریبا 3500 درجه سانتیگراد انجام میشود. در این روش سرعت انجام عملیات بالا است، صرفه اقتصادی دارد و تولید ضایعات را کاهش میدهد.
روش واترجت
دستگاه برش واترجت یکی از جدیدترین دستگاههای برش تیرآهن است. این دستگاه از ترکیب دو تکنولوژی CNC و برش آب ساخته شده است و قادر میباشد با سرعتی بالا و دقت قابل توجه به برشکاری مواد مختلف مانند سنگ، آهن، استیل، آلومینیوم، شیشه، سرامیک و غیره بپردازد.
در روش واترجت، انرژی مورد نیاز در برش تیرآهن از راه فشار آب خروجی از نازلهای این دستگاه تامین میگردد. آب خروجی میتواند خالص و یا به همراه مواد ساینده باشد. برش با آب خالص برای موادی مانند کاغذ، شیشه، فایبرگلاس و مقوا کاربرد دارد؛ اما برای برش تیرآهن از مواد ساینده استفاده میگردد.
این مواد ساینده، معمولا سیلیکون کاربید، سیلیس یا لعل هستند. همانطور که اشاره شد، در برش تیرآهن با استفاده از واترجت، آب با مخلوطی از مواد ساینده با فشار حدود ۴۰۰۰ بار از یک سوراخ باریک به بیرون رانده شده که سبب برش قطعه خواهد شد.
این روش به علت سرعت و دقت بالایی که دارا است، در صنعت و محیطهای کارخانهای محبوبیت بسیاری دارد. این دستگاه در صنعت ساخت و ساز، آهن آلات، قطعه سازی، نظامی، صنایع هوایی و ماشین سازی نیز کاربرد بسیاری دارد.
روش برش تیرآهن با سنگ فرز
سنگ فرز یکی از قدیمیترین دستگاههای برش مقاطع است. به طور کلی، فرز ابزاری چندکاره است که برای برش، شکلدهی و سنبادهزنی استفاده میگردد. فرز، انواع مختلفی دارد که هرکدام برای مصارف خاصی استفاده میشوند.
با نصب ملحقات مختلف به این دستگاه، به راحتی میتوان انواع فلزات، سنگ، کاشی، بتن و حتی مواد نرمتر مانند پلاستیک، چوب و PVC را برش داد. لازم به ذکر است که فرز آهنبری برحسب اسب بخار سنجیده میشود. در زمان استفاده از این دستگاه، لازم است تیغه همواره در زاویه ۹۰ درجه روی قطعه و محافظی میان کارگر و قطعه قرار گیرد. همچنین، در برش تیرآهن با فرز باید از بخشهای گوشهای شروع کرد تا فشار زیادی به دستگاه وارد نشود.
روش پلاسما
پیچیدهترین و مدرنترین روش برش، روش پلاسما است. علاوه بر برش تیرآهن، از دستگاه پلاسما میتوان برای برش روی هر نوع فلز رسانا، فولاد نرم، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ و غیره نیز استفاده کرد. از مزایای این روش می توان به عدم نیاز به مهارت اپراتور (نسبت به هوا برش) اشاره کرد.
به طوری که در هوا برش چنانچه فرآیند توسط شخص متخصص انجام نشود، ممکن است منجر به اکسید شدن قطعه گردد؛ اما در برش پلاسما انتخاب پیشروی نامناسب، تاثیر کمتری روی قطعه خواهد گذاشت. از معایب این روش نیز میتوان به امکان برق گرفتگی، اشتعال از طریق جرقه و آسیب چشمها در اثر شعله قوس پلاسما اشاره کرد. به همین علت، هنگام کار با دستگاه، لازم است حتما از پوشش محافظ استفاده شود.
جمع بندی
تیرآهن از مقاطع کاربردی در صنعت است که در بعضی موارد و کاربرد، احتیاج به متراژهای پایینتر از آن میشود. به همین علت برای برشکاری آن از روشهای مختلفی همچون برنول، کوپال، پلاسما، واتر جت، اره آتشی، اره نواری، لیزر و سنگ فرز استفاده میگردد که هر یک از روشهای ذکر شده، دارای مزایا و معایب منحصر به خود هستد که در این مطلب به تفصیل به آن پرداخته شد.
منبع(Resource): Laser Beam Cutting
سوالات متداول
برش تیرآهن با لیزر چگونه انجام میشود؟
برش تیرآهن با دستگاه لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیه الکتریکی یا تابش یک لامپ در محفظه بسته، انجام میگیرد.
روش برش آهن با سنگ فرز چیست؟
فرز ابزاری چندکاره برای برش، شکلدهی و سنبادهزنی است که به کمک آن میتوان تیرآهن را برش زد.
برش تیرآهن با آب چگونه امکانپذیر است؟
در روش واترجت، انرژی مورد نیاز در برش تیرآهن از راه فشار آب خروجی از نازلهای این دستگاه تامین شده و تیرآهن را برش میدهد.
