مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
به عملیاتی که برای فرم دادن ورق صورت می‌گیرد، ورق کاری یا شیت متال گفته می‌شود. ورق کاری کاربرد زیادی دارد و اصولاً فلزات به صورت ورق عرضه می‌شوند. در ورق کاری می‌توان فلز را برش داده، خم کرد و به ورق‌هایی با ضخامت خیلی کم یا همان فویل و یا به ورق‌هایی با ضخامت بیشتر از ۶ میلیمتر به نام پلیت یا فولاد ساختمانی تبدیل کرد.
فلزهای مصرفی ورق کاری
ورق کاری با فلزاتی نظیر فولاد نورد گرم، فولاد نورد سرد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، برنج، مس، قلع، نیکل و تیتانیوم انجام می‌شود.
فرایندهای ورق کاری
عملیات ورق کاری همراه با خم کاری، برشکاری، پرس‌کاری، کشش عمیق و هیدروفرمینگ، رول فرمینگ، مهرزنی، فر کردن لبه، اتصال، سجاف و درزبندی، شکل دهی و مونتاژ انجام می‌شود. در این مقاله توضیحاتی در مورد این فرایندها داده می‌شود.
فرایندهای اصلی ورقکاری شامل برش ورق فلزی و فرم دهی ورق می‌باشد که هر کدام دارای زیر مجموعه‌هایی هست.
برشکاری در ورقکاری
برای انجام ورق کاری در ابتدا باید با یک نیروی قوی، ورق فلز نورد شده مستطیلی مسطح را برش داد. در گذشته از برش کلاسیک یا دایکات استفاده می‌شد، اما امروزه برشکاری با قیچی یا بدون قیچی انجام می‌شود.
برشکاری با قیچی
- برش: منظور از اصطلاح برش در برش با قیچی جدا کردن با برش‌های خطی و مستقیم است.
- پانچ: پانچ کردن جدا کردن قطعه ورق با اعمال نیرو است که با سرعت بالایی انجام می‌شود. همچنین می‌توان از آن برای سوراخ کردن استفاده کرد.
- بلنکینگ: از واژه Blank یعنی جای خالی می‌آید. در این فرایند یک قطعه از ورق با اعمال نیرو از ورق بزرگتر جدا می‌شود. از این برش برای چرخ دنده‌ها، جواهرات و اجزای ساعت استفاده می‌شود.
برشکاری بدون قیچی
از این روش در مواردی که دقت بالا و زمان پردازش سریع مورد نیاز است، استفاده می‌شود که شامل موارد زیر می‌باشد:
– برش لیزر: در این روش پرتو پر انرژی نور روی سطح ورق هدایت و متمرکز شده و ورق فلزی را برش می‌دهد. در واقع در این روش پرتو، فلز زیر خود را تبخیر می‌کند. برش لیزر شامل لیزر فیبر نوری برای مواد باریک‌تر و لیزر بازتابنده برای برش دقیق‌تر است. لیزرهای چند گازی یا CO2 برای بخش‌های ضخیم و قوی مناسب است. هنگامی که لبه تمیز و کامل مورد نیاز باشد، از برش لیزری CNC استفاده می‌شود که در آن گازهای اکسیژن، نیتروژن، هلیوم و دی اکسید کربن به کار برده می‌شود. سرعت لیزر CNC با توجه به ضخامت کار تعیین می‌شود.
برش پلاسما: این روش از دیگر روش‌های برش بدون قیچی است که پرتوهای پلاسمایی شتابدار را به ورق هدایت می‌کند و برای ورق‌های رسانای الکتریکی مناسب است. در این روش از یک جریان متمرکز گاز یونیزه استفاده می‌شود. این کار توسط پلاسمای CNC انجام شده و برش‌های دقیق و پیچیده‌ای ایجاد می‌کند.
برش واترجت: در این روش از دستگاه واترجت استفاده می‌شود که در این حالت برش توسط جریان آب با سرعت بالا انجام می‌گیرد. در این روش لبه‌ها کیفیت خوبی دارند و اعوجاج صورت نمی‌گیرد و برای هر شکل دو بعدی قابل استفاده است.
فرمدهی در ورق کاری
بعد از برشکاری نوبت به فرمدهی می‌رسد. این فرایند شکل دهی را توسط منحنی‌های محور باز یا بسته و طی عملیاتی خمشی و پیوسته انجام می‌دهند و شامل خمکاری، سجاف، درزبندی، فر کردن و سوراخ کاری می‌شود.
خمکاری ورق
خمکاری فرایندی صنعتی و از جمله فرایندهای ضروری ورق کاری است که شامل قطعات بزرگ و کوچک می‌شود. این فرایند موجب ایجاد فشار درونی و کشش بیرونی در فلزات می‌شود و روشی برای ساخت محصولات گوناگون به حساب می‌آید. خمکاری شامل عملیاتی با اعمال نیرو برای شکل دهی به ورق است. این نیروی خارجی فقط ویژگی‌های خارجی را تغییر می‌دهد و طول و ضخامت یکسان باقی می‌ماند. خمکاری عموماً در حالت سرد انجام می‌گیرد، اما گاهی هم با دمای بسیار زیاد همراه است. عملیات خمکاری توسط دستگاه خم و قالب پانچ است و یک قطعه ممکن است چندین بار خمکاری شود تا به شکل مورد نظر برسد.
خمکاری در واقع فرایند تغییر شکل حول محور خطی بدون تغییر یا با تغییر اندک است. در خمکاری هر محور باید خطی و مستقل از بقیه باشد. خمکاری شامل فر کردن لبه، تابگیری ورق که خود شامل کشش عمیق و اکسپندینگ است، سجاف و درزبندی، اتوکشی است.
اصول خمکاری در ورق کاری
برای اطمینان از طراحی درست باید از اصول طراحی پیروی کرد. خمکاری و ورق کاری با توجه به جنس ورق، ضخامت، فرم مورد نظر و مقدار خمش ، روش‌هایی دارد که باید روش مناسب و دستگاه مناسب آن انتخاب شود.
- با توجه به خاصیت الاستیک ورق، تنش‌های موجود در ماده سبب عقب رفتن ورق بعد از خم شدن می‌شود، برای همین بهتر است ورق بیشتر خم شده تا شعاع و زاویه مورد نظر به دست آید.
- تحمل یک درجه تلورانس در همه زوایا قابل قبول است.
- طول لبه باید ۴ برابر ضخامت ورق باشد.
- حداقل شعاع با توجه به کاربردها متفاوت است اما اگر از حد توصیه شده کمتر شود، اعوجاج در فلزات نرم و شکستن در فلزات سخت رخ می‌دهد.
- لبه خم باید بلند باشد تا پس از خم کاری به قسمت‌های بالای قاب برسد.
- خمکاری نزدیک سوراخ‌ها ممکن است موجب تغییر شکل سوراخ شود.
- اگر خم کاری نزدیک لبه باشد ممکن است پارگی رخ دهد و این پارگی ممکن است یک چاک ساده، چاک مستطیلی و یا نقطه‌ای باشد. عمق چاک باید بیشتر از شعاع خم باشد.
اصطلاحات مهم خمکاری
ابعاد مهم در تنظیم ورق در خمکاری شامل ضخامت ورق، ضریب K و شعاع خم است که باید بررسی شده و با ابزاری که در تولید استفاده می‌شود مطابقت داشته باشد. اصطلاحات مهم خمکاری شامل موارد زیر است:
- خط خم: خطی مستقیمی در دو طرف سطح خم است که ابتدا و انتهای خم را مشخص می‌کند.
- زاویه خم: این زاویه بین فلنج خم شده و موقعیت ورق اصلی است.
- شعاع خم: فاصله محور تا لایه میانی خم است.
- محور خنثی: منطقه‌ای است که ثابت باقی می‌ماند و کشیده و فشرده نمی‌شود.
- مقدار خم: طول محور خنثی بین خم و طول قوس است. مقدار خم با طول لبه خم برابر طول کلی است.
فر کردن لبه در ورقکاری
از این فرایند برای ایجاد لبه و از بین بردن لبه‌های تیز در ورقکاری استفاده می‌شود. در این فرایند پلیسه‌ها باید به سمت خارج هدایت شوند.
سجاف و درزبندی در ورقکاری
در این حالت ورق بر روی خودش برمی‌گردد. در لبه‌دار کردن یا سجاف کردن، لبه ورق به تنهایی روی خودش برمی‌گردد و در درزبندی لبه دو ورق مختلف داخل هم برمی‌گردد. در درزبندی می‌توان انتهای دو ورق فلزی را با نوعی قفل مکانیکی به یکدیگر متصل کرد.
هیدروفرمینگ ور ورقکاری
فرایند مشابه کشش عمیق است و فشار هیدرواستاتیک فوق العاده به قطعه خام روی قالب وارد می‌شود و تغییر شکل با توجه به قالب صورت می‌گیرد.
شکل دهی تدریجی ورق
اتو کشی از جمله فرایندهای شکل دهی ورقکاری است و موجب ضخامت یکنواخت می‌شود. اتوکشی با عبور قطعه استوانه‌ای کشیده شده از یک پانچ و قالب، دیواره قطعه را نازک می‌کند و کشیده‌تر می‌شود. در حالی که قاعده استوانه بدون تغییر می‌ماند. قوطی‌های آلومینیومی نوشابه حاصل این فرایند هستند.
رول فرمینگ
برای تولید پروفیل باز یا لوله‌های جوش داده شده با طول زیاد یک عملیات خمش مداوم انجام می‌شود که این فرایند رول فرمینگ نام دارد.
اصول طراحی ورقکاری بهینه
طراحی ورق کاری یا شیت متال دیزاین تاثیر مهمی در محصولات یک شرکت دارد. یک طراحی خوب، باید قطعات را متناسب با فناوری‌های در دست تولید کند. فرایندها را کاهش داده، احتمال خطا را پایین آورد، کارایی را افزایش داده و از هزینه‌ها بکاهد. در طراحی بهینه باید قطعه بلند خم شود و قطعات کوتاه جوش داده شوند. در طراحی نرم‌افزار CAM برای پرس بریک موجب تجسم درست می‌شود که کدام قطعه باید خمکاری و کدام باید جوش زده شود. همچنین باید نحوه مونتاژ و نگهداری قطعات در حین جوشکاری مشخص شود.
