تیرآهن ها در شاخه هایی به طول ۱۲ متر تولید می شوند. معمولا تمامی انواع تیرآهن ها پس از تولید و هنگام استفاده در ساختمان سازی، به عملیات برشکاری و کاهش طول نیاز دارند. برشکاری تیرآهن با دستگاه های مختلفی صورت می گیرد؛ مانند دستگاه هوابرش، واترجت، دستگاه لیز، دستگاه پلاسما، گیوتین و … . با وجود تنوع دستگاه های برش، اما تمامی دستگاه ها به دو روش گرم یا بارنول و روش سرد یا کوپال عملیات برشکاری را انجام می دهند. در این مقاله از دانشنامه آهن ملل ابتدا دلایل نیاز به برش تیرآهن را بیان می کنیم و سپس دو روش گرم و سرد برشکاری و انواع دستگاه های برش را معرفی می کنیم. با آهن ملل همراه باشید.
نسخه صوتی مقاله برش تیرآهن
علت برش تیرآهن چیست؟
تیرآهن ها در شاخه های ۱۲ متری تولید می شوند، ولی در زمان ساخت و ساز با توجه به کاربرد در سازه، لازم است این پروفیل را در سایزهای مشخص برش داد. به طور مثال، برای ستون گذاری در ساختمان، با استفاده از برش تیرآهن به روش های مختلف، از طول تیرآهن کاسته می شود. همچنین برای قرارگیری تیرآهن در قسمت مورد نظر در سازه، لازم است قسمت های اتصال را برش داده تا در محل مورد نظر به خوبی جای گیرد و یا برای موارد خاصی نیاز به سوراخ کردن تیرآهن در اندازه مشخصی خواهد بود. در همه این موارد، به برش تیرآهن نیاز خواهد بود. همچنین در تولید تیرآهن لانه زنبوری، یکی از مهم ترین فرآیندها برش تیرآهن و سپس ساخت این نوع تیرآهن می باشد.
از انواع تیرآهن چه می دانید؟
علاوه بر موارد فوق، گاهی از برش تیرآهن برای تبدیل آن به سپری استفاده می شود. این کار با برش طول جان در تیرآهن انجام می شود. به طور مثال، با برش طول جان تیرآهن ۱۶، سپری ۸ ایجاد می شود. در همه مواردی که بیان کردیم برش تیرآهن باید از روش های استاندارد و اصولی با کمترین میزان خطا و پرتی صورت گیرد.
نکته: تیرآهن، ممکن است با متراژهای متفاوت و کمتر از ۱۲ تولید شود که به آن ها تیرآهن نرمال می گویند. برخی از مشتریان، به تیرآهن در سایزهای مشخصی نیاز دارند که برای این کار لازم است طول پروفیل کوتاه شود. برای این منظور می توان از تیرآهن نرمال نیز استفاده کرد.
روش های برش تیرآهن
روش های مختلفی برای برش تیرآهن وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب مخصوص به خود را دارند؛ اما به طور کلی، تمامی روش های برش پروفیل آهن را می توان در دو دسته زیر قرار داد:
- روش سرد (کوپال)
- روش گرم (بارنول)
در ادامه، هر دو روش گرم و سرد را توضیح می دهیم و سپس دستگاه های مختلفی را معرفی می کنیم که برای این منظور استفاده می گردد.
۱- برش تیرآهن به روش سرد (کوپال)
برش سرد، روشی برای برش مواد بدون استفاده از حرارت است. استفاده از این روش به دلیل عدم تولید جرقه، امن ترین روش برای برش مقاطع فولادی در محیط های خطرناک مانند صنعت نفت، گاز و پتروشیمی است. در ساختمان سازی و برای برش مقاطعی مانند تیرآهن نیز از این روش استفاده می شود. از معمول ترین دستگاه های برش سرد می توان به اره های برش سرد و دستگاه های واترجت اشاره کرد.
مزایا و معایب برشکاری سرد
برشکاری سرد، خصوصیات و مزایای خاصی به همراه دارد که شامل موارد زیر است:
- سرعت بالا: از مزایای برشکاری به روش سرد، سرعت اجرای آن است؛ به گونه ای که می توان به صورت انبوه، اشکال هم اندازه تولید کرد.
- انعطاف برشکاری: برشکاری به روش سرد با ابزارهایی مانند اره، گیوتین و قیچی از جمله روش های منعطف هستند که با استفاده از آن ها می توان تیرآهن را به روش‌های مختلف و از اشکال هندسی ساده تا پیچیده، برش داد.
- حفظ خواص فلز: دمای فلز، هنگام برش سرد افزایش زیادی ندارد. به همین جهت در این روش، هیچ تغییری در خواص مکانیکی یا شیمیایی آن رخ نداده و همگی حفظ می شود.
همچنین، معایب برشکاری به روش سرد را می توان به صورت زیر بیان کرد:
- هزینه مواد مصرفی: یکی از مهمترین معایب برشکاری به روش سرد، هزینه متریال مصرفی در دستگاه می باشد. به عنوان مثال، هنگام استفاده از دستگاه، بعد از مدتی متریال های مصرفی از جمله گیوتین، قیچی و تیغه برش فولاد فرسوده می شوند و دیگر قابل استفاده نخواهند بود. به همین جهت، استفاده از این روش، به عنوان یک روش پرهزینه شناخته می شود.
- نیاز به فضای مناسب: در این روش برشکاری به فضای کافی و مناسب برای جایگیری دستگاه ها و همچنین انجام عملیات برشکاری نیاز است.
۲- برش تیرآهن به روش گرم (بارنول)
برش به روش گرم یا برش حرارتی، یکی از مهمترین فرآیندهای برشکاری در صنایع است (مانند مهندسی سازه، ساخت ماشین آلات، ساخت تجهیزات کشتی سازی، تولید فلزات و …). برش حرارتی به معنای استفاده از انرژی در اشکال مختلف برای بریدن هر شکلی از آهن و حتی مواد غیرآهنی است. در برش تیرآهن نیز از انواع دستگاه های برش حرارتی استفاد می شود؛ از جمله دستگاه برش پلاسما و دستگاه برش لیزری.
مزایا و معایب برشکاری گرم
اگرچه مزایای برشکاری به روش گرم بیشتر است، اما با این حال، آشنایی با مزایا و معایب آن به انتخاب روش درست برش تیرآهن، کمک به سزایی خواهد کرد.
مزایا: مهم ترین مزایای برشکاری به روش گرم شامل موارد زیر می شود:
- سرعت بالا: برشکاری به روش گرم سریع تر از روش های برشکاری سرد است.
- تولید ضایعات کم: انواع روش های برشکاری گرم، در زمان استفاده، ضایعات کمی تولید می کنند.
- مکانیزه کردن عملیات برش: استفاده از دستگاه های اتوماتیک و پیشرفته باعث شده است این روش، بیشتر به منظور برش های دقیق آزمایشگاهی و صنعتی استفاده گردد.
- سرعت بالای برشکاری با حجم زیاد: مکانیزه بودن این روش، باعث افزایش سرعت آن می شود.
- کاهش میزان ضایعات: روش گرم نسب به روش سرد ضایعات کمتری تولید می کند.
معایب: روش گرم، دارای معایبی نیز هست که در ادامه بیان می کنیم:
- تولید گاز و مواد سمی: برخی روش های برشکاری گرم، حین اجرا گازهای سمی تولید می کنند.
- ایمنی کم: ممکن است کارگر به علت جراحات ناشی از برخورد با جسم گرم یا از سوختگی صدمه ببیند؛ بنا بر این می توان گفت که روش گرم، ایمنی پایینی دارد. این مشکل، حتی با استفاده از دستگاه های مکانیزه برطرف نخواهد شد.
- تغییر ساختار در محل برش: با افزایش دمای فلز، در خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی محل برش تغییراتی ایجاد می شود که ممکن است استحکام و مقاومت محصول را کاهش دهد.
انواع دستگاه برش تیرآهن
حال که با دو روش گرم و سرد در برش تیرآهن آشنا شدیم، به معرفی دستگاه های مختلف برش این مقطع فولادی می پردازیم. برش تیرآهن با استفاده از دستگاه های پیشرفته و مدرن با ایمنی بالا، دقت و سرعت انجام می شود. البته این نکته را در نظر داشته باشید برای برش تیرآهن، باید متناسب با حجم تیرآهن، دستگاه مورد نظر را انتخاب کرد.
۱- برش تیرآهن با دستگاه قیچی گیوتین
دستگاه گیوتین، یکی از ابزارهای برش تیرآهن به روش سرد است. این قیچی ها در دو نوع دستی یا ماشینی ساخته می شوند. گاهی در ساختار قیچی های گیوتین، ممکن است از مکانیزم لنگ یا هیدرولیک برای راحتی در حرکت استفاده شود؛ اما در کل، اجزای مهم قیچی های گیوتین مکانیکی و هیدرولیکی مشترک و یکسان است. در برش با استفاده از گیوتین، قسمتی که قرار است برش بخورد وارد دستگاه شده و بعد از عبور از تیغه های غلتکی برش می خورد و از سمت دیگر دستگاه خارج می گردد.
۲- برش تیرآهن با دستگاه پانچ و برش هیدرولیکی
دستگاه پانچ و برش هیدرولیکی نیز یکی دیگر از دستگاه های برش تیرآهن می باشد و با استفاده از آن، برش تیرآهن بدون تولید براده انجام می گیرد؛ اما معمولاً سبب دفورماسیون تیرآهن می شود. بنا بر این از دستگاه هیدرولیکی، بیشتر برای عملیات جوشکاری استفاده می کنند.
۳- برش تیرآهن با دستگاه هوا برش
یکی از دستگاه های برش گرم تیرآهن، استفاده از دستگاه هوا برش می باشد. در این دستگاه، حرارت ایجاد شده از احتراق گاز استیلن و اکسیژن از نوک مشعل بیرون آمده و باعث ذوب محل برش می شود. استفاده از این روش در مقایسه با روش های سرد، هزینه کمتری در پی دارد؛ اما هنگام استفاده از روش هوا برش، به افراد متخصص و مهارت بالا نیاز داریم. از مهمترین مزایای این روش نیز می توان به کاهش ضایعات، مکانیزه کردن عملیات برشکاری و سرعت بالای برشکاری با حجم زیاد، اشاره کرد.
۴- برش تیرآهن با اره آتشی
نام های دیگر اره آتشی، اره دیسکی آتشی یا اره پروفیل بر است. استفاده از اره آتشی به عنوان دستگاه برش آهن به دلیل راحتی کار و همچنین افزایش سرعت و کاهش اتلاف وقت، یکی از متداول ترین روش های برش تیرآهن می باشد. معمولاً از این دستگاه برای برشکاری در کارگاه ها استفاده می شود. علاوه بر سرعت کار، این دستگاه به دلیل داشتن کلید ایمنی خودکار، امنیت بالایی دارد؛ به طوری که اگر تیغه در زمان کار شکسته شود، دستگاه به صورت اتوماتیک متوقف می شود. از دیگر مزایای این دستگاه، امکان قطع در زاویه دلخواه به کمک میزکار می باشد.
در این روش، میزان نیروی برشی که به قطعه وارد می شود، در دست اپراتور است؛ به همین دلیل، اپراتور باید تجربه کافی داشته باشد تا با اعمال نیروی بیش از حد، باعث شکستن تیغه نشود. بیشترین کاربرد اره آتشی برای برش تیرآهن، نبشی و ناودانی است.
۵- برش تیرآهن با اره نواری
اره نواری، دارای اره های دوّاری است که برش باریک تری نسبت به دیگر اره ها ایجاد می کند و موجب پرتی کمتری در کار می شود. 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.
اره نواری، مناسب ترین روش برشکاری برای تیرهای هاش سنگین و بزرگ است. همچنین برای برش چوب های ظریف و ضخیم نیز استفاده می شود.
۶- برش تیرآهن با دستگاه لیزر
استفاده از اشعه لیزر برای کارهایی که نیاز به دقت و ظرافت بالایی دارد، مانند عملیات سوراخکاری و نقش و نگار روی فلزات مناسب است. به همین دلیل از برش لیزری در کارگاه ها استفاده نمی شود و بیشتر به منظور برش های دقیق آزمایشگاهی و صنعتی استفاده می گردد. برش تیرآهن با دستگاه لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیه الکتریکی یا تابش یک لامپ در محفظه بسته، انجام می گیرد.
از مزایای برش تیرآهن با لیزر می توان به عدم تغییر شکل، دقت بالا، سهولت اجرا، کیفیت بالای سطوح، عدم تمرکز تنش، سرعت زیاد و نداشتن محدودیت در شکل برش اشاره کرد. همچنین در صنایع مختلفی از جمله صنایع هوافضا، پزشکی، ساختمان سازی، مکانیک، دریایی و غیره کاربرد وسیع دارد.
۷- برش تیرآهن با دستگاه پلاسما
روش کار دستگاه برش پلاسما، پیچیده است و یکی از مدرن ترین دستگاه های برش تیرآهن می باشد. علاوه بر برش تیرآهن از دستگاه پلاسما می توان برای برش روی هر نوع فلز رسانا، فولاد نرم، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ (استنلس استیل) و … نیز استفاده کرد. از مزایای این روش، عدم نیاز به مهارت اپراتور (نسبت به هوا برش) می باشد. به طوری که در هوا برش اگر پیشروی توسط اپراتور مناسب انتخاب نشود، ممکن است باعث اکسید شدن قطعه شود؛ اما در برش پلاسما انتخاب پیشروی نامناسب، تاثیر کمتری روی قطعه دارد. از معایب این روش نیز می توان به امکان برق گرفتی، اشتعال از طریق جرقه ها و آسیب چشم ها در اثر شعله قوس پلاسما اشاره کرد. به همین دلیل، هنگام کار با دستگاه، لازم است حتما از پوشش محافظ استفاده شود.
در تصویر زیر می توانید مقایسه دستگاه برش لیزر و پلاسما را از نظر دقت در برش و ضخامت مواد برش داده شده مشاهده کنید.
۸- برش تیرآهن با دستگاه واترجت (برش فولاد با آب)
دستگاه برش واترجت یکی از جدیدترین دستگاه های برش تیرآهن می باشد. این دستگاه با الهام از برش لیزری و با ترکیب دو تکنولوژی CNC و برش آب ساخته شده است. دستگاه واترجت، قادر است با سرعتی بالا و دقت بسیار به برشکاری مواد مختلف از جمله سنگ، آهن، استیل، آلومینیوم، شیشه، سرامیک و … بپردازد.
در این روش، انرژی مورد نیاز در برش تیرآهن از راه فشار آب خروجی از نازل های این دستگاه تامین می شود. آب خروجی می تواند خالص 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 می شود. این مواد ساینده، معمولا سیلیکون کارباید، سیلیس یا لعل می باشد.
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 می شود که منجر به برش قطعه می گردد. از این روش به دلیل سرعت و دقت بالایی که دارد در صنعت و محیط های کارخانه ای به وفور استفاده می شود. استفاده از این دستگاه در صنعت ساخت و ساز، آهن آلات، قطعه سازی، نظامی، صنایع هوایی و ماشین سازی نیز کاربرد بسیاری دارد.
۹- برش تیرآهن با دستگاه سنگ فرز
سنگ فرز که حتما با نام آن آشنا هستید، یکی از قدیمی ترین دستگاه های برش مقاطع می باشد. به طور کل، فرز، ابزاری چندکاره است که برای برش، شکل دهی و سنباده زنی استفاده می گردد. فرز، انواع مختلفی دارد که هرکدام برای مصارف خاصی کاربرد دارند. با نصب ملحقات مختلف به این دستگاه به راحتی می توان انواع فلزات، سنگ، کاشی، بتن و حتی مواد نرم تر، مانند پلاستیک، چوب و PVC را برید. همچنین فرز آهن بری را برحسب اسب بخار می‌سنجند. برای مثال، مینی فرز ۱۰۰۰ وات یا یک کیلو وات.
در زمان استفاده از این دستگاه، لازم است همیشه تیغه را در زاویه ۹۰ درجه روی قطعه قرار داد و مراقب بود که محافظی بین کارگر و قطعه قرار گیرد. همچنین، در برش تیرآهن با فرز باید از بخش های گوشه ای شروع نمود و فشار زیادی به دستگاه وارد نکرد و فقط اجازه دهید دیسک، کار خود را انجام دهد.
جمع بندی
پس از تولید تیرآهن، بایستی آن را در مقاطع مورد نیاز برش داد. برش تیرآهن به روش های مختلفی صورت می گیرد. همانطور که در این مقاله توضیح داده شد، دو روش گرم و سرد برای بریدن آهن استفاده می شود که هر کدام از آن ها دارای معایب و مزایای مربوط به خود هستند. همچنین امروزه از دستگاه های پیشرفته و مدرن برای این فرآیند استفاده می شود و ایمنی، سرعت و دقت بالایی دارند.
سوالات متداول برش تیرآهن
دستگاه های برش تیرآهن کدام است؟
از جمله این دستگاه ها می توان به دستگاه هوابرش، واتر جت، لیزر، دستگاه پلاسما، اره نواری و … اشاره کرد.
برش تیرآهن به چه روش هایی انجام می شود؟
به طور کلی، انواع دستگاه برش تیرآهن به دو روش گرم (بارنول) یا سرد (کوپال)، برش این مقطع فولادی را انجام می دهند.
سلام خسته نباشید
ببخشید یه سوال داشتم
برای برش تیرآهن لانه زنبوری از کدوم از این دستگاه ها استفاده میشه؟
سلام وقتتون بخیر
در ایران برای برش تیرآهن لانه زنبوری معمولا از دستگاه مخصوصی استفاده می شود که به آن دستگاه برش لانه زنبوری تیرآهن می گویند. در این دستگاه با استفاده از چرخش غلتک ها، تیرآهن به جلو هدایت شده و تیغه های مخصوص، برش های چندضلعی در جان تیرآهن ایجاد می کند و در نتیجه تیرآهن به دو نیم تقسیم می شود. در مقاله معرفی تیرآهن لانه زنبوری می توانید در مورد روش های برش تیرآهن لانه زنبوری بیشتر بخوانید.