برشکاری مقاطع فلزی به روش واترجت

برش با دستگاه واترجت که یکی از روش های برش فلزات است؛ به منظور حذف مواد اضافی از قطعه مورد نظر به شکل تراشه با استفاده از ابزار مورد استفاده قرار می گیرد. دستگاه واترجت به صورت ایده آل برای برش های سخت که در نهایت منجر به سوددهی بالا می شود، بسیار مناسب است. برشکاری مقاطع فلزی با استفاده از روش واترجت یکی از متداول ترین روش های برشکاری محسوب می شود که مزایا و معایب خاص خود را دارد. برای آگاهی بیشتر درباره دستگاه واترجت و آشنایی با مزایا و معایب آن با ادامه مقاله در آهن ملل همراه باشید.

برش واترجت چیست؟

دستگاه برش واترجت ابزاری است که با استفاده از آب با سرعت و فشار بالا یا مخلوطی از آب و مواد ساینده، می توان فلزات یا مواد دیگر را برش داد. این فرآیند اساساً مشابه فرآیند فرسایش آبی است که در طبیعت یافت می‌شود، اما در ساختار بزرگ تر که به صورت سریع تر و متمرکز تر انجام می گیرد. دستگاه واتر جت در صنایع مختلفی از معدن گرفته تا هوافضا کاربردهایی گوناگونی دارد. از این دستگاه می توان برای عملیاتی مانند برش، شکل دادن و کنده کاری استفاده نمود.

برشکاری با دستگاه واترجت به گونه ای است که در آن آب توسط یک پمپ بسیار قوی، با فشار زیاد داخل یک نازل که دارای قطر خیلی کمی است، هدایت می شود. سرعت آب در این فرآیند تقریبا ۹۰۰ متر بر ثانیه تخمین زده می شود. همان طور که قبلا بیان شد، می توان مواد ساینده را برای برش مواد سخت به این آب تزریق نمود تا روند کار سریع تر و بهتر صورت گیرد.

در نهایت آب و مواد ساینده با فشار ۴۰۰۰ تا ۶۲۰۰ بسته به میزان قدرت پمپ، از نازل خارج می شود و باعث برش طرح بر روی قطعه می گردد. با توجه به موارد ذکر شده در مورد نحوه برش واترجت، خواهید دید که رویکردی بر مبنای اصول CNC (این واژه مخفف Computer Numerical Control می باشد، یعنی دستگاه هایی که از طریق کامپیوتر با سیستم کنترل عددی کار می کنند) دارد.

برای شروع برشکاری با دستگاه واترجت، در ابتدا نیاز است طرح در یکی از نرم افزارهای برداری به صورت خطی طراحی گردد. سپس طرح رسم شده توسط نرم افزاری دیگر به Gcode تبدیل و وارد کامپیوتر دستگاه شود؛ در نهایت طرح مورد نظر بر روی هر مقطعی که زیر نازل باشد، برش داده می شود.

به طور کلی عملیات واترجت به دو روش زیر انجام می‌ شود:

۱.برش واترجت با آب خالص

از این روش برای برش مقاطع نرم مانند پلاستیک، پارچه، کاغذ و ورق های فلزی استفاده می شود.

۲.برش واترجت با آب ساینده

از این روش برای برش مقاطع سخت مانند سرامیک، بتن، مواد معدنی و فلزهای سخت استفاده می شود. در این روش آب، مواد ساینده و هوا با یکدیگر مخلوط می شوند؛ سپس توسط لوله نازل با فشار بر روی جسم پاشیده می شود. با استفاده از این روش می توان ریزترین جزئیات را روی سخت ترین مواد حتی شیشه های ضد گلوله، اجرا نمود.

مزایای استفاده از برش واترجت

استفاده از دستگاه برش واترجت، مزایایی برای صنایع به همراه دارد که این مزایا به شرح زیر است:

• با استفاده از دستگاه واترجت، می توان تمام مواد را بدون هیچ محدودیتی، برش داد.

• این دستگاه توانایی برش سوپر آلیاژها و تیتانیوم را دارد.

• دستگاه واترجت به دلیل ماهیت سردی که دارد، هیچ تنش حرارتی ایجاد نمی کند.

• این دستگاه در برش لبه ها کیفیت بالایی دارد و نیازی به مرحله پرداخت و ماشین کاری ندارد.

• با استفاده از این دستگاه می توان طرح های پیچیده را اجرا نمود.

• دستگاه واترجت قدرت بالایی در برش دارد.

قدرت دستگاه واترجت به قدری زیاد است که قابلیت برش هر ماده ای با هر ضریب سختی را دارد. به علت قدرت بسیار بالایی که دستگاه واترجت دارد تنها ابزاری است که برای برش سوپر آلیاژها و تیتانیوم استفاده می شود. همچنین این برش به علت ماهیت سردی که دارد؛ می توان از آن برای برش موادی که در اثر حرارت، دود سمی تولید می کنند، استفاده نمود.

معایب برش واترجت

استفاده از دستگاه واترجت معایبی دارد که به شرح زیر است:

• سوراخ هایی که با دستگاه واترجت بر روی سطوح ایجاد می شوند، از کیفیت پایینی برخوردار هستند.

• برای انجام برشکاری بر روی مقاطع فلزی که ضخامت بالایی دارند، احتمال کاهش دقت در دستگاه واترجت وجود دارد.

• فرآیند انجام برشکاری با استفاده از دستگاه واترجت تقریبا طولانی است.

اجزای دستگاه واترجت

دستگاه واترجت دارای اجزای مختلفی می باشد که به شرح زیر است:

• سر برش چند قسمتی: سر برش چند قسمتی، تحت کنترل رایانه می باشد که به منظور تعیین زاویه برای برش استفاده می‌ شود.

• پمپ فشار قوی: وظیفه‌ این پمپ تولید جریان آب تحت فشار برای فرآیند برش است.

• محافظ مخزن: این مخزن انرژی جت ساینده را پس از اتمام برش به وسیله‌ موادی که ماشین کاری شده‌ اند، پراکنده می‌کند.

• مخزن محافظ ساینده: این مخزن به همراه سیستم کنترل جریان ساینده، میزان جریان ذرات ساینده که وارد نازل می شوند را می سنجد.

• سیستم حرکت دقیق X-Y : این سیستم برای هدایت دقیق حرکت نازل برای برش قسمت خاصی از یک مقطع استفاده می شود.

• سیستم کنترل کننده مبتنی بر یارانه: وجود این سیستم باعث می شود که حتی افراد کم تجربه بتوانند با دقت بسیار بالایی، مقاطع فلزی را برش بدهند.

• نازل ساینده واترجت: در این قسمت، آب با فشار از طریق یک خروجی که قطر کوچکی دارد عبور می کند، به گونه ای که در نهایت یک فواره آبی ایجاد می شود.

جمع بندی

با مطالعه این مقاله دریافتیم که برش مقاطع فلزی با فشار زیاد آب و با استفاده از دستگاه واترجت را برش واترجت می گویند. فرآیند واترجت به نحوی است که در آن آب توسط یک پمپ بسیار قوی، با فشار زیاد داخل یک نازل با قطر خیلی کم هدایت می شود. در ادامه مقاله نیز با مزایا و معایب دستگاه واترجت آشنا شدیم. از همراهی شما سپاسگزاریم.

سوالات متداول برشکاری مقاطع فلزی به روش واترجت