هوابرش که با نام دیگر هواگاز نیز شناخته می شود، یکی از انواع فرآیندهای برشکاری فلزات به شمار می آید. در این فرآیند با استفاده از سوخت و اکسیژن جهت جداسازی و برش فلزات مختلف استفاده می کنند که این سوخت ممکن است شامل موادی نظیر استیلن، پروپان، پروپیلن، گاز طبیعی و MAPP باشد. از این رو بسته به نوع فلز، ضخامت، میزان فشاری قابل وارد و تمامی این موارد باید سوخت مد نظر برای هوابرش انتخاب شود.
جالب است بدانید هوابرش یکی از روش های قدیمی برشکاری فلزات به شمار آمده و به همین علت از نظر قیمت و هزینه، مقرون به صرفه نیز می باشد. از سوی دیگر دستگاه مخصوص هوابرش نوعی فرآیند برش حرارتی می باشد و برای مقاطع فلزی در بازه ضخامتی 5/0 تا 25 میلی متر مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به بررسی جزئیات این فرآیند، تجهیزات آن، دستگاه ها، مزایا و معایب آن نیز پرداخته ایم تا در زمان انجام خدمات بر روی فلزات مد نظر خود، اطلاعات کافی در مورد این روش نیز داشته باشید.
تاریخچه هوا برش
به صورت کلی تاریخچه فناوری و فرآیند هوابرش به سال 1903 بر می گردد؛ به طوری که در کشور فرانسه اتفاق افتاد. در این زمان دو مهندس فرانسوی به نام های Charles Picard و Edmond Fouche از روش هوا برش برای جوش دادن دو فلز به یک دیگر استفاده کردند و در این فرآیند به جای هوا، اکسیژن خالص را مورد استفاده قرار دادند. از این رو شعله گرمایی حاصل از این فرآیند حدود 2000 تا 4000 درجه سانتی گراد می باشد.
لازم به ذکر است در صورتی که در این فرآیند جدا از اکسیژن از گازهای دیگری نیز استفاده شود، میزان شعله ایجاد شده متفاوت است. به طوری که شعله های حاصل از پروپان و هوا، دمایی در حدود 2000 درجه، اکسیژن و پروپان 2500 درجه و اکسیژن و استیلن نیز دمایی در حدود 3500 درجه می سوزانند.
دستگاه هوا برش
به صورت کلی برای انجام فرآیند هوابرش با استفاده از اکسیژن نیاز به دستگاه مخصوص برش می باشد؛ به طوری که ابتدا دمای ذوب فلز ابتدایی و قابل برش باید بررسی شود و سپس در طی آن مخلوطی از اکسیژن و گاز سوخت متناسب با دمای اشتعال فلز فراهم می گردد. این سوخت و مقدار درصد آن تعیین کننده میزان تمیزی برش در نهایت می باشد؛ با این وجود باید دقت داشته باشید در زمان مخلوط کردن اکسیژن و یکی از گاز ها برای تأمین سوخت، دمای اشتعال آن ها باید از نقطه ذوب فلز کمتر باشد. زیرا در نهایت منجر به آب شدن فلز خواهد شد.
در مرحله بعدی باید جریان اکسیژن خالص را به سمت ناحیه ای که از پیش گرم شده است، هدایت کرد تا با ایجاد یک واکنش شیمیایی گرماده مواجه شویم. سپس در طی این واکنش، اکسیدآهن یا سرباره آهن به وجود آمده و جریان اکسیژن نیز سبب جداسازی و سوراخ شدن فلز در طی اکسیداسیون به وجود آمده می شود. از این رو حساسیت این فرآیند بالا می باشد و برای انجام خدمات برش ورق در اصفهان یا سایر شهرها بهتر است از مرکز فروش های معتبر و تولیدکنندگان محصولات فولادی کمک بگیرید.
انواع دستگاه هوا برش
بهتر است بدانید انواع دستگاه هوابرش بر اساس نوع کار و عملیاتی که انجام می دهند، به دو نوع اصلی برقی و دستی تقسیم بندی می شوند. نحوه کار این دستگاه ها با یک دیگر متفاوت می باشد؛ به همین علت در ادامه به بررسی هر کدام به صورت جداگانه پرداخته ایم:
برقی
به صورت کلی دستگاه هوابرش برقی با دقت و حساسیت بیشتری به برشکاری فلزات می پردازد. عمده ولتاژ این دستگاه نیز بین 110 تا 220 ولت بوده و از سوی دیگر به صورت برش ریلی کار می کند. این موضوع به سبب حرکت قطعات فولادی بر روی ریل هایی با طول های متفاوت می باشد. بر روی دستگاه هوابرش برقی نیز پرگاری وجود دارد که می توان با استفاده از آن قطعاتی به شکل دیسک، فلنج ها و … را جهت اتصالات لوله ها و گازها به کار گرفت. همچنین این دستگاه قادر است برش های گرد اریب و صاف را نیز ایجاد کند.
دستی
نوع دوم دستگاه های هوابرش با نام دستی شهرت یافته است. همان طور که از نام این دستگاه پیداست، به صورت دستی باید برشکاری فلزات را با استفاده از آن انجام داد؛ از این رو دقت آن ممکن است کمی نسبت به دستگاه هوابرش برقی کمتر باشد. برای استفاده از دستگاه هوابرش دستی نیز از فلز برنج استفاده می کنند. همچنین قابلیت ایجاد برش هایی در عمق 100 متر نیز با استفاده از آن امکان پذیر می باشد. با این وجود رعایت نکات ایمنی نباید فراموش شود.
حتما بخوانید: انواع روش های برشکاری ورق های فولادی
انواع شعله ها در دستگاه هوا برش
همان طور که در ابتدا مطلب اشاره شد، با توجه به نوع قطعه، میزان نقطه ذوب، دستگاه مد نظر و میزان عمق برشکاری با استفاده از دستگاه هوا برش، شعله های مختلفی ممکن است انتخاب شوند. هر کدام از این شعله ها با یک دیگر متفاوت بوده و میزان استفاده از آن ها در ترکیب با اکسیژن نیز بسته به شرایط تفاوت دارد. در ادامه به بررسی اختصاری هر کدام پرداخته ایم:
- شعله با مقدار گاز بیشتر (carburizing Flame) :
زمانی که برای ترکیب اکسیژن با یک ماده دیگر، مقدار استیلن موجود بیشتر از اکسیژن باشد، به آن شعله با مقدار گاز بیشتر می گویند. همچنین این شعله خود نیز دارای سه قسمت جداگانه شامل آبی، سفید و آبی کم رنگ می باشد. تفاوت این سه ناحیه در مخروط نهایی می باشد؛ به طوری که در شعله آبی مخروط داخلی آبی رنگ، در شعله سفید مخروط سفید رنگ میانی و در شعله آبی کم رنگ شعله خارجی به رنگ آبی کم رنگ می باشد.
- شعله خنثی (Neutral Flame) :
نوع دوم شعله های ترکیبی با اکسیژن با نام خنثی شناخته می شود؛ زیرا در زمانی به وجود می آید که ترکیب حجمی خروجی، از گاز های اکسیژن و استیلن به یک مقدار تشکیل شده باشد. از طرفی دیگر شعله خنثی در ترکیب اصلی قطعه تغییری به وجود نمی آورد و از این رو جهت برشکاری بیشتر مقاطع فلزی متناسب است.
این نوع شعله نیز شامل دو منطقه داخلی و خارجی می باشد؛ به طوری که قسمت داخل مخروطی سفید رنگ، نوک گرد و صاف داشته و به راحتی قابل مشاهده است. در صورتی که منطقه خارجی با سوزاندن گاز اکسیژن و استیلن با یک دیگر تشکیل شده و شعله آبی با گوشه های ارغوانی کم رنگ دارد.
- شعله اکساینده (Oxidizing Flame)
و در نهایت سومین شعله اکساینده نامیده شده و میزان گاز اکسیژن در آن بیشتر از گاز مخلوط و ترکیبی می باشد. به همین علت شعله نهایی قابلیت اکسایش بیشتری خواهد داشت. البته از نظر شباهت، شعله اکساینده شبیه به نوع خنثی می باشد و اصلی ترین تفاوت میان آن ها در مخروط داخلی تشکیل شونده می باشد. به طوری که شعله اکساینده دارای مخروط داخلی کوتاه نوک تیز و رنگ ارغوانی کم رنگ می باشد؛ در صورتی که شعله خنثی به این شکل نیست.
تجهیزات دستگاه هوا برش
تجهیزات دستگاه های هوابرش از نوع برقی و دستی شامل چند قطعه مختلف به نام های رگلاتور، مشعل، شلنگ گاز، شیر یک طرفه و مشعل برش می باشند که در ادامه به بررسی اختصاری هر کدام پرداخته ایم:
- شلنگ گاز: به صورت کلی در دستگاه هوا برش برای انتقال گازها از یک نقطه به نقطه ای دیگر، یک سری شلنگ های گاز مورد استفاده قرار می گیرند که قطر بسیار زیادی را نیز به خود اختصاص می دهند. در واقع قطر بالا سبب استحکام و مقاومت بیشتر این قطعات در برابر ضربه، صدمه و آسیب های ناشی از نشتی گاز در آینده خواهد شد. همچنین بیشتر در دستگاه هوابرش شلنگ های گاز دوتایی مورد استفاده قرار می گیرند.
- رگلاتور: این قطعه جهت تنظیم شدن فشار انواع گاز در دستگاه هواگاز به کار برده می شود.
- شیر یک طرفه: همان گونه که از نام این قطعات پیدا است، می توان گفت شیر های یک طرفه فقط از یک جهت و سمت سبب انتقال جریان سیال خواهند شد. در روش هوابرش یا هواگاز نیز از گاز استیلن استفاده شده که ممکن است مشتعل و منفجر گردد؛ از این رو شیر یک طرفه بازدارنده انفجار به حساب می آید.
- مشعل: یکی دیگر از قطعات دستگاه هوابرش مشعل می باشد که در یک فضای ایمن با ترکیب هوا و سوخت سبب تبدیل انرژی سوخت به گرما خواهد شد. به سبب این سوخت، گاز تولید شده که از دو طریق جا به جایی و تشعشع به محیط نیز منتقل می گردد. در واقع عملکرد اصلی مشعل ایجاد گرمایش می باشد.
- مشعل برش: در نهایت آخرین تجهیزات دستگاه هوابرش، مشعل برش می باشد که از آن در برشکاری قسمت مشخصی از مقاطع فلزی استفاده می کنند. به طوری که بخشی از قطعه فلزی با استفاده از حرارت گرم شده و پس از افزایش دما، دستگیره دستگاه برای دمیدن اکسیژن فشرده می شود. سپس با این واکنش اکسیژن با فلز داغ ترکیب شده و اکسید، گرما و حرارت به وجود می آیند تا منجر به انجام عملیات برشکاری شوند.
حتما بخوانید:برشکاری لیزری چیست
مراحل انجام هوا برش
انجام برشکاری هر کدام از ورق های فولادی نظیر سیاه، گالوانیزه، روغنی، استیل، رنگی و … با استفاده از دستگاه هوابرش شامل چند مرحله اصلی می باشد که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم:
- ابتدایی ترین مرحله به کنترل کردن فشار گازهای مورد استفاده در این فرآیند می باشد که با استفاده از رگلاتور، فشار گاز های اکسیژن و سوخت مورد نظر را تنظیم می کنند.
- سپس مشعل را روشن کرده و سپس شعله تنظیم خواهد شد.
- در مرحله سوم محل قابل برشکاری را با استفاده از شعله گرم می کنند تا به دما متناسب برسد.
- سپس شعله به سمت محل برشکاری هدایت شده تا در همان قسمت مد نظر برای برشکاری، ذوب فلز انجام شود.
- جریان اکسیژن در طی این فرآیند سبب سوزاندن و سوراخ شدن فلز برای جداسازی آن خواهد شد.
- پس از این موضوع قطعه مد نظر را خنک کرده و استفاده کنید.
حتما بخوانید:برش ورق با گیوتین چگونه انجام می شود
مزایای استفاده از هوابرش
به صورت کلی و همان طور که اشاره شد، هوابرش یکی از قدیمی ترین روش ها جهت برشکاری فلزات مختلف بوده و با وجود این که روش های بسیار زیادی را در حال حاضر می توان برای جداسازی این فلزات استفاده کرد، همچنان در برخی از صنایع از محبوب ترین فرآیندهای برشکاری به شمار می آید. به طور مثال خدمات نواربری اصفهان در برخی مواقع توسط شرکت های ارائه دهنده خدمات فولادی به وسیله هوابرش صورت می گیرد؛ زیرا این روش از مزیت های زیر برخوردار می باشد:
- قیمت مقرون به صرفه و اقتصادی
- قابل استفاده به دو صورت برقی یا دستی به خصوص در مواقع قطعی برق
- حمل و نقل راحت تجهیزات مختلف این روش
معایب استفاده از هوابرش
با وجود تمامی توضیحات و همچنین مزیت هایی که برای استفاده از روش برشکاری هوابرش به آن ها اشاره کردیم، بهتر است بدانید هوابرش از معایب مختلفی نیز برخوردار می باشد که در ادامه به شرح آن ها پرداخته ایم:
- ابتدایی ترین مورد، سرعت اجرای عملیات بسیار پایین این روش برای فلزات مختلف می باشد که ممکن است سبب ایجاد وقفه در کار شود.
- دومین ایرادی که می توان از برشکاری هواگاز گرفت، مربوط به پایین بودن دقت فرآیند برشکاری به خصوص برای نوارهای فولادی مورد نیاز برخی از صنایع است که باید لبه هایی دقیق و تیز داشته باشند.
- سومین موضوع به محدودیت هوابرش برمی گردد؛ این فرآیند برای ورق های فولادی در بازه ضخامتی 5/0 تا 25 میلی متر قابلیت انجام دارد و ضخامت های بالاتر را نمی توان با آن برش داد.
حتما بخوانید: تفاوت برش لیزری و CNC
جمع بندی
در نهایت باید گفت هوابرش که با نام دیگر هواگاز نیز شناخته می شود، (Oxy-fuel Cutting” یا “Oxy-Acetylene Cutting”) یکی از قدیمی ترین روش ها جهت برشکاری فلزات به شمار می آید. در این روش با استفاده از سوخت اکسیژن خالص و ترکیب شدن آن با سایر سوخت هایی نظیر استیلن می توان محصولات فولادی تخت را در ابعاد 5/0 تا 25 میلی متر برشکاری کرد. دستگاه های مورد استفاده در این روش به دو نوع برقی و دستی قابل استفاده می باشند که هر کدام نحوه کار متفاوتی دارند.
مهم ترین مزیت این روش قیمت اقتصادی و حمل و نقل راحت می باشد، اما پیش از استفاده به محدودیت عمق روش هوابرش و همچنین دقت پایین برش به خصوص در لبه ها باید توجه لازم را داشته باشید. گازهای مختلف در روش هواگاز شامل دو مخزن جداگانه و یک مشعل به همراه سایر تجهیزات هستند و نوع استفاده از هر کدام شعله متفاوتی را ایجاد می نماید که در نهایت بر تمیزی قطعه مؤثر است. به همین سبب پیشنهاد می شود برای برشکاری فلزات به وسیله هوابرش، از فرد متخصص و ماهر در این زمینه کمک بگیرید.
