آیا با برشکاری هوا گاز آشنا هستید؟ همانطور که می‌دانید، برای تولید وسایل مختلف از قطعات بزرگ یا کوچک فلزات متنوع استفاده می‌شود. فلزات بدنه و سطح سختی دارند، به همین دلیل بریدن آنها با کمک گرفتن از روش‌های عادی امکان‌پذیر نیست. برشکاری و جوشکاری فرایندی است که در طی آن فلزات را به قطعات کوچک‌تری تبدیل کرده و از آنها برای ساخت ماشین آلات یا وسایل مختلف استفاده می‌کنند.
فرایند برشکاری هوا گاز یا هوا برش در سال ۱۹۰۳ میلادی توسط دو مهندس فرانسوی به جهان معرفی شد. این روش با استفاده از اکسیژن و یک سوخت گازی دیگر انجام شده و می‌تواند با هزینه‌ای مناسب، برش‌های باکیفیتی را در فلزات مدنظر شما ایجاد کند و از این نظر یکی از بهترین روش‌های برش فلزات و به‌خصوص فولاد محسوب می‌شود. Oxy Fuel cutting برای مقاطع فلزی مناسب است که ضخامتی بین ۰.۲۵ تا ۰.۵ میلی‌متر دارند. برای اینکه بیشتر بدانید که هوا برش چیست، تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
قبل از پرداختن به جزئیات دقیق مربوط به این روش برشکاری، ابتدا لازم است با فرایند انجام آن آشنا شوید.
فرایند Oxy-fuel cutting یا برشکاری هوا گاز به معنای استفاده از سوخت گاز و اکسیژن برای برش‌دادن فلزات است. در این روش که قدمت طولانی دارد، از یک مشعل استفاده می‌شود که گاز را به محل موردنظر پاشیده و فلز را به دمای ذوب‌شدن می‌رساند. سپس یک جریان پیوسته از اکسیژن بر روی ناحیه برش پاشیده شده و با فلز واکنش می‌دهد. این کار موجب می‌شود که قطعه مدنظر به‌خوبی برش بخورد. در این فرایند برش گرمایی از اکسیژن به همراه گازهای مختلفی مثل استیلن استفاده می‌شود.
در واقع این جوشکاری با کمک گرفتن از اکسیژن و گاز سوختنی انجام می‌شود. گازهای معرفی شده در کپسول استیلن قرار گرفته‌اند و با استفاده از مانومتر با فشار دلخواه افراد از کپسول خارج می‌شوند. در ادامه این مسیر، گاز از طریق شلنگ مربوط به این فرایند عبور کرده و وارد سرپیک می‌شود. تمام این مراحل توسط فرد متخصص قابل کنترل و مدیریت خواهد بود.
در ابتدا مخلوطی از گاز سوخت و اکسیژن را برای گرم‌کردن فلز تا دمای اشتعال به کار می‌گیرند. به طور مثال این دما برای فولاد چیزی بین ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد است. سپس با استفاده از نازل و جت مخصوص اکسیژن، اکسیژن خالص را به ناحیه گرم شده هدایت می‌کنند. هدایت اکسیژن خالص باعث رخ‌دادن یک واکنش شدید و گرمازا بین اکسیژن و فلز شده و مقداری اکسید ایجاد می‌شود. این اکسید باید به شیوه مکانیکی جدا شود تا فرایند برش ادامه پیدا کند. برای اینکه برش‌دادن مواد با گاز به‌درستی انجام شود، باید چهار نکته مهم را رعایت کرد:
برشکاری مستقیم
در این نوع از برشکاری هواگاز، شعله‌ی اکسی استیلن به‌طور عمودی بر سطح فلز تابانده می‌شود. دمای بالا سبب احتراق سطح فلز و جدا شدن آن در مسیر برش می‌شود. این روش بیشتر برای برش‌های صاف و خطی کاربرد دارد.
برشکاری شیب‌دار
در این روش، شعله با زاویه‌ای مشخص نسبت به سطح فلز تنظیم می‌شود تا برشی مایل یا زاویه‌دار ایجاد شود. برشکاری اکسی استیلن شیب‌دار بیشتر در مواقعی کاربرد دارد که لبه‌های قطعه نیاز به آماده‌سازی برای جوش دارند.
تجهیزات مربوط به جوشکاری اکسی استیلن بسیار کامل و کاربردی هستند و به دلیل ابعاد و وزن مناسب می‌توانید آنها را به سادگی جابجا یا حمل و نقل کنید. به طور کلی برای معرفی تجهیزات اصلی این روش جوشکاری باید به شلنگ دوقلو، سیم جوش اکسی استیلن، رگلاتور، مانومتر، کپسول گاز و… اشاره کرد. افزون بر تجهیزات اصلی تجهیزات جانبی نیز در این فرایند قرار داده شده‌اند. در ادامه به شرح مفصل این اجزا پرداخته ایم:
جوشکاری هوا گاز از مدت‌ها قبل در صنعت مورد استفاده قرار گرفته و به دلیل کارایی مناسب، امروزه نیز از آن استفاده می‌شود. کاربرد اصلی هوا گاز مربوط به جوش دادن مقاطع نازک و ظریف است. افزون بر مورد گفته شده، از این روش برای خم کردن فلزات و گرم کردن پیچ‌های مختلف، صنایع خودروسازی، لوله کشی ، بریدن انواع قطعات و ورق‌های فلزی، بریدن انواع لوله فلزی و یا جداسازی قطعات مختلف استفاده کرد که می‌تواند کاربردهای مختلفی از جمله موارد زیر داشته باشد:
آماده‌سازی تمامی ابزار و وسایل موردنیاز: ابزارها و وسایل موردنیاز برش هواگاز باید در دسترس باشند و به تعداد کافی وجود داشته باشند تا در مواقع لزوم بتوان از آنها استفاده کرد. به طور مثال ضروری است که انبر و ابزارهای موردنیاز برای برداشتن و جابه‌جایی اشیا در دسترس باشد تا بتوان اشیا داغ را به‌راحتی جابه‌جا کرد.
استفاده از فندک جوشکاری: برش هوا در فرایند هواگاز باید در دماهای بسیار بالایی انجام شود. دخالت مستقیم دست در این روش‌ها بسیار خطرناک است و بهتر است تمامی کارها را با استفاده از ابزارهای مناسب انجام داد. یکی از این ابزارها، استفاده از فندک‌های جرقه‌زن و مخصوص جوشکاری است که جرقه را به‌خوبی ایجاد می‌کنند.
استفاده از تمامی وسایل ایمنی: اپراتورهایی که قرار است فرایند برشکاری را انجام دهند، باید یک لباس ایمنی مناسب بپوشند که تمام بخش‌های بدن را بپوشاند. استفاده از دستکش، ماسک و عینک ایمنی نیز بسیار ضروری است.
قراردادن منابع سوخت و کپسول هوا برش در مکان امن: تمامی کپسول‌های گاز باید به‌صورت ایستاده و در مکانی با دمای مناسب قرار بگیرند. سیلندرهای مخصوص گازهای این روش برشکاری را در جای خنک و به دور از گرما و جرقه نگهداری کنید. همچنین بسیار مهم است که این مواد را در فاصله مناسبی از هم قرار دهید و به طور منظم بررسی کنید تا تحت هیچ فشاری قرار نداشته باشند.
آمادگی کافی برای مقابله با آتش‌سوزی: هوا برش با استفاده از گازهایی که قابلیت اشتعال بالایی دارند و در دماهای بالا انجام می‌شود، بنابراین همواره امکان بروز آتش‌سوزی وجود دارد. بسیار ضروری است که انواع وسایل اطفا حریق و کپسول‌های آتش‌نشانی در محل وجود داشته باشند و تمامی افراد، شیوه مهار آتش و کار با ابزارها را بلد باشند. در زمان استفاده از گازهای قابل اشتعال حتما از تجهیزات ایمنی کمک بگیرید.
تنها در شرایطی برشکاری را آغاز کنید که سرحال باشید.
اگر دچار سرگیجه، حالت تهوع یا خواب آلودگی هستید، از انجام جوشکاری خودداری کنید.
در هنگام حمل و نقل به بسته‌بندی صحیح محصول توجه کرده و از برخورد ضربه با بدنه آن جلوگیری کنید.
شعله جوشکاری را هرگز به صورت مستقیم به سمت اشیا یا افراد نگیرید.
قبل از شروع کار آموزش جوشکاری اکسی استیلن را به طور کامل فرا گرفته و آن را رعایت کنید.
یکی از رایج‌ترین مشکلات مربوط به فرایند جوشکاری هوا گاز، برگشت جریان گاز به داخل شیلنگ است. این مشکل اغلب زمانی رخ می‌دهد که سرعت گاز خارج شده از نازل دستگاه کم باشد یا تعیین میزان فشار با توجه به سرپیک انجام نشده باشد. برای کنترل این مشکل باید هرچه سریع‌تر شیرهای محصول را بسته، سرپیک را در آب خنک قرار داده و برای استفاده مجدد تمام بخش‌های محصول را به طور کامل بررسی کنید.
در مواردی ممکن است شعله جوشکاری به صورت عمقی پس زده شود که علت اصلی این اتفاق مخلوط یا ترکیب شدن گازهای مختلف در شیلنگ جوشکاری است. این شرایط بسیار خطرناک بوده و ممکن است به انفجار منجر شود. پس زدن عمیق شعله جوشکاری اغلب به دلیل گرفتگی نازل یا زیاد بودن فشار اکسیژن انجام می‌شود.
برای کاهش مصرف گاز در روش جوشکاری هوا گاز راهکارهای مختلفی وجود دارد، برای مثال در گام اول باید به طور کامل در این زمینه آموزش دیده و با جزئیات مربوط به جوشکاری آشنا شوید. در ادامه لازم است فشار و میزان گازهای خروجی را به طور دقیق تنظیم کرده تا از هدر رفت گاز جلوگیری شود.
استفاده از تجهیزات با ابعاد مناسب نیز می‌تواند بر روی مصرف گاز موثر باشد. ناگفته نماند که تمیز کردن تجهیزات و بررسی هر یک از آنها برای اطمینان از سالم بودنشان نیز می‌تواند بر روی کاهش مصرف گاز تاثیر مثبتی بگذارد.
استیلن
استیلن (C₂H₂) گازی با دمای شعله بسیار بالا در حدود ۳۳۰۰ درجه سانتی‌گراد است. این ویژگی باعث شده که برشکاری اکسی استیلن با استیلن برای فلزات ضخیم گزینه‌ای ایده‌آل باشد. ترکیب اکسیژن با استیلن، یک شعله‌ی متمرکز و بسیار داغ تولید می‌کند که برش دقیق و سریع فلزات را ممکن می‌سازد.
پروپان
پروپان نیز در برشکاری هواگاز کاربرد دارد. دمای شعله‌ی پروپان حدود ۲۸۰۰ درجه سانتی‌گراد است و برای برش فلزاتی با ضخامت کمتر، انتخاب مناسبی است. استفاده از پروپان به دلیل هزینه کمتر و ایمنی بیشتر، در برخی صنایع سبک‌تر ترجیح داده می‌شود.
جوشکاری هوا گاز از مدت‌ها قبل مورد استفاده قرار گرفته است. این روش اغلب برای تولید محصولات هنری و برای وسایلی با ابعاد کوچکتر مناسب بوده و در منازل وجود دارد. از طرفی اگر برق و انرژی الکتریکی مکان‌های مختلف قطع شود، استفاده از اکسی استیلن توصیه می‌شود. فراموش نکنید که ابزار و وسایل مربوط به این فرایند هنوز هم به صورت گسترده در صنایع وجود دارد.
ممکن است سرعت و دقت سایر روش‌های مربوط به برشکاری بسیار بیشتر از هوا گاز باشد. از طرفی حرارت موجود در روش‌های دیگر برای برش دقیق فلزات مناسب بوده و هوا گاز در اغلب اوقات می‌تواند لحیم کاری و کارهای مشابه آن را به صورت دقیق و استاندارد به نتیجه برساند.
دستگاه برش دستی
در روش سنتی برشکاری هواگاز، اپراتور با استفاده از مشعل دستی عملیات برش را انجام می‌دهد. این دستگاه‌ها معمولاً از آلیاژ برنج ساخته شده‌اند و می‌توانند فلزات را تا ضخامت ۱۰۰ میلی‌متر برش دهند. مهارت فردی و رعایت اصول ایمنی در این نوع برشکاری بسیار مهم است.
دستگاه برش اتوماتیک (برقی یا ریلی)
در برشکاری اکسی استیلن به صورت اتوماتیک، دستگاه با ولتاژ ۱۱۰ تا ۲۲۰ ولت و حرکت روی ریل، برش‌هایی دقیق و منظم ایجاد می‌کند. این دستگاه‌ها به پرگار نیز مجهز هستند که امکان برش اشکال دایره‌ای یا منحنی را فراهم می‌سازند.
اگرچه این روش از روش‌های قدیمی مربوط به برشکاری و جوشکاری فلزات محسوب می‌شود، اما باید بدانید که برشکاری هوا گاز در شرایط کنونی پیشرفت‌های مناسبی داشته است. افرادی که در این زمینه مشغول به کار هستند، در مقایسه با گذشته، آموزش‌های تخصصی‌تری دیده و بر روی فرآیند به طور کامل مسلط خواهند شد.
تجهیزات مربوط به این روش نیز نسبت به قبل پیشرفت زیادی داشته و به افراد کمک می‌کنند تا بتوانند جوشکاری را به خوبی مدیریت کنند. کاربرد هوا گاز نیز در مقایسه با گذشته گسترش بیشتری یافته و در زمان قطعی برق می‌تواند موثر واقع شود.
در این مطلب به معرفی کامل روش برشکاری با هوا برش (Gas cutting)پرداختیم و ابزارهای موردنیاز و یک سری نکات مهم را نیز بیان کردیم. در ادامه مزایا و معایب این روش را بررسی کرده و پس از آن به مقایسه این روش با سایر روش‌های مخصوص برشکاری پرداختیم . همچنین نکات ایمنی این روش و راهکارهای کاهش مصرف گاز با استفاده از جوشکاری هوا گاز را معرفی کردیم.
همانطور که مشاهده کردید، برشکاری هوا گاز یکی از فرایندهای مناسب و مقرون‌به‌صرفه برای برش انواع فلزات است و تنوع بالایی در ابزارهای مورداستفاده و انواع سوخت‌ها دارد. این روش نسبت به قبل پیشرفت‌های زیادی داشته و هنوز هم جوشکاری را مانند سایر روش‌ها به خوبی به نتیجه می‌رساند. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این روش و پاسخگویی به سؤالاتتان می‌توانید با ما در ارتباط باشید.