دستگاه هواگاز یکی از تجهیزات پرکاربرد برای برش انواع قطعات و ورق های فولادی است که به دلیل سادگی تجهیزات، امکان برش فولادهای ضخیم و هزینه مناسب، در بسیاری از کارگاه ها و صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، همه انواع فولاد واکنش یکسانی در برابر برش هواگاز ندارند. ترکیب شیمیایی فولاد، میزان کربن و عناصر آلیاژی و همچنین ضخامت قطعه از مهم ترین عواملی هستند که مشخص می کنند یک فولاد تا چه اندازه برای این روش برش مناسب است.
به طور کلی، فولادهای کربنی و بسیاری از فولادهای کم آلیاژ بهترین گزینه برای برش با دستگاه هواگاز هستند. در مقابل، برش فولادهای ضد زنگ و برخی فولادهای پر آلیاژ با این روش دشوارتر است و معمولا روش هایی مانند برش پلاسما یا لیزر برای آنها عملکرد بهتری دارند.
برای انتخاب گرید مناسب و مدیریت بهتر هزینه های پروژه، بررسی قیمت فولاد آلیاژی در کنار قابلیت برش آن با دستگاه هواگاز اهمیت زیادی دارد.
مناسب بودن فولاد برای برش هواگاز بیش از هر چیز به ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. فولادهایی که درصد کربن و عناصر آلیاژی آنها خیلی بالا نیست، معمولا شرایط مناسبی برای انجام فرآیند اکسیداسیون دارند و به همین دلیل می توان آنها را با کیفیت قابل قبولی توسط هواگاز برش داد.
فولادهای کربنی
فولادهای کربنی از مناسب ترین فولادها برای برش با دستگاه هواگاز محسوب می شوند. به خصوص فولادهای کم کربن و فولادهای ساختمانی معمولی را می توان با سرعت و کیفیت مناسبی با این روش برش داد.
هرچه میزان کربن فولاد افزایش پیدا کند، کنترل فرآیند برش اهمیت بیشتری پیدا می کند. در فولادهای با کربن بالاتر، گرمای ایجاد شده در اطراف محل برش می تواند باعث افزایش سختی، ایجاد تنش حرارتی یا حتی ترک خوردگی در لبه های برش شود. در چنین شرایطی ممکن است پیش گرم کردن قطعه و کنترل سرعت برش ضروری باشد.
فولادهای کم آلیاژ
بسیاری از فولادهای کم آلیاژ نیز قابلیت برش با دستگاه هواگاز را دارند. وجود مقدار محدود عناصر آلیاژی معمولا مانع انجام فرآیند برش نمی شود، اما با افزایش مقدار عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن، شرایط برش می تواند پیچیده تر شود.
در فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا، تنظیم مناسب فشار اکسیژن، سرعت حرکت مشعل و فاصله نازل تا سطح قطعه اهمیت زیادی دارد. همچنین برای برخی گریدها، به خصوص در ضخامت های بالا، پیش گرم کردن می تواند احتمال ایجاد ترک در منطقه متاثر از حرارت را کاهش دهد.
برش هواگاز برای فلزاتی مناسب است که اکسیدهای ایجاد شده در هنگام برش شرایط مناسبی برای خروج از شیار برش داشته باشند. به همین دلیل برخی فولادهای دارای درصد بالای عناصر آلیاژی را نمی توان مانند فولاد کربنی معمولی با هواگاز برش داد.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل برای برش معمولی با هواگاز گزینه مناسبی نیست. وجود مقدار قابل توجه کروم در این فولاد باعث تشکیل لایه های اکسیدی مقاوم می شود که فرآیند اکسیداسیون سریع و پیوسته مورد نیاز برای برش هواگاز را مختل می کنند.
به همین دلیل برای برش ورق ها و قطعات استنلس استیل معمولا روش هایی مانند پلاسما، لیزر یا واترجت انتخاب مناسب تری هستند. انتخاب روش نهایی به ضخامت قطعه، کیفیت مورد انتظار لبه برش، سرعت تولید و هزینه فرآیند بستگی دارد.
فولادهای پر آلیاژ
فولادهای پر آلیاژ نیز معمولا نسبت به فولادهای کربنی قابلیت کمتری برای برش هواگاز دارند. درصد بالای عناصر آلیاژی می تواند فرآیند اکسیداسیون را تغییر دهد و باعث کاهش کیفیت لبه، افزایش سرباره و دشوار شدن ادامه یکنواخت برش شود.
البته امکان برش یک فولاد آلیاژی تنها با عنوان کم آلیاژ یا پر آلیاژ بودن آن مشخص نمی شود. ترکیب شیمیایی دقیق، گرید فولاد، ضخامت قطعه و خواص مورد انتظار پس از برش نیز باید بررسی شوند. در پروژه های صنعتی حساس بهتر است قبل از انتخاب روش برش، مشخصات فنی گرید فولاد مورد توجه قرار گیرد.
یکی از مزیت های مهم دستگاه هواگاز، قابلیت استفاده برای برش فولادهای ضخیم است. در واقع، این روش در بسیاری از مواردی که ضخامت فولاد زیاد است می تواند از نظر اقتصادی و عملیاتی گزینه مناسبی باشد. با افزایش ضخامت قطعه، انتخاب نازل مناسب، فشار اکسیژن، میزان پیش گرم و سرعت حرکت مشعل اهمیت بیشتری پیدا می کند.
اگر سرعت حرکت مشعل بیش از حد بالا باشد، ممکن است برش به طور کامل در ضخامت قطعه نفوذ نکند و کیفیت سطح کاهش پیدا کند. از طرف دیگر، سرعت بسیار پایین نیز می تواند باعث افزایش منطقه متاثر از حرارت، پهن شدن شیار برش و ایجاد سرباره بیشتر شود.
در قطعات ضخیم، پیش گرم کردن صحیح و تنظیم دقیق شعله نیز به شروع و ادامه یکنواخت برش کمک می کند. بنابراین نمی توان یک تنظیم ثابت را برای تمام ضخامت های فولاد در نظر گرفت و پارامترهای دستگاه باید متناسب با جنس و ضخامت قطعه انتخاب شوند.
در مجموع، دستگاه هواگاز بیشترین کارایی را برای برش فولادهای کربنی و بسیاری از فولادهای کم آلیاژ دارد. فولادهای کم کربن معمولا راحت تر و با کیفیت بالاتری برش داده می شوند، در حالی که افزایش کربن و عناصر آلیاژی می تواند نیاز به کنترل بیشتر دما و پارامترهای برش را ایجاد کند. برای فولاد ضد زنگ و بسیاری از فولادهای پر آلیاژ نیز روش هایی مانند پلاسما و لیزر معمولا انتخاب مناسب تری هستند.
سوالات متداول
فولادهای کربنی، به خصوص فولادهای کم کربن و ساختمانی، از بهترین گزینه ها برای برش با دستگاه هواگاز هستند.
بسیاری از فولادهای کم آلیاژ را می توان با هواگاز برش داد، اما با افزایش عناصر آلیاژی، فرآیند برش دشوارتر می شود و ممکن است به تنظیمات خاص یا روش برش دیگری نیاز باشد.
استنلس استیل برای برش معمولی هواگاز مناسب نیست، زیرا کروم موجود در آن اکسیدهای مقاومی ایجاد می کند. پلاسما و لیزر معمولا گزینه های مناسب تری برای این فولاد هستند.
بله. قابلیت برش قطعات فولادی ضخیم یکی از مزیت های مهم هواگاز است، اما نازل، فشار اکسیژن، سرعت حرکت و شرایط پیش گرم باید متناسب با ضخامت فولاد تنظیم شوند.
