به عملیات جداسازی و برش ورق‌های فلزی و تبدیل آن‌ها به قطعات کوچکتر با استفاده از روش‌های مختلف دستی، مکانیکی و کامپیوتری، برشکاری فلزات گفته می‌شود. برشکاری ورق فلزی جهت تولید محصولات و قطعات مورد‌نیاز در صنایع مختلف انجام می‌شود. از این ورق‌های فلزی به دلیل شکل‌پذیری آسان و داشتن انعطاف زیاد، در مشاغل مختلفی از جمله سازه‌های فلزی و معماری ساختمان‌ها، دکوراسیون داخلی و کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود؛ البته کاربرد هر کدام از ورق‌های فلزی متفاوت است و به صورت خام و اولیه به مصرف نمی‌رسند.

معمولا ورق‌های آهنی به دو شکل کلاف ورق (کویل) و شیت در بازار عرضه می‌شوند تا پیمانکاران پروژه براساس نیاز خود، اقدام به ثبت سفارش کنند. دانستن این نکته حائز اهمیت است که حمل‌و‌نقل ورق‌های فلزی به‌صورت کلاف مقرون‌به‌صرفه‌تر بوده و علاوه‌بر آن فضای کمتری را نیز اشغال می‌کند؛ بنابراین به دلیل استفاده وسیع از این ورق‌ها در صنایع مختلف کارگاهی، عملیاتی مانند خمکاری و برشکاری روی آن‌ها انجام می‌پذیرد. یکی از روش‌های بسیار مهم در شکل‌دهی ورق‌های فلزی، برشکاری است که به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد. 

انواع روش‌های برشکاری ورق‌

برشکاری ورق‌های فلزی به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد:

۱. برشکاری با استفاده از قالب‌های برش

۲. برشکاری با واترجت

۳. برشکاری لیزری

۴. برشکاری با گیوتین

۵. برشکاری پلاسما

۶. برشکاری هوا گاز

۷. برشکاری با شعله

۸. برشکاری سیمی

۹. فرزکاری

۱۰. تخلیه الکتریکی

در قدیم از روش‌های متفاوتی مانند سمباده‌زنی، تراشکاری، فرزکاری و سنگ‌زنی برای برشکاری فلزات استفاده می‌کردند؛ اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی، از وسایل و ابزارآلات ماشینی برای انجام برشکاری فلزات نظیر میلگرد، تیرآهن و پروفیل استفاده می‌کنند. به‌طور‌کلی روش‌های برشکاری فلزات در دو دسته اصلی برشکاری حرارتی و برشکاری مکانیکی انجام می‌شود. برشکاری حرارتی به سه روش: ۱. برش با قوس الکتریکی (پلاسما) ۲. برش با اشعه لیزر ۳. برش با گاز صورت می‌گیرد.

۱. برشکاری حرارتی

از این روش معمولا برای برشکاری فلزات فولادی از جمله ورق‌های ضخیم تیرآهن، ورق فولادی کربنی با آلیاژهای کم، فلزاتی که سریع اکسید نمی‌شوند و یا به آسانی با شعله برش نمی‌خورند، استفاده می‌شود. برای برشکاری فلزات به روش حرارتی، باید دما بین ۸۱۵ تا ۸۷۱ درجه سانتی‌گراد باشد. 

۲. برشکاری با اشعه لیزر

این شیوه برشکاری ورق که به سه روش ۱. برش‌کاری با الکترود پوشش‌دار ۲. برشکاری با پلاسما ۳. برشکاری با قوس و اکسیژن انجام می‌شود، برای ورق‌های آلومینیومی، فولادی یا بدنه‌های سه‌بعدی مانند لوله و پروفیل کاربرد دارد که اشعه لیزر با انرژی بالا و متمرکز بر روی ورق‌های موردنظر قرار می‌گیرد.

در طی این فرآیند، بخاراتی از فلز و مواد مذاب ساطع می‌شود که با کمک یک جریان گاز پرفشار آن را خارج می‌کنند. محدوده استفاده اشعه لیزر در برش ورق‌های فلزات ۳۰ میلی‌متر بوده که بسته به ضخامت، سرعت دستگاه نیز تغییر می‌کند؛ برای مثال هر چه ضخامت ورق بالاتر رود، سرعت دستگاه پایین می‌آید.

۳. برشکاری با گاز

این نوع برشکاری به دو روش ۱. برشکاری با گاز اکسی پروپان ۲. برشکاری با گاز اکسی استیلن انجام می‌شود. از این روش برای برش محصولات فولادی کم‌آلیاژ و کم‌کربن، به دلیل کیفیت بالا و مقرون‌به‌صرفه بودن آن، استفاده می‌کنند؛ همچنین این روش برای ایجاد لبه‌های تیز در فلزات آلیاژی، کاربرد فراوانی دارد.

این روش برشکاری برای ورق‌هایی با ضخامت ۱۰ تا ۲۰۰۰۰ میلی‌متر با گاز (یا همان سوخت) در کنار اکسیژن خالص، برای ایجاد برش‌های یکنواخت و مناسب استفاده می‌شود. در برشکاری فلزات با شعله گاز، از تجهیزات متنوعی از جمله مشعل برش، دسته مشعل، سر مشعل، میز برشکاری، کپسول استیلن، کپسول اکسیژن، رگلاتور، شلنگ و نیز از گازهای سوختنی همانند پروپان و استیلن به همراه اکسیژن به عنوان عامل اکسیداسیون استفاده می‌شود. از گاز پروپان برای برش قطعات فلزی نازک و گاز استیلن به دلیل تحمل حرارت بالا برای برش قطعات ضخیم استفاده می‌شود.

۴. برشکاری با قوس الکتریکی (پلاسما)

این نوع برش، نسبت به روش برشکاری فلزات با گاز سرعت بالاتری داشته و برای برش قطعات فلزی با ضخامت ۱ تا ۳۰ میلی‌متر استفاده می‌‌شود. این نوع برشکاری فلز به دلیل فراوانی استفاده و قیمت مناسب، بسیار مقرون‌به‌صرفه است.

۵. برشکاری مکانیکی

برشکاری از طریق روش مکانیکی به دو صورت براده‌برداری و بدون براده‌برداری انجام می‌شود. در روش براده‌برداری، برشکاری فلزات با دو روش مختلف قابل انجام است:

• ماشین‌کاری
• اره‌کاری

برشکاری با اره‌کاری خود به ۵ روش قابل انجام است:

۱. دستی

۲. نواری

۳. دیسکی

۴. لنگ

۵. اسلیتینگ

در برشکاری فلزات با روش براده‌برداری، برش از طریق جداسازی مواد به وسیله ابزارهای برنده از روی قطعه موردنظر انجام می‌گیرد. در روش برش‌کاری بدون براده‌برداری، برای جداسازی قطعات از ابزارهای خاصی استفاده می‌کنند؛ این ابزار شامل گیوتین، قیچی‌های معمولی، لوله‌برهای دستی و ماشینی است. برشکاری فلزات بدون براده‌برداری به دو روش ۱. برشکاری با قیچی دستی و اهرمی ۲. برشکاری با گیوتین انجام می‌شود.

۶. برشکاری با استفاده از قالب‌های برش

برای شکل‌دهی فلزات مراحلی از جمله برش، خمکاری و یا کشش انجام می‌گیرد که به این مراحل، پرس‌کاری یا سنبه‌کاری گفته می‌شود. برای شکل‌دهی، و فرم دادن و نیز جداسازی قطعات فلزات نازک، ایجاد حفره و سوراخ از قالب‌های مشخصی استفاده می‌شود؛ این قالب‌ها شامل قطعات مختلفی است که قسمت اصلی آن‌ها را سنبه و ماتریس تشکیل می‌دهند.

۷. برشکاری با گیوتین

گیوتین‌ها در اندازه‌ها و توان‌های مختلفی موجودند. مدل‌های مختلف گیوتین شامل پنوماتیکی، مکانیکی و هیدرولیکی است. در این روش که برش قطعات فلزی با استفاده از دستگاه گیوتین انجام می‌پذیرد؛ بعد از کشیدن نقشه روی ورق‌های فلزی، برشکاری انجام می‌شود. برش ورق‌های متوسط و ضخیم فلزی با استفاده از این روش و توسط گیوتین‌های هیدرولیکی و مکانیکی و طبق نقشه صورت می‌گیرد. همچنین از مدل‌های پنوماتیک یا هیدرولیک برای انجام برش‌هایی با سرعت بالا استفاده می‌شود.

۸. برشکاری سیمی (وایرکات)

این نوع برشکاری، که به عنوان وایرکات هم شناخته می‌شود، روشی مقرون‌به‌صرفه و با دقت بالا برای برش فلزات، قطعات ظریف و کوچک و همچنین برش فلزات رسانا بدون وارد آمدن فشار است. در این نوع برشکاری فلزات به دلیل وارد نشدن هیچ گونه فشار یا تماسی به قطعه، از وایرکات یا همان برش سیمی بهره می‌گیرند.

۹. برشکاری واترجت

جدیدترین دستگاه‌ برش قطعات فلزی که قابلیت تنظیم فشار دارد، واترجت یا جت‌آب است که بخش بسیار وسیعی از مواد و فلزات با فشار بسیار زیاد آب یا مخلوطی از آب و مواد ساینده برش داده می‌شود. از این روش در صنعت ماشین‌سازی و صنایعی که به دمای بالا حساس هستند و نیز صنایع هوایی استفاده می‌شود.

۱۰. برشکاری ورق با فرزکاری

این روش جزء روش‌های قدیمی و سنتی برش ورق‌های فلزی است که به صاف و مسطح بودن و کیفیت سطح ورق و قطعات فلزی کمک می‌‌کند و به دو روش دستی و اتوماتیک انجام می‌شود. در این نوع برش، قطعه‌ای به نام اسپیندل وجود دارد که وظیفه آن حفظ و نگهداری ابزار و چرخش قطعات است که برش‌های صاف و یکدست ایجاد می‌کند.

۱۱. برشکاری با شعله

در این روش، برش فلزات به صورت حرارت شیمیایی انجام می‌شود که به گرمای بسیار زیاد و اکسیژن خالص ۹۹ درصد نیاز دارد تا فرآیند برش به خوبی صورت گیرد. در این روش باید نقطه ذوب فلزات را در نظر گرفت؛ چرا که برخی فلزات، توانایی تحمل برش توسط شعله را ندارند.

فرآیند برش قطعات فلزی از جمله مواردی است که از آن در تولید و ساخت محصولات متنوع در صنایع زیادی استفاده می‌شود. برشکاری ورق‌های فلزی به روش‌های مختلف با بهره‌گیری از دستگاه‌های متفاوتی صورت می‌گیرد که به‌کار بردن هر کدام از این روش‌ها، به ضخامت فلزات، نوع آلیاژ، کاربرد و موارد استفاده آن‌ها بستگی دارد.

پرکاربردترین روش‌های برشکاری فلزات چیست؟

برشکاری با استفاده از قالب‌های برش، برشکاری با واترجت، برشکاری لیزری، برشکاری با گیوتین، برشکاری پلاسما، برشکاری هوا گاز، برشکاری با شعله و برشکاری سیمی.

در قدیم از چه روش‌هایی برای برشکاری ورق فلزی استفاده می‌کردند؟

سمباده‌زنی، تراشکاری، فرزکاری و سنگ‌زنی از روش‌های برشکاری در قدیم بوده است.

برش واترجت بیشتر در چه صنایعی مورد استفاده قرار می‎گیرد؟

صنایع هوایی و ماشین‌سازی و به طور کلی صنایعی که به دما حساس هستند.