فرایند تولید ورق های فلزی به طورجامع

بررسی جامع تمامی مراحل در فرایند تولید ورق فلزی

فرآیند تولید ورق های فلزی شامل مراحل مختلف نورد، برش و شکل دهی 

بررسی جامع فرایند های تولید ورق فلزی

فرآیند تولید ورق های شامل مراحل مختلف یا تکنیک هایی از جمله نورد، برش و شکل دهی است. این فرآیندها در تبدیل مواد خام به ورق های فلزی مسطح با اندازه‌ها و ضخامت‌های مختلف که می توانند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند، بسیار مهم هستند.

نورد برای کاهش ضخامت فلز با عبور دادن آن از یک سری غلتک استفاده می شود. برای شکل دادن به ورق های فلزی با توجه به ابعاد خاص، از تکنیک های مختلف برش مانند ماشین برش یا برش لیزری استفاده می شود. در نهایت برای شکل و ساختار دلخواه دادن به ورق های فلزی از تکنیک های شکل دهی مانند خم کردن یا مهر زنی(نقش انداختن) استفاده می شود.

در این مقاله به بررسی فرآیند تولید ورق‌های فلزی می‌پردازیم و مروری جامع داریم به برخی از تکنیک های استفاده شده در هر مرحله از فرایند تولید ورقها.

3 مرحله نورد، برش و فرم دهی تولید و ساخت ورق های فلزی

اولین مرحله در فرآیند تولید ورق های فلزی نورد است

نورد کردن فرآیندی است که شامل عبور یک شمش یا قالب فلزی از یک جفت رول چرخان برای کاهش ضخامت و افزایش طول آن است. این تکنیک معمولا برای تولید ورق های فلزی با ضخامت یکنواخت و سطوح صاف استفاده می شود. در ابتدا شمش فلزی تا دمای خاصی گرم می شود تا شکل پذیرتر و راحت تر شکل بگیرد. سپس به آسیاب یا ماشین نورد rolling machine وارد می شود، جایی که رول ها بر فلز فشار وارد می کنند و به تدریج ضخامت آن را کاهش می دهند. ورق فلزی به طور مداوم از رول ها عبور داده می شود تا ضخامت مورد نظر به دست آید.

فرایند برش دومین مرحله تولید ورق های فلزی

پس از اینکه ورق فلزی به ضخامت مورد نظر رول شد آماده مرحله دوم یعنی فرایند برش است. برش یک مرحله مهم در فرآیند تولید ورقهای فلزی است، زیرا میتوانیم ورق فلزی را در اندازه ها و ابعاد خاصی برش و شکل دهی کنیم. چندین تکنیک و روش برش در تولید ورق فلزی از جمله ماشین برشی، اره، برش پلاسما، واترجت و برش لیزری استفاده می شود.

برش دادن با ماشین های مکانیکی برشی شامل استفاده از یک تیغه تیز برای برش ورق فلزی در امتداد یک خط مستقیم است. از طرف دیگر، اره از یک تیغه اره چرخان برای برش ورق فلز استفاده می کند. برش لیزری تکنیک پیشرفته تری است که از پرتو لیزر پرقدرت برای ذوب و تبخیر فلز استفاده می کند و برش های دقیقی ایجاد می کند. انتخاب روش برش به عواملی مانند نوع فلز، ضخامت و دقت مورد نظر بستگی دارد.

برش ورق سومین و اخرین مرحله ساخت ورق های فلزی

پس از برش ورق فلزی،نوبت به مرحله آخر یعنی فرایند شکل دهی میرسد. فرم دهی فرآیند شکل دادن به ورق فلزی به شکل یا ساختار دلخواه است. در این مرحله در تولید ورق فلزی همانند دو مرحله قبلی نیز شامل تکنیک های مختلفی برای فرم دهی به ورق فلزی از جمله خمش، کشش عمیق و مهر زنی استفاده می شود. خم کردن به روش خمش شامل استفاده ازماشین ترمز فشاری برای خم کردن ورق فلزی در امتداد یک خط مستقیم یا یک سطح منحنی است.

طراحی عمیق یا کشش عمقی تکنیکی است که برای ایجاد اشکال توخالی مانند قوطی یا ظروف با کشش ورق فلزی روی قالب استفاده می شود. مهر زنی تکنیکی است که برای ایجاد اشکال یا الگوهای پیچیده بر روی ورق فلزی با فشار دادن آن بر روی قالبی با طراحی خاص به کار برده میشود. این تکنیک های شکل دهی نیاز به دقت و تخصص دارند تا اطمینان حاصل شود که ورق فلزی یکپارچگی ساختاری و شکل دلخواه مورد نظر را به خود میگرند.

تکنیک های نورد یا رولینگ rolling در تولید ورق فلزی

تولید ورق فلزی فرآیند پیچیده ای است که شامل چندین تکنیک برای تبدیل مواد خام به شکل و اندازه دلخواه است. یکی از مراحل کلیدی در این فرآیند، نورد است که نقش مهمی در شکل دادن به ورق های فلزی دارد. در این بخش به تکنیک های مختلف نورد مورد استفاده در تولید ورق فلزی میپردازیم.

فرایند نورد ورق فلزی

نورد فرآیندی است که شامل عبور دادن ورق های فلزی از میان یک سری غلتک برای کاهش ضخامت و شکل دادن به آنها به شکل دلخواه است. این تکنیک به طور گسترده در صنایعی مانند خودروسازی، ساخت و ساز و هوافضا استفاده می شود، جایی که ورق های فلزی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

اولین مرحله در فرآیند نورد، گرم کردن ورق های فلزی تا دمای خاصی است. این کار برای انعطاف پذیری بیشتر فلز و شکل دهی آسان تر انجام می شود. هنگامی که ورق های فلزی به دمای مورد نظر رسیدند، وارد ماشین نورد می شوند.

آسیاب ها یا ماشین های نورد مورد استفاده در تولید ورق های فلزی:

ماشین ها یا آسیاب های نورد گرم و نورد سرد. از آسیاب های نورد گرم زمانی استفاده می شود که ورق های فلزی باید در دماهای بالا، معمولاً بالاتر از دمای تبلور مجدد فلز شکل داده شوند. از طرف دیگر، فرایند نورد سرد زمانی استفاده می شوند که ورق های فلزی را بتوان در دمای اتاق شکل داد.

1- فرایند نورد گرم ورق فلزی16

در نورد گرم ورق های فلزی از یک سری غلتک عبور داده می شود که به تدریج از ضخامت آنها کاسته می شود. غلتک ها به ورق های فلزی فشار وارد می کنند و باعث کشیده شدن و نازک شدن آنها می شوند. این عمل چندین بار تکرار می شود تا ضخامت مورد نظر به دست آید. نورد گرم مخصوصاً برای فلزاتی که شکل دادن آنها در دمای اتاق تقریبا امکان پذیر نیست مانند فولاد مناسب است.

2- فرایند نورد گرم ورق فلزی

فرایند نورد سرد فلز شامل عبور دادن ورق های فلزی از میان یک سری غلتک در دمای اتاق است. بر خلاف نورد گرم، در نورد سرد ورق های فلزی حرارت داده نمیشوند. درعوض برای شکل دادن به ورق های فلزی به فشار و نیروی وارد شده توسط غلتک ها به قالب یا اسلب های فلزی متکی است. نورد سرد معمولا برای تولید ورق های فلزی با سطح صاف و ابعاد دقیق استفاده می شود.

3- نورد پیوسته ورق

علاوه بر نورد سرد و گرم، تکنیک های نورد دیگری نیز در تولید ورق فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از این روش ها نورد پشت سر هم نام دارد که شامل عبور ورق های فلزی از چند آسیاب نورد در یک طی یک فرآیند مداوم و پیوسته است. این تکنیک امکان کنترل بیشتر بر روی ضخامت و شکل ورق های فلزی را فراهم می کند.

4- روش نورد معکوس ورق فلزی

روش دیگر نورد معکوس نامیده می شود که در آن ورق های فلزی در جهت مخالف از طریق آسیاب نورد عبور داده می شوند. این تکنیک اغلب برای بهبود سطح ورق های فلزی و کاهش بروز عیوب و ناهمواری های روی سطح ورق استفاده می شود.

به طور کلی، نورد یک مرحله مهم در فرآیند تولید ورق های فلزی است که امکان شکل دهی و کاهش ضخامت ورق های فلزی را فراهم می کند و آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. خواه نورد گرم، نورد سرد، نورد پشت سر هم یا نورد معکوس باشد، هر تکنیک مزایای خاص خود را دارد و بر اساس ورق های فلزی که قرار است تولید شود انتخاب میشوند. با کمک این تکنیک های نورد، تولیدکنندگان ورق های فلزی با کیفیت بالا تولید می کنند که نیازهای مشتریان خود را برآورده کند.

تکنیک های برش در تولید ورق های فلزی

یکی از مراحل مهم در تولید ورق که مواد خام را به ورق فلزی یعنی محصول نهایی تبدیل میکند فرآیند برش است که شکل و اندازه ورق های فلزی را تعیین می کند. دراین بخش، برخی از تکنیک های مختلف مورد استفاده در برش ورقهای فلزی، اهمیت و کاربرد آنها را بررسی می کنیم.

  • برش ورق فلزی با ماشین برش

یکی از متداول‌ترین روش‌های برشکاری در تولید ورق‌های فلزی، برش به کمک ماشین برش است. برش دادن شامل استفاده از یک تیغه تیز برای بریدن ورق فلزی است که یک لبه تمیز و دقیق ایجاد می کند. این تکنیک به ویژه برای برش خطوط مستقیم مناسب است و اغلب در مراحل اولیه فرآیند تولید استفاده می شود. دستگاه های برش می توانند طیف گسترده ای از ضخامت های مختلف ورق فلز را برش دهند.

  • برش لیزری ورقهای فلزی:

یکی دیگر از تکنیک های برش مورد استفاده در تولید ورق فلز، برش لیزری است. برش لیزری از یک پرتو لیزر پرقدرت برای ذوب، سوختن یا تبخیر ورق فلزی استفاده می‌کند که منجر به برش دقیق و صاف می‌شود. این تکنیک بسیار دقیق است و امکان دستیابی به طرح های پیچیده و اشکال پیچیده را فراهم می کند. برش لیزری به ویژه هنگام کار با ورق های فلزی نازک یا زمانی که به الگوهای پیچیده نیاز است بسیار مهم است.

  • برش پلاسما ورق های فلزی:

برش پلاسما یکی دیگر از روش های محبوب برش ورقهای فلزی است که مورد استفاده قرار میگیرد. این روش استفاده از یک جت گاز یونیزه شده با سرعت بالا، معروف به پلاسما، برای بریدن ورق فلز است. برش پلاسما برای برش ورق های فلزی ضخیم بسیار موثر است و اغلب در کاربردهای سنگین استفاده می شود. این تکنیک یک برش تمیز و دقیق ایجاد می کند و آن را به انتخابی ارجح برای بسیاری از تولید کنندگان تبدیل می کند.

بیشتر بخوانیم: برش ورق های فلزی و فولادی با لیزر با به روش پلاسما 

  • برش ورق فلزی با واترجت:

یک تکنیک برشی که از یک جریان پرفشار آب مخلوط با ذرات ساینده برای برش ورق فلز استفاده می کند. این تکنیک بسیار متنوع است و می توان از آن برای برش طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات، پلاستیک ها و کامپوزیت ها استفاده کرد. برش واترجت به دلیل توانایی خود در ایجاد برش های پیچیده و دقیق شناخته شده است و آن را برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند ایده آل می کند.

علاوه بر این تکنیک های برش اولیه، تکنیک های برش ثانویه نیز وجود دارد که در تولید ورق فلز استفاده می شود. این تکنیک ها اغلب برای اصلاح بیشتر شکل و اندازه ورق های فلزی استفاده می شود.

یکی از این تکنیک ها اره کردن ورق فلز است:

که شامل استفاده از تیغه ی اره برای برش ورق فلز است. اره معمولاً هنگام کار با ورق های فلزی ضخیم تر یا زمانی که باید شکل خاصی به دست آید استفاده می شود.

فرزکاری در برش ورق های فلزی:

یکی دیگر از تکنیک های برش ثانویه، فرزکاری است که شامل استفاده از یک ابزار برش دوار برای حذف مواد از ورق فلز است. فرز اغلب برای ایجاد اشکال پیچیده یا دستیابی به یک سطح خاص استفاده می شود. این تکنیک بسیار دقیق است و امکان ایجاد طرح های پیچیده را فراهم می کند.

تکنیک های شکل دهی در تولید ورقهای فلزی

  • شکل دهی ورق به روش خمش:

یکی از روش های اولیه شکل دهی مورد استفاده در تولید ورق فلزی خمش است. خمش شامل اعمال نیرو به یک ورق فلزی است که باعث تغییر شکل و خمیده شدن آن می شود. این تکنیک معمولا برای ایجاد اجزایی مانند براکت ها، کانال ها و محفظه ها استفاده می شود. خم شدن را می توان از طریق روش های مختلفی از جمله دستگاه های ترمز فشاری، خم شدن رول و فرم دهی کششی انجام داد.

  • فرم دهی ورق با ترمز های پرسی:

پرس بریک ها یا ترمزهای پرسی ماشین هایی هستند که از پانچ و قالب برای خم کردن ورق های فلزی استفاده می کنند. ورق بین پانچ و قالب قرار می گیرد و با پایین آمدن پانچ نیرویی به ورق وارد می کند و باعث خم شدن آن می شود. این تکنیک خمش و پانچ دقیق ورق را امکان پذیر می کند و از آن برای تولید ورقهایی با اشکال پیچیده با تلرانس های بسیار کم استفاده میشود.

  • شکل دهی ورق به کمک غلطک دوار:

از طرف دیگر خم شدن رول شامل عبور دادن یک ورق فلزی از میان یک سری غلتک است که به تدریج آن را به شکل دلخواه خم می کند. این تکنیک معمولاً برای ایجاد اشکال استوانه ای یا مخروطی مانند لوله ها یا مخازن استفاده می شود. با تنظیم موقعیت و فشار غلطک ها، سازندگان می توانند ورقهای فلزی را به شعاع ها و زوایای خمشی متفاوتی تولید نمایند.

  • فرم دهی کششی ورق :

شکل دهی کششی تکنیکی است که شامل کشش یک ورق فلزی روی قالب برای ایجاد اشکال منحنی پیچیده است. ورق در لبه های خود بسته می شود و سپس روی قالب کشیده می شود که این عمل باعث می شود که ورق را کشیده و با منطبق با شکل قالب درآورد. این تکنیک به ویژه برای تولید قطعات با منحنی های ترکیبی مانند بدنه هواپیما یا پانل های بدنه خودرو مفید است.

بیشتر بخوانیم: روشهای خمکاری bending و خمش ورقهای گالوانیزه

  • شکل دهی با کشش عمقی ورق :

یکی دیگر از روش های مهم شکل دهی در تولید ورق فلزی، کشش عمیق است. طراحی عمیق فرآیندی است که شامل کشش یک ورق فلزی به شکل سه بعدی، معمولاً یک ساختار جعبه یا حفره مانند است. این تکنیک معمولا برای تولید قطعاتی مانند قوطی، گلدان و پانل های بدنه خودرو استفاده می شود.

طراحی عمیق با قرار دادن یک ورق فلزی مسطح روی قالب شروع می شود. سپس یک پانچ پایین می آید و ورق را به داخل حفره قالب فشار می دهد و باعث می شود که کشیده شود و شکل قالب را به خود بگیرد. این فرآیند چندین بار تکرار می شود و هر ضربه پانچ شکل قطعه را عمیق تر می کند. کشش عمیق نیاز به کنترل دقیق خواص مواد، روانکاری و فاصله های پانچ دارد تا شکل قطعه مد نظر کاملا بدون نقص حاصل شود.

  • فرم دهی ورق به روش چرخشی و رول فرمینگ:

علاوه بر خمش و کشش عمیق، ساخت ورق فلزی شامل سایر تکنیک های فرم دهی مانند ریسندگی یا چرخشی، برجسته کاری و رول فرمینگ نیز می شود. چرخندگی فرآیندی است که شامل چرخاندن یک ورق فلزی روی ماشین تراش و در عین حال اعمال نیرو برای شکل دادن به آن به شکل یک جسم توخالی مانند کاسه یا آباژور است.

نقش برجسته تکنیکی است که با فشار دادن آن بر روی یک ورق فلزی، نقوش برجسته یا فرورفته را روی ورق فلزی ایجاد می کند. از طرف دیگر، رول‌فرمینگ شامل عبور یک ورق فلزی از میان یک سری غلتک‌ها می‌شود تا به تدریج آن را به یک پروفیل دلخواه تبدیل کنند.

در نتیجه، تکنیک‌های شکل‌دهی نقش مهمی در فرآیند تولید ورق‌های فلزی دارند. خمش، کشش عمیق، چرخندگی یا چرخشی، نقش برجسته و رول فرمینگ تنها تعدادی از روش هایی است که برای شکل دادن و قالب گیری ورق های فلزی به اشکال مختلف استفاده می شود. این تکنیک ها نیازمند دقت، تخصص و کنترل دقیق پارامترها برای اطمینان از تولید ورق های فلزی با کیفیت بالا است که نیازهای صنایع مختلف را برآورده می کند.

نتیجه

در نتیجه، فرآیند تولید ورق های فلزی شامل تکنیک های مختلفی مانند نورد، برش و شکل دهی است.

این تکنیک ها در ایجاد ورق های فلزی با اندازه ها و ضخامت های مختلف که به طور گسترده در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی، خودروسازی و هوافضا استفاده می شود.

نورد برای کاهش ضخامت ورق فلزی از طریق عبور بین یک سری رول های دوار استفاده می شود. برای شکل دادن به ورق فلزی به ابعاد دلخواه از تکنیک های برش مانند ماشین برش یا برش لیزری استفاده می شود. تکنیک‌های شکل‌دهی، از جمله خم کردن، مهر زدن، یا کشیدن عمیق، برای ایجاد اشکال و ساختارهای خاص استفاده می‌شوند. هر تکنیک به دقت و تخصص نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که ورق فلزی با مشخصات مورد نظر مطابقت دارد.

این فرآیندها مجموعاً به تولید ورق‌های فلزی با ضخامت‌ها، اندازه‌ها و شکل‌های مختلف کمک می‌کنند و طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را تأمین می‌کنند.

بیشتر بخوانیم: فرایند های ساخت فویل ها و صفحات فلزی و فولادی