فلزکاری و انواع مراحل آن

فلزکاری مجموعه عملیاتی است که برای ساخت قطعات فلزی انجام می‌شود. شکل دادن و افزایش استحکام و مقاومت فلزات مهم‌ترین هدف فلزکاری است. در این مقاله درباره‌ی انواع مراحل فلزکاری که شامل تغییر شکل، برش، اتصال و شکل دهی افزایش است توضیح می‌دهیم.

فلزکاری چیست؟

فلزکاری، عملیاتی است که بر روی فلزات به منظور ساخت قطعات و محصولات فلزی انجام می‌گیرد. سنگ‌های دارای فلز، ماده اولیه فلزکاری هستند که بعد از جداسازی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. اصولا، اغلب فلزات به شکل ترکیب شیمیایی یا مخلوط هستند. به عبارتی، فرآیند جداسازی فلزات متفاوت است؛ بیشتر آن‌ها را با اعمال حرارت از یکدیگر جدا می‌کنند و تعدادی نیز با واکنش‌های شیمیایی خالص‌سازی می‌شوند. به‌علاوه از فلزات مورد استفاده در صنعت Metalworking می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فلزات رنگی شامل روی، مس، سرمه، قلع، سرب، جیوه، آلومینیوم و بیسموت.
• فلزات سیاه شامل آهن، نیکل، کروم، تیتانیوم، منگنز، ولفرام، وانادیم، کبالت و... .
• فلزات نجیب شامل طلا، نقره، فلزات دسته پلاتین مانند رودیم، روتینیم، ایریدیم، اوسمیم و پلادیم.
• عناصر فلزی نادر خاکی شامل سیریم، نیودیم، سماریم، یوروپیم، تیربیم، هالمیم، تولیم، لوتیسی، لنتان، پرازیدیم، پرومیتیم، ایتیریم، گادونیم، دیسپروزیم، ایربیم و ایتیربیم.
• فلزات نادر شامل بیریلیم، سیزیم، سکاندیم، رینیم، اندیم، جرمنیم، تیلوریم، نیوبیم، لیتیم، روبیدیم، هافنیم، گالیم، کادمیم، تالیم، سیلینیم، تانتالیم و سرکونیم.

انواع مراحل فلز کاری

مراحل فلزکاری و تکنیک‌های آن در موارد مختلف تقریبا یکسان است و خروجی کار نیز تا حد زیادی به نوع فلز و خواصش بستگی دارد. بنابراین، خواص فلز نقش کلیدی را در نتیجه نهایی فلزکاری ایفا می‌کند. در کل، فرآیند فلزکاری شامل 4 مرحله اصلی می‌شود که در قسمت زیر به تعریف آن‌ها پرداخته‌ایم.

مرحله 1: تغییر شکل

اولین مرحله از فلزکاری مربوط به تغییر شکل می‌شود. ضمنا، قبل از هر اقدامی با توجه به محصول نهایی مورد نظر باید فلز، تعیین شده و اندازه‌گیری شود. به این ترتیب، مشخص کردن فلز اولین اقدامی است که فلزکاران جهت تولید محصولات مختلف انجام می‌دهند و در صورت لزوم، شکل آن نیز تغییر می‌یابد.

مرحله 2: برش

برش توسط دستگاه‌های فرز، تراشکاری و تکنولوژی‌هایی نظیر CNC صورت می‌گیرد و مواد از ساختار فلز جدا می‌شود. برش پلاسما، مشعل گازی است که از طریق گاز آرگون و هیدروژن کار می‌کند و مواد را خارج کرده و باعث ایجاد سوراخ‌هایی در فلز می‌شود. به‌طورکلی، روش‌های برش فلز متنوعی جهت فلزکاری وجود دارد؛ از برش با ابزارهای دستی گرفته تا تجهیزات پیشرفته، در کارگاه‌های فلزکاری استفاده می‌شوند.

مرحله 3: اتصال

اتصال، پروسه ترکیب قطعات فلزی با حرارت توسط جوشکاری یا لحیم‌کاری است. جوشکاری با استفاده از یک دستگاه جوش انجام می‌گیرد و طی آن، فلزات به یکدیگر متصل می‌شوند و در کل، مناسب پروژه‌های بزرگ است. لحیم‌کاری یکی دیگر از فرآیندهای اتصال بوده که جهت ذوب انواع فلزات باارزش با ذوب لحیم صورت می‌گیرد؛ این فرآیند اتصال برای پروژه‌های کوچک کاربرد دارد.

مرحله 4: شکل‌دهی افزایشی

شکل‌دهی، چهارمین مرحله از فلزکاری است که در جریان آن، اجسام فلزی بدون افزودن یا حذف مواد مجدد ساخته و شکل داده می‌شوند. این پروسه با ترکیبی از گرما و فشار انجام می‌گیرد. از روش‌های رایج جهت شکل‌دهی به فلزات نیز می‌توان به آهنگری و خمش اشاره کرد.

ریخته گری فلز چیست؟

ریخته‌گری فلز از رایج‌ترین و قدیمی‌ترین روش‌های تولید قطعات فلزی در صنایع مختلف است. این روش تولید فلزات با ذوب مواد و انتقال آن‌ها به داخل قالب صورت می‌گیرد. سایر منابع مصرفی آن عبارتند از آلومینیوم، آهن، مس، روی و چدن. به‌طورکلی، ریخته‌گری از دوران باستان تا به امروز از روش‌های رایج ساخت قطعات فلزی بوده است و نوعی تکنیک فلزکاری به حساب می‌آید. ریخته‌گری باعث تولید انبوه قطعات فلزی کوچک و بزرگ به شکل ساده یا پیچیده می‌شود. به این ترتیب، با استفاده از تکنیک ریخته‌گری می‌توان قطعات فلزی در وزن چند گرم تا چند تن را تولید کرد.

چه ابزارهایی در فلزکاری استفاده می‌شود؟

همان‌طور که بیان شد، فلزکاری یکی از فرآیند‌های مهم تولید قطعات و تجهیزات فلزی است که در جریان آن، ابزارهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند تا محصولات تولیدی به بهترین شکل ممکن پردازش و ساخته شوند. در قسمت زیر، لیست ابزارهای مورد استفاده در فلزکاری جهت ساخت محصولات و تجهیزات مختلف درج شده است:

• مشت
• تیغه‌های پتروشیمی
• برس برای قفل‌سازی
• ابزار نیمرخ مماسی و دایره‌ای
• تیغه جهت برش لوله‌های فلزی
• تیغه‌های دایره‌ای و مسطح برای برش ورق فلزی
• غلتک جهت لمینت و شکل‌دهی به لوله‌های فلزی

فلزکاری چه کاربردی دارد؟

از موارد مصرف و کاربردهای فلزکاری می‌توان به تولید سنگ، ماشین‌های مختلف برش و دستکاری مواد فلزی و همینطور، تغییر شکل و افزایش خواص فلزات اشاره کرد. در قسمت زیر، هریک از این موارد را به صورت جداگانه توضیح داده‌ایم:

• تولید سنگ‌های مختلف: بسیاری از سنگ‌ها را می‌توان با فرآیند فلزکاری تولید کرد. از سنگ‌های حاصل‌شده با عملیات فلزکاری می‌توان به سنگ‌ آهن، سنگ استیل، نیکل، کادمیم و سرب اشاره کرد
• تولید ماشین‌های مختلف: فلزکاری یکی از فرآیندهای مورد استفاده در تولید ماشین‌های مختلف است. از ماشین‌هایی که طی پروسه فلزکاری تولید می‌شوند می‌توان به ماشین‌های کاربردی صنعتی، چاپگرها، موتورسیکلت‌ها و سایر دستگاه‌ها اشاره کرد
• برش و دستکاری مواد فلزی: مواد فلزی نظیر فولاد، آلومینیوم، نیکل، برنج و ... در پروسه فلزکاری برش و دستکاری به دست می‌آیند
• تغییر شکل و افزایش خواص مواد فلزی: با کمک فلزکاری می‌توان از طریق تغییر شکل، باعث بهبود خواص مواد فلزی شد