هوا برش و یا همان برش هوا گاز و جوش اکسیژن – سوخت گاز
اگر در صنایع فلزی و ساختمان‌سازی فعالیت نداشته باشید، این اصلاح براتون ناآشناست، در هر صورت ما در این مقاله سعی کردیم، چه دوستانی که در حوزه صنایع به‌خصوص صنایع ساختمان‌سازی با این برش هوا سروکار دارند و چه دوستانی که تابه‌حال با عنوان برش هوا آشنا نشده‌اند بتوانند از این مقاله استفاده کرده و برایشان کاربردی باشند.
هوا برش یا برش اکسیژن Oxygen Torch Cuts
برش هوا، هوا برش، جوش اکسیژن، سوخت گاز و برش اکسیژن و یا برش هوا گاز از روش‌های مرسوم و نسبتاً ارزان قیمتی هست که در آن برای برش دادن یا جوش دادن فلزات از سوخت (گاز) به همراه اکسیژن استفاده می‌گردد.
تاریخچه هوا برش
دو مهندس کشور فرانسه بهنام های Edmond Fouche و Charles Picard نخستین افرادی بودند که در سال 1903 برای اولین بار از این روش برای جوش دادن فلزات امتحان کردند. برای بالا بردن دمای شعله برای ذوب منطقه‌ای قطعهٔ موردنظر (فولاد) در شرایط هوای اتاق از اکسیژن خالص به‌جای هوا (20% اکسیژن، 80% نیتروژن) استفاده کردند و شعلهٔ حاصل از پروپان و هوا با دمای C° 2.000، شعلهٔ حاصل از پروپان و اکسیژن با دمای در حدود C° 2.500، و شعلهٔ حاصل از اکسیژن و استیلن با دمای C° 3.500 می‌سوزاند.
برش هوا گاهی برای ساخت کارهای هنری که از فلزات ساخته می‌شود هم استفاده می‌شود.
تجهیزات دستگاه برش هوا
تجهیزات دستگاه برش هوا به شرح زیر است:
- رگلاتور
- رگلاتور گاز پروپان
- شلنگ‌های گاز
- شیر یک‌طرفه
- سوپاپ یک‌طرفه
- مشعل
- مشعل برش و جوش
- کپسول گاز
- کپسول اکسیژن
- نازل برشکاری (جوشکاری)
- دسته برشکاری
- پروپان
- سر پیک برش
- دسته برشکاری
- سیلندر گاز
روش‌های استفاده در برش هوا
برش هواگاز یا همان هوا برش به دو روش انجام می‌گردد. هوا برش دستی و هوا برش برقی
دستگاه برش هوا دستی
جنس فلز به‌کاربرده شده در ساخت دستگاه برش هوا دستی معمولاً از برنج می‌باشد. این ابزار به سیستم برش هواگاز متصل می‌گردد و قادر است برش‌هایی با عمق ۱۰۰ میلی‌متر ایجاد نماید ازآنجایی‌که استفاده از این دستگاه به‌صورت کاملاً دستی انجام می‌گردد باید از تجهیزات مرغوب و باکیفیت استفاده کرد و مهم‌تر از همه ایمنی در کار به‌صورت کامل رعایت شود.
دستگاه برش هوا برقی
این دستگاه نسبت به برش هوا دستی از دقت بیشتری برخوردار می‌باشد و برش‌های دقیق‌تری در قطعات فلزی ولوله‌ها ایجاد می‌کند. ولتاژ دستگاه هوا برش برقی ۱۱۰ و ۲۲۰ ولت می‌باشد. برش هوا گاز برقی به برش ریلی نیز مشهور است به این دلیل که قابل‌حمل است و بر ریلی با طول‌های متفاوت به حرکت درمی‌آید.
این دستگاه دارای پرگار مخصوصی است که با کمک آن قادر می‌باشد قطعات دیسکی شکل و فلنج ها را تولید نماید. ( فلنج ها قطعاتی می‌باشند که در اتصال لوله‌های نفت و گاز استفاده می‌شود) طول ریل هوا برش برقی متفاوت است و به‌اندازهٔ قطعه بستگی دارد. امکان حرکت رو به عقب و جلو در این دستگاه وجود دارد که باعث ایجاد کیفیت در کار می‌شود. برش‌هایی که ایجاد می‌گردند به‌صورت گرد، اریب و صاف هستند.
انواع شعله دستگاه برش هوا
معمولاً در تمام مراحل برش اکسیژن- گاز سه نوع شعله استفاده می‌شود.
· شعله‌ای که گاز موردنظر در آن از اکسیژن بیشتر می‌باشد (carburizing)
· شعلهٔ خنثی (neutral)
· شعله‌ای که در آن اکسیژن بیشتری وجود دارد (oxidizing) که به آن شعله اکساینده نیز می‌گویند. برای اطمینان از تنظیم صحیح شعله, خواص هر یک از شعله‌ها را باید دانست.
شعله‌ای که تنها از گاز مورد نظر تشکیل‌شده باشد بلند و به رنگ زرد می‌باشد. این شعله اکسیژن مورد نیاز برای سوختن خود از هوای اطراف استفاده می‌کند. این مقدار اکسیژن برای سوختن گاز به‌طور کامل کافی نیست. بنابراین شعله دود کرده و تولید دوده می‌کند و برای استفاده مناسب نیست. برای افزایش اکسیژن باید شیر سوزنی اکسیژن را باز کرده تا شعله رنگ آبی- سفید پیدا کند به صورتی که مخروط داخلی به رنگ روشن و شعلهٔ احاطه‌کننده مخروط, تیره‌تر باشد. در واقع دمای لازم برای انجام برش در مخروط داخلی ایجاد می‌گردد.
مزایایی هوا برش
برش هواگاز بر روی انواع فلزات امکان‌پذیر می‌باشد، برش انواع ورق با هر نوع ضخامت را می‌توان با دستگاه برش هوا گاز (جوش اکسیژن) انجام داد، مانند دستگاه‌های جدید که گران‌قیمت می‌باشند برش هواگاز نیاز به سرمایهٔ اولیه ندارد، همچنین نسبت به دستگاه‌های جدید از هزینهٔ کمتری برای تعمیرات و نگهداری وسایل برخوردار می‌باشد و در برش عمودی با کیفیت بالا عمل می‌کند.
همان طور که قبلا هم اشاره کردیم روش هوا برش یکی از روش‌های سنتی و قدیمی است که هزینه‌های به نسبت کمی را در بر دارد و یکی از انواع روش های برشکاری حرارتی است. پس مهمترین مزیت آن را می توان به صرفه بودنش از نظر اقتصادی بیان کرد. اما از جمله مهمترین مزیت‌هایی که استفاده از هوابرش در بردارد شامل موارد ذیل است:
- انجام برش قطعات فلزی به هر شکل و اندازه دلخواهی
- امکان برش همزمان چندین قطعه مشابه همدیگر
- کم تر شدن میزان ضایعات
- امکان استفاده از تجهیزات ارزان تر
- اقتصادی بودن
معایب هوا برش
هواش برش نیز مانند تمام روش های برشکاری دارای یکری معایب و محدودیت هم می‌باشد. از جمله مهمترین عیب و محدودیت این روش پایین بودن دقت ان به خاطر اکسید شدن است. حال سایر معایبی که هوابرش دارد را بیان می‌کنیم
- استفاده از چنین روشی امکان دارد که خواص برخی از فولاد ها را دچار تغییر کند.
- تولید خاکستر و گرمای شدید در حین انجام عملیات
- امکان به وجود آمدن پیچیدگی های ناشی از حرارت وارد شده
- دقت پایین به دلیل اکسید شدن
چگونه تشخیص دهیم برش فلزات کیفیت مطلوبی دارد؟
به منظور اینکه برش ایجاد شده بر روی فلزات از کیفیت مطلوب و خوبی برخوردار باشند باید یکسری از موارد را مدنظر داشت. توجه به مواردی مانند کیفیت، هزینه، مدت زمان اجرای عملیات برشکاری، جنس سطح مقطع فلزی تعیین‌شده، سایزهای قطعه و همچنین در نظر گرفتن امکانات سخت افزاری و نرم افزاری می‌تواند بر روی کیفیت برش ایجاد شده تاثیر چشمگیری داشته باشد.
البته که رعایت تمامی استاندارد های تعریف شده در عملیات برشکاری قطعا تاثیر بسزایی در مطلوب بودن کیفیت برش فلزات خواهد‌داشت.
مقررات و موارد ایمنی محل کار به هنگام استفاده از دستگاه برش هوا دستی
دستگاه هوا برش دستی در هنگام برش جرقه‌هایی را پرتاب می‌کند که برای جلوگیری از سوختگی و آسیب‌های ناشی از پرتاب جرقه‌ها باید مقررات زیر را رعایت کرد.
به هنگام کار باید از لباس مخصوص و کاملاً پوشیده استفاده کرد تا پرتاب جرقه‌ها باعث سوختگی در بدن نگردد، از پوتین مخصوص با نوک فلزی استفاده کنید تا از آسیب ناگهانی به هنگام سقوط قطعات بر روی پا جلوگیری کند، استفاده از عینک محافظ و ماسک صورت جزو الزامات می‌باشد به دلیل اینکه برش هوا گاز (جوش اکسیژن) دستی به هنگام برش تولید نور و شعله می‌کند. نور تولید شده از اکسیژن و استیلن بسیار زیاد است که باعث آسیب رساندن به چشم می‌شود.
حفاظت در چشم
برای محافظت چشم در مقابل درخشندگی شدید جوشکاری و پرتاب در هنگام کار از عینک‌های محافظی که شیشه‌های تیره‌ای دارند استفاده کنید و همچنین استفاده از دستکش با ساق‌های بلند هم توصیه می‌گردد. با توجه به اینکه کارگر حین انجام کار با دستگاه برش اکسی- استیلن با اکسیژن خالص سروکار دارد، استفاده از لباس کار روغنی و گریسی باعث آتش‌سوزی و ایجاد خطرات جانی و یا سوختگی شدید می‌گردد به این نکته توجه کنید.
کپسول‌های اکسیژن و استیلن می‌بایست از منابع گرمایشی دور باشند و از محل کار حداقل 3 متر فاصله داشته باشند. هواکش‌های محل کار باید به‌خوبی کار تهویه را انجام دهند.
کلیه اتصالات مربوط به گازهای مورد مصرف باید کاملاً آب‌بندی گردد. برای آب‌بندی می‌توانید از کف صابون استفاده کنید.
کپسول‌های استیلن را، در برابر ضربه، افتادن، حرارت دیدن و یا یخ زدن حرارت و تابش خورشید محافظت کنید. در صورت یخ زدن محتویات مخزن از آب گرم به روشی استفاده کنید که کپسول بیش‌ازحد گرم نگردد.
کاغذ و پارچه و چوب و مواد آتش‌زا را از محل جوشکاری دور نگاه‌دارید.
درصورتی‌که شعله در یک جوشکاری یا یک برش پس بزند سریعاً شیر اکسیژن و سیلندر را ببندید.
اگر شیلنگ استیلن آتش گرفت فوراً شیر اصلی را ببندید و سپس اقدام به خاموش کردن آتش‌کنید.
به‌هیچ‌عنوان از فشار گاز اکسیژن برای تمیز کردن لباس کار استفاده نکنید. چون اکسیژن می‌توان باعث اشباع مواد قابل اشتعال شده و قابلیت اشتعال آن را 8 برابر کند.
هیچ‌گاه رگلاتور اکسیژن را چرب و روغن‌کاری نکنید این کار می‌تواند باعث آتش‌سوزی و حتی انفجار گردد.
جمع بندی
در این مقاله یکی از روش های حرارتی برشکاری (هوابرش) را مورد بررسی کردیم. در این روش می توان انواع قطعات فلزی را در اندازه‌ها و شکل‌های مختلف ایجاد کرد. این روش برشکاری از جمله روش های سنتی و قدیمی برشکاری است وچون از طریق تجهیزات و دستگاه های ارزان قیمت تر عملیات صورت می پذیرد از آن به عنوان یک روش به صرفه یاد می‌شود. البته که برشکاری به این روش از یکسری محدودیت ها هم برخوردار است مثلا ایمنی پایین تر به نسبت دیگر روش ها دارد یا از دقت پایین تری نیز برخوردار می باشد.
شرکت فولاد شمس واقع در شهرک صنعتی شمس آباد ارائه خدمات هوا برش در تهران و اجرا بر روی میلگرد ساده