کشش ورق استیل چیست و چگونه باید ارزیابی شود؟
در فرآیند فلزکاری مرحله ای به نام کشش وجود دارد که برای سنجش ورق استیل یا هر نوع فلز دیگری از نیروهای کششی استفاده می شود. وقتی فلز دچار کشیدگی شود نازک‌شده و از لحاظ شکل و ضخامت مطلوب خواهد رسید. دو نوع فرآیند کشش ورق استیل (ورق کاری) و کشش لوله، نوار و سیم وجود دارد؛ در ورق کاری فرآیند کشش تا حدی انجام می شود که فلز تا محدوده پلاستیک تغییر شکل می دهد. در فرآیند کشش سیم، لوله و نوار فلزی، این سه شکل فلز از درون قالب کشیده‌شده و حجم آن‌ها ثابت باقی می ماند؛ در این صورت قطر این سه ابزار کاهش‌یافته و طول آن‌ها افزایش پیدا می کند.
شرایط مناسب برای انجام فرآیند کشش
معمولا فرآیند کشش ورق استیل یا فلزات دیگر در دمای اتاق قابل انجام است؛ از این رو در دسته فرآیندهای سردکاری قرار دارند. البته ممکن است برای کاهش نیروها، در دماهای بالا کار داغ روی سیم ها، میله ها و لوله های داغ انجام شود. فرآیند نورد با کشش تفاوت دارد؛ در نورد از طریق عبور ماده از بین غلتک ها فشار انتقال می یابد. اما در فرآیند کشش ورق استیل و فلزات، فشار به نیروهای وارد شده در مجاورت نقطه فشرده سازی بستگی دارد. به عبارت دیگر ممکن است عواملی مثل استحکام کششی مواد باعث محدود شدن مقدار نیروی کششی شوند؛ این واقعیت در زمان ساخت سیم های نازک قابل مشاهده است.
فرایند کشش ورق استیل در ورق کاری
دو فاکتور جریان و کشیدن مواد برای شکل دهی مناسب اهمیت دارند؛ زیرا برای شکل دهی و کشش باید مواد از قالب عبور داده شوند. کنترل جریان مواد توسط کنترل فشار در روغن کاری و منفذهای قالب صورت می گیرد. چنانچه سرعت عبور ورق از قالب زیاد باشد باعث ایجاد موج در ورق می شود؛ برای اصلاح این مشکل و کاهش جریان عبور مواد باید در منافذ قالب فشار را افزایش داد یا اینکه روغن کاری به میزان کمتری انجام شود. در صورتی که در منافذ فشار بیش از حد باشد ممکن است قسمتی از ورق استیل بیش اندازه نازک شده و بشکند؛ به دلیل پیدا کردن تعادل درست بین چروک و شکستن در ورق کاری و فرآیند کشش ورق استیل اهمیت زیادی دارد.
1. کشش ورق استیل ضخیم و نازک
وقتی اندازه قطعه کار از قطر آن طولانی باشد گفته‌می شود که ورق ضخیم است؛ در کشش ورق استیل از فرآیندهای دیگری مثل نورد، گلویی و اتو کردن برای انجام شدن فرآیند کشش استفاده می کنند.
2. کشش نوار، لوله و سیم فلزی
در فرآیند کشش سایر اشکال فلزی مثل نوار، سیم و لوله در مرحله اول ماده از قالب عبور کرده و کشیده‌می شود تا طول آن ها افزایش و قطر کاهش پیدا کند. برای عبور ماده از قالب، فشاری به ماده وارد‌شده؛ ولی به آن گرما‌داده نمی شود. در مرحله بعد که قسمتی از قطعه کار از قالب عبور می کند، انتهای قطعه در دستگیره قرار داده‌شده و بقیه قسمت قطعه را از قالب بیرون می کشند.
کشش نوارهای طبقه بندی شده در انبار
میله ها و نوارها که فرآیند کشش روی آن ها انجام می شود در جریان کار نباید دچار هیچ گونه پیچ خوردگی شوند؛ بنابراین باید ابزارهایی برای این کار استفاده شود که میله درون آن ها به شکل مستقیم و کشیده‌قرار بگیرد. وقتی تعدای از این ابزارها در مجاورت هم گذاشته‌شوند قابلیت تشکیل قطعاتی کشیده‌شده به طول 30 متر را دارند. علاوه بر این برای کشیدن‌قطعات کوتاه تر، سیلندرهای هیدرولیک به کار می روند که معمولا قطر قطعه بین 20 تا 50 درصد کاهش می یابد؛ زیرا ممکن است با کاهش بیشتر از محدوده مجاز، استحکام کششی کاهش پیدا کند. این امر به درجه انعطاف‌پذیری مواد بستگی‌داشته و در قطعات مختلف، مقدار متفاوتی است.
کشش لوله
فرآیند کشش لوله به کشش نوار فلزی شباهت دارد و به منظور افزایش سطح و طول و کاهش قطر به کار می رود.
کشش سیم
روش کشش سیم در تولید سیم های فلزی انعطاف پذیر کاربرد دارد؛ در این فرآیند نوعی قالب کاهش اندازه که از مواد مختلفی ساخته‌شده اند استفاده می شود. از رایج ترین این قالب ها می‌توان به تنگستن، کاربید و الماس اشاره کرد.
ارزیابی و تست کشش ورق استیل چیست؟
تست کشش یا تست تنش اساسی ترین آزمون مکانیکی مواد بوده که روی یک ماده قابل انجام است. تست‌های کشش ورق استیل نسبتا ارزان، کاملا استاندارد و ساده و راحت هستند؛ به طوری که با ایجاد کشش در ماده به سرعت می توان واکنش آن را در مقابل نیروهای وارده مشخص کرد. با کشیده‌شدن ماده امکان دستیابی به میزان استحکام کششی و افزایش طول آن وجود دارد.
دستگاه یونیورسال یا همه منظوره از متداول ترین ابزارها برای انجام آزمون کشش ورق استیل است که شامل دو بلوکه ثابت ی باشد. یکی از این بلوکه‌ها جهت تنظیم طول نمونه کاربرد دارد و دیگری برای اعمال نیرو استفاده می شود که شامل دو نوع الکترومغناطیسی و هیدرولیکی است.
نکته مهم در مورد تست کشش ورق استیل یا دیگر فلزات این است که دستگاه بایستی قابلیت هایی متناسب با نمونه مورد آزمایش را داشته باشد. برای مثال ظرفیت فشار، دقت و سرعت سه پارامتر اصلی در این زمینه هستند؛ ظرفیت فشار به این معنی است که دستگاه باید بتواند نیروی کافی برای شکست نمونه را تولید کند. به طوری که نیروی اعمال‌شده باید به اندازه کافی سریع باشد تا قادر به شبیه سازی شرایط واقعی باشد.
جمع بندی
آزمون کشش ورق استیل رایج‌ترین تست پژوهشی جهت بررسی خواص مکانیکی انواع فلزات و آلیاژها است. در این تست به نمونه استاندارد کشش توسط نیروی کششی فشار وارد می شود تا بشکند و پاره شود. مهم‌ترین فاکتورها برای تعیین مشخصات مکانیکی آلیاژها و فلزات که با انجام آزمون می توان آن ها را بدست آورد شامل مدول یانگ، طول نسبی، تنش تسلیم، استحکام کششی و کاهش سطح مقطع هستند.
👌🏻👌🏻