Gia công kim loại, gia công cơ khí là một trong những ngành quan trọng thúc đẩy hoạt động sản xuất máy móc, dụng cụ lao động, vật liệu xây dựng và nhiều sản phẩm thuộc các ngành khác. Vậy hiện nay có những phương pháp gia công cắt thép tấm phổ biến nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết các phương pháp gia công cắt và xử lý thép hiệu quả nhất.
Thép tấm là gì? Phân loại thép tấm hiện nay
Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một vài kim loại, phi kim khác như silic, mangan, photpho, lưu huỳnh,… Trong thép, hàm lượng của sắt chiếm đa số, hàm lượng cacbon trong hợp kim chiếm từ 0.02% – 2.14% về khối lượng.
Thép khi được thêm cacbon và các nguyên tố kim loại, phi kim khác làm thay đổi đặc tính vốn có ban đầu của sắt. Hợp kim tạo thành tăng độ cứng, hạn chế sự di chuyển của các nguyên tử sắt trong cấu trúc tinh thể dưới tác dụng của các lực. Thép được tạo thành từ các nguyên tố và tỷ lệ các nguyên tố khác nhau giúp người sản xuất kiểm soát được các mục tiêu chất lượng là độ cứng, độ dẻo, độ đàn hồi, sức bền kéo đứt.
Thép tấm là những phôi thép được sản xuất có hình dạng phẳng, mỏng và định hình theo dạng cuộn tròn hoặc hình chữ nhật. Thép dạng tấm là vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành đóng tàu, công nghiệp xây dựng, cơ khí chế tạo và nhiều lĩnh vực khác.
Thép tấm hiện nay được phân loại theo hai cách phổ biến là hàm lượng cacbon và tổng hàm lượng các nguyên tố khác được thêm vào. Phân loại thép tấm theo hàm lượng cacbon gồm:
- Thép tấm cacbon thấp: hàm lượng cacbon < 0.25% về khối lượng.
- Thép tấm cacbon trung bình: hàm lượng cacbon 0.25 – 0.6% về khối lượng.
- Thép tấm cacbon cao: hàm lượng cacbon từ 0.6 – 2.14% về khối lượng.
Thép tấm được phân loại theo hàm lượng các nguyên tố kim loại khác sắt được thêm vào:
- Thép tấm hợp kim thấp khi có tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác ≤2.5%.
- Thép tấm hợp kim vừa khi có tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác trong khoảng 2.5 – 10%.
- Thép hợp kim có tổng hàm lượng các nguyên tố kim loại khác > 10%.
Tại sao thép tấm cần được gia công trước khi sử dụng?
Gia công cắt thép tấm là quá trình sử dụng các loại máy móc và công nghệ để tạo nên những thành phẩm có độ chính xác cao về kích thước và bề mặt cắt đảm bảo thẩm mỹ về độ mịn mặt cắt.
Thép tấm hay phôi thép tấm được sản xuất bởi các nhà xưởng có kích thước lớn, không phù hợp để trực tiếp đưa vào các loại máy tiện, máy phay CNC,… để tạo thành hình sản phẩm và chi tiết. Do vậy, thép tấm cần được cắt nhỏ để tạo thành từng phần có kích thước phù hợp.
Cắt thép tấm không chỉ mang đến khả năng dễ dàng xử lý và tạo hình các chi tiết mong muốn mà còn giúp tiết kiệm được lượng phôi nguyên liệu sử dụng. Vậy trong các nhà xưởng gia công thép tấm hiện nay áp dụng các phương pháp cắt thép tấm nào? Trong phần tiếp theo đây, chúng tôi giới thiệu đến quý khách 4 phương pháp gia công cắt thép phổ biến nhất hiện nay.
Kết hợp với thép tấm, kết cấu thép được các đơn vị thi công ứng dụng nhiều trong công trình xây dựng nhà thép tiền chế, nhà xưởng, nhà kho. Cùng tìm hiểu quy trình thi công kết cấu thép qua bài viết sau nếu doanh nghiệp ứng dụng kết cấu thép trong công trình của mình.
Quy trình thi công kết cấu thép chuẩn và lưu ý khi gia công kết cấu thép
Phương pháp gia công cắt thép tấm phổ biến hiện nay
Phương pháp cắt Plasma
Phương pháp cắt Plasma còn được gọi là phương pháp hồ quang. Cắt Plasma sử dụng dòng plasma có nhiệt độ cao, dao động trong khoản 10,000 -14,000 độ C để cắt vật liệu. Tia Plasma làm nóng chảy cục bộ thép tấm tại điểm cần cắt và dùng áp lực của dòng khí để đẩy phần hợp kim thép đã nóng chảy ra khỏi vị trí cắt. Thành phẩm tạo thành của quá trình là thép tấm đã bị cắt với mặt cắt trơn bóng và mịn.
Phương pháp cắt Plasma diễn ra theo hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên dùng khí hồ quang (plasma) nhiệt độ cao để xuyên thủng thép tấm. Dòng khí này là hỗn hợp của các nguyên tử, phân tử ion dương, ion âm và các electron tự do. Dòng plasma được sinh ra từ các loại khí là Hydrogen, Nitrogen, Argon hoặc hỗn hợp các loại khí này.
Giai đoạn thứ hai là dòng plasma dịch chuyển theo đường dẫn được định sẵn để cắt thép tấm. Khi plasma đi qua dòng nước làm nguội ở đầu vòi phun, kích thước dòng khí được thu hẹp tạo thành tia để cắt thép tấm. Đặc điểm của tia là có nhiệt độ cực cao, vận tốc nhanh tại tâm tiếp điểm cắt và có thể cắt chính xác vật liệu dày đến 155.5m.
Phương pháp Laser
Phương pháp gia công cắt thép tấm Laser sử dụng chùm tia laser hội tụ tại một điểm để làm năng lượng đốt cháy điểm tiếp xúc. Nhiệt và bước sóng sinh ra từ tia laser có tác dụng cắt lìa phôi thép tấm thành những kích thước và hình dạng mong muốn.
Một chùm tia laser có đường kính phổ biến là 0.01mm và phát ra trong khoảng thời gian 1/1,000,000 giây. Nhiệt lượng của chùm tia tạo ra vô cùng lớn và tác động lên bề mặt phôi để loại bỏ một phần phôi do nóng chảy.
Ưu điểm khi sử dụng phương pháp cắt laser là thời gian gia công nhanh chóng, độ chính xác về kích thước sản phẩm cao, mặt cắt của thép tấm đẹp. Các mặt cắt và bề mặt thép tấm tạo thành không có vệt khí đen. Phương pháp Laser được sử dụng phổ biến để cắt thép tấm có độ dày từ 3 – 50mm.
Phương pháp cắt Oxy – Gas
Phương pháp gia công cắt thép tấm Oxy – Gas còn được biết đến là phương pháp cắt gió đó. Phương pháp sử dụng dòng oxy nén để đốt cháy thép tấm thành các oxit sắt, làm nóng chảy các oxit đó đồng thời thổi ra khỏi mép cắt để tạo nên các rãnh cắt. Quy trình sử dụng phương pháp cắt Oxy – Gas:
- Kim loại ở mép cắt được nung nóng tới nhiệt độ nóng chảy dựa vào nhiệt của ngọn lửa nung.
- Đưa dòng khí oxy thổi qua, các kim loại tham gia phản ứng đốt cháy mãnh liệt để tạo thành oxit sắt.
- Các sản phẩm cháy bị nung chảy và bị dòng oxit sắt thổi khỏi mép cắt tạo thành rãnh.
Phương pháp cắt Oxy – Gas được thực hiện đơn giản, năng suất cắt thép tấm cao. Độ Phương pháp được sử dụng để cắt thép tấm có độ dày lên tới 200mm. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp là bề mặt cắt tạo thành không có tính thẩm mỹ, mặt cắt và khu vực gần vị trí cắt bị cong vênh và biên dạng.
Phương pháp cắt tia nước
Phương pháp gia công cắt thép tấm bằng tia nước sử dụng tia nước có áp suất cao tác động trực tiếp vào vùng cần cắt. Nguyên lý áp dụng của phương pháp là sử dụng tia nước kích thước nhỏ đi qua tiết diện giảm dần làm áp suất nước tăng dần và đạt độ lớn trong khoảng 20 tỷ Pa – 40 tỷ Pa. Dưới tác dụng của áp suất cực đại và các phần tử trong dòng tia, bề mặt thép bị cắt hoàn toàn và tia nước cuốn trôi tất cả các vật liệu thừa khỏi phôi thép ban đầu.
Ưu điểm của phương pháp cắt tia nước là quá trình gia công lạnh, loại bỏ hoàn toàn các rủi ro cong vênh, biến dạng bề mặt bởi nhiệt. Phương pháp được thực hiện để cắt thép tấm có độ dày từ 0.8 – 100mm.
Chúng tôi đã giới thiệu đến quý khách những đặc tính quan trọng của thép tấm và phương pháp gia công thép tấm hiệu quả được sử dụng phổ biến hiện nay. Các phương pháp ở trên đều áp dụng máy móc và công nghệ hiện đại để tạo thành phẩm chính xác về kích thước, có tính thẩm mỹ về mặt cắt. Để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích về kết cấu thép, nhà thép tiền chế, quý khách hãy theo dõi website của Nam Trung tại https://www.namtrungcons.com/ để không bỏ lỡ thông tin hữu ích.
