نورد چیست و چگونه انجام می‌شود؟
آیا می‌دانید نورد چیست؟ فرآیند شکل‌دهی فلزات به فرمهای نیمهتمام یا تمامشده با عبور از بین غلتک‌ها، نورد نامیده می‌شود. نورد، پرکاربردترین فرآیند تشکیل فلز است. این کار برای تبدیل شمش‌های فلزی به قطعات ساده مانند اسلب‌ها، ورق‌ها، صفحات، نوارها و غیره است. با خواندن مطلب زیر، درک بیشتری از این موضوع پیدا خواهید کرد.
چرا نورد فلز انجام می‌شود؟
نورد مزایای مختلفی را ارائه می‌دهد که یکی از آنها کاهش ضخامت فلز است. از آنجایی که فلز مذاب از طریق غلتک‌ها فشرده می‌شود، بنابراین نازک‌تر خواهد بود. برای کاربردهای خاص، مانند تولید ورق فلز، این امر برای ایجاد محصول نهایی بسیار مهم است. اگر فلز مذاب فشرده نشود، برای هدف یا کاربرد مورد نظر بسیار ضخیم خواهد بود.
غلتک علاوه بر ساخت نازک‌تر فلز، شکل یکنواخت‌تری نیز ایجاد می‌کند. از بالا به پایین و لبه به لبه، تمام فلزات نورد‌شده یک شکل دارند. بنابراین، شرکت‌های فلزکاری، نگران ضخیم‌بودن بعضی از قسمت‌های فلز نسبت به مناطق دیگر نیستند. به طور کلی بر اثر نورد فلز، افزایش ناچیزی در عرض به وجود می‌آید و کاهش ضخامت منجر به افزایش طول می‌شود.
عملیات نورد چیست؟
آسیاب نورد یک ماشین پیچیده است که دارای دو یا چند غلتک‌کار، غلتک پشتیبانی، پایه رول، موتور محرک، دنده کاهش‌دهنده، چرخ دنده، چرخ دنده اتصال و غیره است. در نورد، فلز با عبور از بین غلتک‌هایی که در جهت مخالف می‌چرخند، تغییر شکل می‌یابد. غلتک‌ها ممکن است ساده یا شیاردار باشند و این به شکل محصول نورد شده بستگی دارد. طیف محصولات قابل تولید با غلتک، بسیار وسیع است. شاید بپرسید مزیت استفاده از غلتک در نورد چیست؟ غلتک یک روش تغییر شکل اقتصادی با بهره وری بالا است و از حجم فلز چیزی کم نمی‌شود. مواد نورد شده عبارتند از فولاد، مس، منیزیم، آلومینیوم و آلیاژهای آنها.
فرآیندهای نورد چیست؟
فرآیندهای نورد را می‌توان به صورت گرم یا سرد طبقه‌بندی کرد. نورد گرم شامل همان مراحلی است که قبلا ذکر شد. از طرف دیگر، نورد سرد شامل همین مراحل است اما در انتهای آن یک مرحله اضافه شده است. با نورد سرد، فلز نورد گرم، به یک ایستگاه جداگانه منتقل می‌شود که در آن یک بار دیگر نورد می‌شود. اما این بار در دمای اتاق غلتیده شده است.
فلزی که نورد سرد شده باشد معمولاً قوی‌تر است و می‌تواند تحمل سخت‌تری نسبت به فلز نورد گرم داشته باشد. البته نکته منفی این است که نورد سرد نسبت به نورد گرم به زمان و منابع بیشتری نیاز دارد. به طور کلی، فرآیندهای نورد برای تکمیل محصول، سه مرحله دارد:
- نورد اولیه: نورد اولیه برای تبدیل شمش فلزی به قطعات ساده مانند شکوفه و اسلب استفاده می‌شود. این فرآیند، ساختار شمش را تصفیه می‌کند، خواص مکانیکی آن را بهبود می‌بخشد و نقص داخلی آن را برطرف می‌کند.
- نورد گرم: بلومها و اسلب‌های حاصل از نورد اولیه، با فرآیند نورد گرم دوباره به صفحه، ورق، میله و شکل‌های ساختاری تبدیل می‌شوند.
- نورد سرد: نورد سرد معمولا فرآیندی است که طی آن، محصولات تولید شده توسط نورد گرم به شکل نهایی دست می‌یابند. این فرایند، تحمل و مقاومت مکانیکی ماده را افزایش می‌دهد.
فولادی که از کوره‌های ذوب مجدد یا کارخانه‌های تولید فولاد به‌دست می‌آوریم بیشتر به صورت شمش است. شمش‌ها دارای اندازه تقریبی 1.5 در 1.5 متر مربع و وزن آنها بر اساس تن است. این شمش‌ها ابتدا تا حدود 1200 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند و سپس از زیر غلتک‌ها عبور داده می‌شوند تا اشکال واسطه‌ای مانند بلومها یا اسلب‌ها تولید شوند. بلومها یا اسلب‌ها نیز به صورت اشکال مختلف مانند مربع، شش ضلعی، زاویه‌ای و غیره درمیآیند. تا اینجا متوجه شدیم که نورد چیست و از چه فرآیندهایی تشکیل شده است؟
دستگاه نورد چیست؟
دستگاه نورد برای شکل‌دهی به ورق‌های فلزی و تولید میلگرد و نبشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه امکان تنظیم سرعت حرکت غلتک‌ها را فراهم می‌کند و به این وسیله می‌توان ورق‌های فلزی را در اندازه‌های مختلف شکل داد. لازم به ذکر است که با استفاده از این دستگاه می‌توان نورد را در جهت رفت و برگشت انجام داد.
قطعات دستگاه نورد چیست؟
در پاسخ به این سؤال که «قطعات دستگاه نورد چیست؟»، می توان گفت که این دستگاه دارای قفسه نورد، غلتک‌ها، یاتاقان‌ها، محفظه‌ای برای نگهداری قطعات، نیرو محرکه جا به جایی غلتک‌ها و تجهیزات مکانیکی و برقی برای کنترل نیرو و سرعت چرخش غلتک‌ها است.
لازم به ذکر است که در دستگاه نورد، غلتک‌ها در محلی تحت عنوان قفسه نگهداری می‌شوند. نیروی وارد شده به غلتک‌ها به این قفسه منتقل می‌شود و با استفاده از قطعات فلزی محفظه، امکان انتقال نیرو به شمش فراهم می‌شود. شایان ذکر است که این محفظه فاصله بین غلتک‌ها و کالیبرها را نیز تنظیم می‌کند. محفظه نورد می‌تواند دو یا چندین غلتک داشته باشد.
کاربرد دستگاه نورد چیست؟
دستگاه نورد اغلب در کارخانه‌های فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این دستگاه، دو غلتک استوانه‌ای بر روی هم قرار می‌گیرند. با رسیدن نیروی لازم از موتور، غلتک‌ها در جهت مخالف یکدیگر شروع به کار می‌کنند و ضخامت شمشی که میان غلتک‌ها قرار گرفته کاهش می‌یابد.
شایان ذکر است که در دستگاه نورد با محفظه دو غلتکی، امکان حرکت غلتک‌ها به صورت دو طرفه وجود دارد. همچنین در دستگاه نورد با محفظه سه غلتکی، غلتک مرکزی خلاف جهت رول‌های دیگر حرکت می‌کند و نیازی به حرکت دو طرفه غلتک‌ها نیست.
ممکن است بپرسید علت استفاده از چهار غلتک در محفظه نورد چیست؟ در پاسخ باید گفت که دستگاه نورد با محفظه چهار غلتکی، نیرو محرکه مورد نیاز برای نورد را کاهش می‌دهد و از خم شدن غلتک‌ها هنگام شکل دادن به تسمه‌های عریض، ورق‌ها و تختال‌ها جلوگیری می‌کند.
انواع نورد چیست؟
مهم‌ترین انواع نورد شامل نورد پیوسته، نورد حلقه‌ای و نورد رزوه است که در ادامه به آنها اشاره می شود.
نوع پیوسته نورد چیست؟
در فرآیند انجام نورد پیوسته، میزان ماده‌ای که در مدت زمانی مشخص از هر غلتک عبور می‌کند برابر است. به این ترتیب، در صورتی که سطح مقطع افزایش یا کاهش یابد، سرعت غلتک‌ها نیز به تناسب آن کاهش یا افزایش می‌یابد و ضخامت ماده در گام‌های مختلف قابلیت تعدیل شدن دارد.
نورد حلقه ای چیست؟
نورد حلقه‌ای نوع خاصی از نورد است که در آن، یکی از غلتک‌ها داخل یک حلقه با کناره‌های سخت و ضخیم قرار می‌گیرد و غلتک دیگر، از بیرون و دیواره به آن نیرو وارد می‌کند. به این ترتیب، با فشاری که به حلقه وارد می‌شود، ضخامت جداره کاهش می‌یابد و قطر آن افزایش می‌یابد. شایان ذکر است که این نوع نورد در صنایع مختلف نظیر هواپیماسازی، موشک‌سازی، مخزن‌های نفت و توربین‌ها کاربرد دارد.
نورد رزوه چیست؟
نورد رزوه نوعی نورد سرد به حساب می‌آید که در آن، رزوه‌هایی مخروطی شکل بر روی میلگردها قرار می‌گیرند و با حرکت دو طرفه‌ی دو قالب تخت، شکل داده می‌شوند. البته نوع دیگری از نورد رزوه هم وجود دارد که شکل‌دهی میلگرد به وسیله دو قالب دورانی انجام می‌شود. گفتنی است که این نوع نورد برای ساخت انواع پیچ‌های ماشین و قطعات دنده‌ای به کار می‌رود.
ممکن است سؤال شود که مزیت رزوه‌ای بودن نورد چیست؟ در پاسخ می‌توان گفت که رزوه‌های ساخته شده از طریق نورد که غالباً از طریق نورد سرد ایجاد می‌شوند، استحکام و طول عمر بالایی دارند. علاوه بر این، در فرآیند انجام این نوع نورد، ضایعات فلزی ایجاد نمی‌شود.
نورد میله و پروفیل چیست؟
میلگردها محصولاتی نهایی یا نیمه نهایی هستند که برای ساخت سازه، خودرو و انواع پیچ‌ها و مهره‌ها کاربرد دارند، برای ساخت میلگرد از نورد پیوسته استفاده می‌شود. برای این کار، شمش‌های باریک با سطح مقطع مربعی حاصل از نورد گرم مورد استفاده قرار می‌گیرند. کالیبرهای مورد استفاده برای ساخت میلگرد نیز مربعی، بیضی شکل یا دایره‌ای می‌باشند. شایان ذکر است که محفظه نورد برای ساخت میلگرد اغلب دو یا سه غلتک دارند.
نورد پروفیل نسبت به نورد میلگرد مقداری مشکل‌تر است؛ به طوری که، برای دستیابی به سطح مقطع نهایی، باید چند مرتبه نورد میانی انجام شود.
نوع پوسته‌ای نورد چیست؟
نورد پوسته‌ای برای انجام کار کم‌تر روی ورق مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به طوری که، در دمای پایین مقاومت مکانیکی آن بیشتر شود. در این فرآیند، تغییر حالت اندکی بر روی ورق اعمال می‌شود. افزون بر این، ضخامت ورق با دقت بالایی کنترل می‌شود تا صافی سطح ورق بیشتر شود و ناهمواری‌های روی سطح ورق به حداقل برسد.
مراحل نورد پوسته‌ای
در فرآیند انجام نورد پوسته‌ای در هر محفظه، چهار غلتک مورد استفاده قرار می‌گیرد که قطر دو غلتک آن کم بوده و غلتک‌های کاری نامیده می‌شوند. لازم به ذکر است که دو غلتک بزرگ‌تر به غلتک‌های پشتیبان شهرت دارند.
گفتنی است که دلیل کوچک در نظر گرفتن قطر غلتک‌های کاری، آن است که اصطکاک ورق و غلتک کاهش یابد. غلتک‌های پشتیبان نیز مانع از خمیدگی غلتک‌های کاری می‌شوند. لازم به ذکر است که در صورتی که غلتک کاری دچار خمیدگی شود، ضخامت ورق با مشکل مواجه می‌شود و طول و عرض آن متغیر خواهد شد. خوب است بدانید که میزان کاهش سطح مقطع ورق‌های فولادی در مراحل انجام نورد پوسته‌ای، بین 5/0 تا 1 درصد متغیر است. با وجود آنکه ضخامت ورق در این مراحل بسیار کم است، نوعی کشیدگی در ورق ایجاد می‌شود که موجب افزایش طول آن می‌گردد.
مزایای نوع پوسته‌ای نورد چیست؟
از جمله مزیت‌های نورد پوسته‌ای می‌توان به بهبود استحکام ورق، افزایش قابلیت کشیدگی، بهبود زبری سطح، افزایش دقت ابعاد ورق، یکدست شدن ضخامت ورق و افزایش قابلیت رنگ پذیری ورق اشاره نمود که در ادامه به توضیح آنها می‌پردازیم.
- بهبود استحکام ورق
نورد سرد موجب کوچک شدن دانه‌های ورق می‌شود و با افزایش مرز دانه‌ها، استحکام ورق افزایش می‌یابد. - افزایش قابلیت کشیدگی
نورد سرد موجب ریز شدن دانه‌های فولاد می‌شود که در نهایت باعث افزایش قابلیت کشیدگی ورق می‌شود. - بهبود زبری سطح
در طول انجام مراحل نورد پوسته‌ای، در پوسته خارجی ورق، تغییر شکل ایجاد می‌شود و زبری سطح آن را تا حد زیادی از بین می‌برد. - افزایش دقت ابعاد ورق
نورد پوسته‌ای کمک می‌کند به اینکه ورق فولادی با ضخامت دقیق‌تری ساخته شود. - یکدست شدن ضخامت ورق
نورد پوسته‌ای کار بسیار ظریفی است و انجام آن روی ورق موجب می‌شود که ضخامت ورق در بخش‌های مختلف یکدست و یکنواخت شود. - افزایش قابلیت رنگ‌پذیری ورق
اغلب ورق‌هایی که روی آنها نورد پوسته‌ای صورت گرفته، قابلیت رنگ‌پذیری آنها افزایش می‌یابد.
اصول نورد چیست؟
نورد فرآیندی است که شامل عبور فلز از شکاف بین غلتک‌هایی است که در جهت مخالف می‌چرخند. این شکاف از ضخامت قطعه کار‌شده کوچکتر است. بنابراین، غلتک‌ها به دلیل ایجاد اصطکاک، فلز را فشرده می‌کنند و همزمان آن را به جلو منتقل می‌کنند.
وقتی قطعه کاملا از شکاف بین غلتک‌ها عبور کند، کاملا کار شده در نظر گرفته می‌شود. در نتیجه، ضخامت کار کاهش می‌یابد در حالی که طول و عرض آن افزایش می یابد. با این حال، افزایش عرض ناچیز است و معمولا مورد غفلت قرار می‌گیرد. کاهش ضخامت را پیش‌نویس می‌نامند، در حالی که افزایش طول را کشیدگی مطلق می‌نامند. افزایش عرض نیز به عنوان گسترش مطلق شناخته می‌شود.
نیروی مورد نیاز برای نورد چیست؟
سیستم اصلی تنش تولید‌شده در قسمت تغییر شکل فلز، فشرده‌سازی سه محوری است. فلز تغییر شکل یافته برای رسیدن به شرایط تعادل، نیرویی برابر و مخالف بر روی هر یک از رول‌ها اعمال می‌کند. بنابراین، این نیروی طبیعی با جهت غلتک، فاکتور مهمی است که برای طراحی رول و بدنه آسیاب در نظر گرفته شده است. این نیرو (F) در تعیین مصرف برق در یک فرآیند نورد نیز مهم است. متأسفانه، تعیین دقیق بار غلتکی و مصرف برق یک کار، نیاز به دانش و تخصص کافی در مورد تئوری پلاستیسیته دارد.
روغن‌کاری در فرآیند نورد چیست؟
در فرآیند نورد، روغن‌کاری برای کاهش اصطکاک بین رول و فلز مورد استفاده، به کار می‌رود. اصطکاک در فرآیند نورد بسیار مهم و مفید است. در واقع، روغن‌کاری وظیفه دارد که کار را بین رول ها به جلو منتقل کند و بنابراین نباید حذف شود و یا در زیر سطح استاندارد، کاهش یابد.
در اینجا این سوال مطرح می‌شود که اصل مهم روغن‌کاری در نورد چیست؟ انتخاب روان کننده مناسب برای فرآیند نورد، نکتهای مهم است. فولاد، از روان‌کننده‌های سیال با ویسکوزیته پایین استفاده می‌شود. پارافین برای مواد غیرآهنی مانند آلومینیوم، مس و آلیاژهای آن مناسب است تا از لکه‌دار شدن در طی فرآیند عملیات حرارتی بعدی جلوگیری کند. در حالی که نورد گرم اغلب بدون روان‌کننده انجام می‌شود و گاهی اوقات از امولسیون گریس گرافیتی به عنوان روان‌کننده استفاده می‌شود.
نقص در محصولات نورد چیست؟
تعدادی از نقایص در محصولات نورد شده در طی فرآیند نورد ایجاد می‌شود. یک نقص خاص معمولا با یک فرآیند خاص به دست می‌آید و در فرایندهای دیگر ایجاد نمی‌شود. برخی از نقایص رایج در محصولات نورد شده در زیر آورده شده است:
- ترک‌خوردگی لبه: ترک‌خوردگی لبه به طور کلی در شمش، دال یا صفحه‌های نورد شده رخ می‌دهد. این امر به دلیل محدود بودن شکل‌پذیری فلز یا تغییر شکل ناهموار به خصوص در لبه‌ها است.
- چین افتادگی: چین‌خوردگی یک نقص است که به طور کلی در نورد صفحات رخ می‌دهد. این در صورتی است که کاهش در هر پاس خیلی کم باشد.
- پوست سوسماری شدن: تمساح نوعی نقص است که معمولاً در نورد صفحات (بخصوص آلومینیوم و آلیاژها) رخ می‌دهد. در این نقص، قطعه هنگام خروج در امتداد یک صفحه افقی، به بالا و پایین تقسیم می‌شود. این نقص همیشه زمانی اتفاق می‌افتد که نسبت ضخامت اسلب به طول تماس در محدوده 1/4 تا 1/65 قرار گیرد.
کلام آخر
در این مقاله به سوال «نورد چیست»، پاسخ دادیم و با فرآیندهای آن آشنا شدیم. نورد، فرآیند تغییر شکل فلز است که برای تبدیل فلز به محصولات قابل استفاده انجام می‌شود. این کار با عبور فلز بین غلتک‌ها انجام می‌شود. در حالی که روند دقیق مورد استفاده برای هر تولید متفاوت است؛ بسیاری از شرکت‌های فلزکاری، از نورد استفاده می‌کنند.با ما تماس بگیرید.
پیج اینستاگرام ما: navard.mohammad@
مقاله پیسنهادی براساس نیاز شما: تاریخچه تولید تسمه نوردی
