اتصال ورق های فلزی: راهنمای جامع روش‌ها و کاربردها

ورق‌های فلزی برای مجموعه‌ای گسترده از کاربردهای مختلف خانگی و صنعتی استفاده می‌شوند، از بدنه وسایل نقلیه و قایق‌ها گرفته تا لوازم آشپزخانه، آسانسورها، ناودان‌ها، مخازن و غیره. همچنین در معماری برای پوشش دادن مناطق بزرگ ساختمان‌ها، پوشش سقف‌ها و پارتیشن‌ها، و همچنین همراه با مواد دیگر برای سقف‌ها، کف‌ها و دیوارها استفاده می‌شوند. البته که برای به کار گیری آن باید از اتصال ورق های فلزی استفاده کرد. در این مقاله از شرکت پویا صنعت به طور جامع و کامل به شرح این موضوع پرداخته‌ایم.

روش‌های اتصال ورق های فلزی به طور دائمی

اتصال ورق های فلزی فرآیند ضروری برای ورق فولاد ضد زنگ، ورق آلومینیوم و سایر تولیدات ورق فلزی است، به خصوص برای محصولاتی که از ۲ یا بیشتر ورق فلزی مونتاژ شده با هم ساخته شده‌اند، بنابراین ما این فرآیند را همچنین مونتاژ ورق فلزی می‌نامیم. اتصالات ورق فلزی با طراحی منطقی و دقت در کار به محصولات نهایی با ساختار محکم و قابل اعتماد می‌انجامد، که می‌تواند به طور زیادی اطمینان دهد که محصولات با کیفیت و با عمر طولانی استفاده شوند و توسط بسیاری از مصرف‌کنندگان پذیرفته شوند

روش‌های اتصال ورق های فلزی شامل راه‌حل‌های موقتی و دائمی و همچنین روش‌هایی است که نیاز به قطعات اضافی و کارهای پیشین دارند. این روش‌ها شامل، اتصال مکانیکی، جوشکاری، میخ‌پرچ‌ها، برنج‌کاری و لحیم‌کاری، اتصالات زبان و شیار، چسب‌ها، تا کردن، اتصالات محکم شونده، پرچ کردن، زبانه‌ها و لولاها هستند. هر یک از این‌ها مزایا و چالش‌های خود را دارند، بنابراین انتخاب مناسب‌ترین روش برای کاربرد شما بسیار مهم است که در این مطلب از مقالات پویا صنعت به طور کامل به این موضوع اشاره کرده‌ایم.

جوشکاری

جوشکاری در اتصال ورق های فلزی می‌تواند برای اتصال دو قطعه به یکدیگر استفاده شود، به‌طور معمول با استفاده از گرما یک اتصال دائمی ایجاد می‌شود. وقتی به‌درستی انجام شود، جوشکاری پیوند بسیار قوی‌ای بین قطعات فراهم می‌کند و در برخی موارد، این فرآیند می‌تواند به‌صورت خودکار انجام شود تا قابلیت اطمینان و کارایی را افزایش دهد. تکنیک‌های مختلف جوشکاری وجود دارد که می‌توان برای اتصال ورق‌های فلزی استفاده کرد، مانند جوشکاری MIG و TIG، جوشکاری لیزری یا جوشکاری اصطکاکی همزنی، که برای اتصال سریع ورق‌های بلند یا پهن مناسب است. جوش نقطه‌ای نیز می‌تواند برای ایجاد اتصال غیر دائمی استفاده شود و به‌طور گسترده‌ای به عنوان یک فرآیند خودکار در صنعت خودرو استفاده می‌شود.

میخ‌پرچ

میخ‌پرچ‌ها اتصالات محکمی برای ورق‌های فلزی ایجاد می‌کنند و در انواع مختلفی از کاربردها، از وسایل نقلیه تا ساختمان‌ها و ابزارها استفاده شده‌اند. آنها برای مونتاژ قطعاتی که ممکن است تغییرات فشار یا دما را تجربه کنند مناسب هستند. اگرچه امکان حذف میخ‌پرچ‌ها با استفاده از دریل یا ابزار مخصوص وجود دارد، اما عموماً به عنوان یک روش اتصال دائمی محسوب می‌شوند. میخ‌پرچ‌ها در انواع مختلفی مانند میخ‌پرچ‌های پاپ، میخ‌پرچ‌های فشاری، میخ‌پرچ‌های کششی، میخ‌پرچ‌های جامد، میخ‌پرچ‌های رزوه‌دار و میخ‌پرچ‌های لوله‌ای موجود هستند. از معایب پرچ کردن می‌توان به نویز زیاد، نیاز به تجهیزات خاص، افزودن وزن به قطعات و دشواری در اصلاح اشتباهات اشاره کرد.

چسب‌ها

چسب‌ها راه‌حل مناسبی برای اتصال ورق های فلزی ارائه می‌دهند و ارزان‌تر از اتصالات مکانیکی هستند و همچنین مقاوم در برابر خوردگی می‌باشند. آنها بهترین عملکرد را دارند زمانی که نیروهای کششی یا برشی کمی وجود دارد یا اصلاً وجود ندارد. چسب‌ها به صورت ترکیبات تک‌جزئی یا دوجزئی در فرم‌های مایع یا نیمه‌مایع موجود هستند و برای رسیدن به حداکثر استحکام نیاز به پخت دارند.

پخت می‌تواند با اعمال گرما و یا فشار یا با گذشت زمان انجام شود. به دلیل ماهیت مایع یا نیمه‌مایع خود، چسب‌ها می‌توانند شکاف‌ها یا منافذ کوچک در مواد را پر کنند. آنها همچنین برای کاربردهایی که ظاهر نهایی مهم است و نباید توسط اتصالات خراب شود، ایده‌آل هستند. چسب‌ها همچنین ارتعاشات را کاهش می‌دهند، اما می‌توانند تحت تغییرات شدید دما و هنگامی که تحت تنش کششی بالا قرار می‌گیرند، آسیب ببینند.

همانند تمام اتصالات چسبی، در اتصال ورق های فلزی هم تمیز کردن سطوحی که قرار است به هم وصل شوند بسیار مهم است، زیرا آلودگی‌ها، اکسیدها یا مواد دیگر بین سطوح مانع از چسبندگی صحیح می‌شوند. حلال‌ها می‌توانند برای تمیز کردن سطوح قبل از اتصال استفاده شوند.

چسب‌ها در اتصال ورق های فلزی بهترین عملکرد را زمانی دارند که در لایه‌های نازک اعمال شوند، زیرا لایه‌های ضخیم‌تر ممکن است ترک بخورند. هنگام طراحی یک اتصال چسبی، عرض همپوشانی بین قطعات از طول آن مهم‌تر است. اتصالات باید به گونه‌ای طراحی شوند که تحت برش، کشش و فشار مقاوم باشند، نه در برابر شکافتگی یا پوست‌کنی.

انواع مختلفی از چسب‌ها برای اتصال فلزات موجود است. چسب‌های بی‌هوازی در غیاب هوا پخت می‌شوند و بهترین عملکرد را برای اتصال فلزات و قفل کردن رزوه‌ها هنگامی که با اتصالات مکانیکی استفاده می‌شوند، دارند.

چسب‌های اکریلیک و اپوکسی اتصالات قوی با مقاومت دمایی خوب ارائه می‌دهند، چسب‌های سیانوآکریلات در شرایط برشی خوب عمل می‌کنند، در حالی که چسب‌های سیلیکونی اصلاح‌شده با نور فرابنفش پخت می‌شوند تا اتصالات نازک و نامرئی ایجاد کنند. چسب‌های پلی‌آمید گزینه‌ای گران هستند، اما قادر به تحمل دماهای تا حدود 500 درجه سانتی‌گراد می‌باشند.

کلینچینگ

کلینچینگ در اتصال ورق های فلزی می‌تواند دو ورق را به طور دائمی بدون نیاز به حفر پیشینی یا استفاده از گرما اتصال دهد. این فرآیند به همان شیوه‌ای که همینگ کار می‌کند عمل می‌کند، به طوری که مواد به گونه‌ای شکل داده می‌شوند که به هم چسبند، با این تفاوت که در کلینچینگ یک شکل شبیه دکمه در دو ورق ایجاد می‌شود که آن‌ها را با هم نگه می‌دارد. این روش به صرفه زمان و هزینه برای اتصال ورق‌های فلزی است که هیچ جرقه، دوده یا آسیب مربوط به گرما به قطعات وارد نمی‌کند.

اتصال ورق های فلزی به روش نیمه دائمی

لحیم کاری

لحیم کاری عملیاتی است که یک فلز پر کننده که دارای نقطه ذوب پایین (معمولا زیر 450 درجه سانتی‌گراد) است را بدون اینکه قطعات اصلی ذوب شوند، ذوب کرده و در محل اتصال می‌ریزیم تا عمل اتصال ورق های فلزی انجام شود. این نوع اتصال اغلب درر صنایع الکترونیک، لوله‌کشی مس کاربرد دارد؛ چرا که نیاز به استحکام بسیار بالا نیست.

برنج کاری

این روش هم مانند لحیم کاری است ولی نقطه ذوب آن بیشتر از لحیم است (بالای 450 درجه سانتی‌گراد). تفاوت این روش با لحیم کاری این است که اتصال بسیار قوی‌تری نسبت به لحیم‌کاری دارد چرا که فلز پر کننده (برنج) در دمای بالاتری نسبت به لحیم ذوب می‌شود، اما باز هم پایین تر از نقطه ذوب قطعه است.

اغلب اوقاط از برنج کاری برای اتصال ورق های فولادی، مسی و برنجی استفاده می‌شود؛ برای موفقیت آمیز بودن برنج‌کاری باید یک شرط مهم را رعایت کرد، نکته اساسی وجود فیت و همپوشانی مناسب بین قطعات است.

ویژگی	لحیم‌کاری (Soldering)	برنج‌کاری (Brazing)
دمای کاری	پایین (زیر ۴۵۰°C)	بالا (بالای ۴۵۰°C)
استحکام اتصال	پایین تا متوسط	بسیار بالا
مکانیزم اتصال	چسبندگی سطحی (بدون ذوب قطعه اصلی)	نفوذ مویینگی و ایجاد آلیاژ سطحی
کاربردهای متداول	بردهای الکترونیکی، اتصالات ظریف	مخازن، قطعات صنعتی، قاب‌های سازه‌ای
تأثیر حرارت بر قطعه کار	بسیار کم	متوسط
نیاز به آماده‌سازی سطح	کم	زیاد (نیاز به تمیزی و فیت دقیق سطوح)
هزینه و تجهیزات	معمولاً کمتر	معمولاً بیشتر
انعطاف‌پذیری اتصال	بله	خیر (اتصال شکننده‌تر است)

همچنین مقاله اتصال فلزات می‌تواند برای شما مفید واقع شود.

اتصال ورق های فلزی به صورت موقت

اتصال ورق های فلزی از روش مکانیکی (مانند پیچ، مهره‌ها، برگه‌ها)

اتصال ورق های فلزی از روش مکانیکی مهره‌ها، برگه‌ها و پیچ‌ها یک راه حل غیر دائمی هستند که به شما امکان می‌دهند قطعات را به‌سادگی جدا کنید بدون آسیب دیدن آن‌ها. این اتصالات نیازمند دقت در ایجاد چاله‌های هم‌خطی هستند که از طریق آنها اتصالات می‌توانند عبور کنند، و همچنین نیازمند همپوشانی ورق‌ها یا استفاده از پلاک برای اتصال آنها هستند.

به عبارت دیگر، اتصال مکانیکی وزن اضافه‌ای به قطعات می‌افزاید و ممکن است نقاطی برای خوردگی یا تنش در اطراف چاله‌های اتصال ایجاد کند. با این حال، اتصال مکانیکی راهی سریع و آسان برای اتصال ورق‌های فلزی فراهم می‌کند و به ویژه در جاهایی کاربرد دارد که ممکن است ورق‌ها برای نمایش قطعات زیرین برای تعمیر یا جایگزینی باید جدا شوند.

انواع مختلفی از پیچ‌ها، مهره‌ها و برگه‌ها وجود دارند که ویژگی‌های مختلفی را در هنگام اتصال ورق‌های فلزی ارائه می‌دهند، به عنوان مثال، مهره مربع برای مخاطب بزرگی در قسمت‌هایی با سطح بزرگ مناسب است در حالی که مهره نواری می‌تواند به دست نصب و جدا شود.

اتصالات زبان و شیار

اتصالات زبان و شیار می‌توانند برای اتصال موقت قطعات ورق فلزی استفاده شوند. در این نوع اتصال، یک “زبان” در انتهای یکی از قطعات طراحی می‌شود که برای وارد شدن به داخل یک “شیار” که در قطعه دیگر برش داده شده است، مناسب است. عرض زبان باید به گونه‌ای طراحی شود که به صورت محکم درون شیار جا بیفتد با یک بازی کمی بین آنها. زمانی که زبان در شیار وارد می‌شود، باید به طور محکم درون شیار قرار گیرد.

همینگ

همینگ یکی دیگر از تکنیک‌هایی است که می‌توان برای اتصال ورق‌های فلزی بدون استفاده از اتصالات مکانیکی استفاده کرد. لبه‌های دو ورق به‌طوری انعطاف‌پذیر خم می‌شوند که “هم‌ها” منحنی ایجاد می‌کنند که می‌توانند با یکدیگر مشترک شوند و اتصال موقتی ایجاد کنند.

اتصالات سریع

ورق‌های فلزی می‌توانند با استفاده از اتصالات سریع متصل شوند که از نیروی فنری برای نگهداشتن قطعات استفاده می‌کنند. این شامل کلیپ‌های فنری است که گزینه سریعی برای اتصال ورق‌های فلزی با نگهداشتن آن‌ها تحت نیروی فنری فراهم می‌کنند، همچنین پوشش‌های ورق‌های فلزی دائمی و غیر دائمی و اتصالات لوله‌ای سریع می‌شود.

تب‌ها

تب‌ها می‌توانند برای تجمیع قطعات ورق فلزی استفاده شوند. در استفاده از تب‌ها، یکی از قطعات دارای یک یا چند تب است که می‌توان آن‌ها را از طریق شکاف‌ها در قطعه دیگر درج کرد، سپس آن‌ها را خم کرد تا آنها را تأمین کنند. به طور جایگزین، می‌توان تب‌ها را به جای خمیدن برای تأمین آنها تاباند.

تب‌ها می‌توانند در اندازه و شکل مختلفی وجود داشته باشند تا مونتاژ را آسان‌تر کنند، اما فرآیند اساساً یکسان است. تب‌های خودقفل‌کننده شامل هم تب و هم شکاف در قطعه کار می‌شود، که سپس به خودش برمی‌گردد تا به تب‌های یک سر برسد که از طریق شکاف‌ها برای ایجاد یک حلقه یا لوله می‌تواند پایان یابد. همچنین امکان دارد تب‌های اضافی را در قطعه کار اضافه کرد، که در صورت لزوم می‌توان آن‌ها را از طریق یک شکاف تنظیم و خمید.

محورها

محورها در انواع مختلفی آمده و هر یک برای کاربردهای متفاوت مناسب هستند. در اتصال ورق فلزی، محورهای متداول شامل محورهای پین فنربندی، محورهای محوری و محورهای پیانو هستند. در همه موارد، محور باید قادر به تحمل وزن قسمت و فرکانس استفاده باشد.

محورهای پین فنربندی و محورهای محوری امکان جدا کردن آسان از اجزای محور دار را فراهم می‌کنند در حالیکه محورهای پیانو طولانی‌تر برای حمایت بهتر از درها و قطعات سنگین‌تر مناسب‌تر هستند. محورها این امکان را می‌دهند که قسمت‌هایی که به هم می‌پیوندند را به آسانی حرکت داد تا به مناطق زیرین دسترسی پیدا کنند.

نتیجه‌گیری

ورق‌های فلزی می‌توانند بر اساس کاربرد به روش‌های مختلفی مونتاژ شوند. برخی از تکنیک‌ها مانند جوشکاری یا اتصالات چسبی اتصالات دائمی ارائه می‌دهند در حالی که دیگران مانند اتصالات مکانیکی، راه‌حل‌های موقت ارائه می‌دهند. علاوه بر این، برخی از فرآیندها نیازمند استفاده از قطعات یا مواد اضافی هستند که وزن ساختار نهایی را افزایش می‌دهند، در حالی که دیگران از خود ورق‌ها استفاده می‌کنند تا اتصالات را ایجاد کنند.

تصمیم بر اینکه کدام تکنیک استفاده شود بستگی به عواملی از جمله آسانی مونتاژ، شرایط خدماتی، نیازهای قطعات، هزینه‌ها و زمان لازم برای تولید اتصال دارد.