ورقکاری یکی از پایه‌ای‌ترین فرآیندهای ساخت در صنایع مدرن است. در این میان، ورق استیل یا همان زنگ‌نزن به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردش جایگاهی ویژه در صنایع غذایی، دارویی، پزشکی، معماری و دریایی دارد. اما فرآیند کار با ورق استیل تفاوت‌های اساسی با ورق‌های معمولی مانند ورق روغنی یا گالوانیزه دارد.
در این مقاله، به بررسی کامل ورقکاری استیل، از خواص ماده تا روش‌های پرداخت نهایی و مقایسه دقیق آن با دیگر ورق‌ها می‌پردازیم.
معرفی ورق فولادی ضد زنگ و انواع آن
ورق استیل اساساً یک آلیاژ آهن و کربن است که حداقل 10.5% کروم دارد. کروم یک لایه اکسید بسیار نازک و چسبنده ایجاد می‌کند و نیکل نیز به پایداری و خودترمیم‌شوندگی این لایه کمک می‌کند. این لایه غیرفعال روی سطح که با اکسیژن و رطوبت هوا واکنش نمی‌دهد، از زنگ‌زدگی لایه‌های زیرین فولاد استیل جلوگیری می‌کند و به همین دلیل است که فولاد زنگ‌نزن دارای چنین مقاومتی است. در واقع برعکس طرز فکر عموم، بدین گونه نیست که فولادهای زنگ‌نزن اکسید نمی‌شوند، بلکه اولین بار که اکسید می‌شوند، سطح آن‌ها توسط همان لایه اکسید در برابر پیشرفت فرآیند اکسید شدن مصون می‌شود. نکته بعدی هم این است که لایه اکسید مذکور به لحاظ ظاهری زیباست و آثار نازیبایی در سطح محصول ایجاد نمی‌کند؛ به همین دلیل در نظر عموم این‌طور برداشت می‌شود که سطح استیل زنگ نزده است. افزودن عناصری مانند مولیبدن و نیتروژن باعث افزایش مقاومت فولاد زنگ‌نزن در برابر انواع خوردگی و افزایش استحکام است.
دسته‌بندی اصلی ورق‌های استیل
• خانواده استیل سری ۳۰۰ (فولادهای آستنیتی حاوی نیکل و کروم) در ورقکاری:
رایج‌ترین کدهای این خانواده ۳۰۴ و ۳۱۶ هستند. این دسته از فولادها حاوی نیکل و کروم هستند، خاصیت مغناطیسی ندارند و دارای قابلیت فرم‌پذیری بسیار عالی هستند. این دسته از فلزات زنگ‌نزن عمدتاً در ساخت لوازم خانگی و مخازن صنایع غذایی و دارویی به کار می‌روند.
• خانواده استیل سری ۴۰۰ (فولادهای فریتی و مارتنزیتی):
از بین خانواده فریتی‌ها می‌توان کد ۴۳۰ را نام برد که خاصیت مغناطیسی دارد، مقاومت به خوردگی آن متوسط است و برای مصارف دکوراتیو و قسمت‌های کم‌استرس مقرون‌به‌صرفه است.
از بین خانواده مارتنزیتی‌ها می‌توان کد ۴۲۰ را نام برد که قابلیت سخت‌کاری دارد، سخت و مستحکم است اما مقاومت به خوردگی کمتری نسبت به فریتی‌ها دارد. از این فولادها بیشتر برای تیغه‌های چاقو و ابزارآلات استفاده می‌شود.
• خانواده استیل سری ۲۰۰ (فولادهای آستنیتی حاوی منگنز و نیتروژن):
این خانواده با اضافه کردن منگنز و نیتروژن به فولاد به دست می‌آید. این خانواده در برخی کاربردها جایگزین ارزان‌تری برای فولادهای زنگ‌نزن سری ۳۰۰ هستند. مقاومت به خوردگی در این خانواده نسبت به سری ۳۰۰ کمتر است، اما از نظر استحکام بالاتر از سری ۳۰۰ هستند. به دلیل همین سختی، خاصیت شکل‌پذیری ضعیف‌تری نسبت به سری ۳۰۰ دارند. در واقع مهندسین متالورژی برای کاهش وابستگی به نیکل گران‌قیمت، این خانواده استیل را با استفاده از منگنز و نیتروژن ایجاد کردند.
فرآیندهای اصلی ورقکاری استیل
در فرآیند معروف به ورقکاری چند عملیات و مهارت اصلی همواره مورد نیاز است؛ مهارت‌هایی که اگر در کنار هم در یک کارخانه وجود نداشته باشند، محصول نهایی از آن کارخانه خارج نمی‌شود. اساساً وجود نقص‌های مهندسی در یک محصول فلزی در بسیاری مواقع به واسطه ضعیف بودن یکی از این مهارت‌ها رخ می‌دهد.
برشکاری
• با دستگاه لیزر:
استفاده از دستگاه لیزر روشی ایده‌آل برای برش ورق استیل است. این روش با برش تمیز و دقت بالا، حداقل اعوجاج حرارتی را در ورق ایجاد می‌کند و برای ورق‌های نازک تا ضخیم کاربرد دارد.
• با دستگاه واترجت:
برای ضخامت‌های بسیار بالا یا زمانی که نمی‌خواهیم حرارت به ماده وارد شود عالی است. اما سرعت کمتری نسبت به برش لیزر دارد و سطح مقطع برش زبرتر است. به همین دلیل ممکن است یک مرحله پرداخت اضافی مربوط به مقطع خط برش ایجاد شود.
• با دستگاه پلاسما:
امتیاز اصلی این روش سرعت بالا برای ضخامت‌های زیاد است، اما ناحیه تحت تأثیر حرارت برش در این روش وسیع‌تر و دقت برش کمتر از لیزر است. برای کارهای با حساسیت ابعادی کمتر مناسب است.
• با دستگاه پانچ:
برای برش‌های با پیچیدگی کمتر و تیراژ کار بالا بهترین گزینه است. بهتر است به این منظور از سنبه و ماتریس‌های مناسب برای استیل استفاده شود که سخت‌تر و بادوام‌تر هستند تا از سایش و کند شدن سریع آن‌ها جلوگیری شود.