نورد چیست؟

نورد فرآیندی است که در آن تغییر شکل پلاستیک فلز از طریق عبور آن از بین غلتک‎ها انجام می‎شود. استفاده از غلتک، مرسوم‎ترین روش شکل دادن به حساب می‎آید. از مزایای این روش توانایی تولید بالای آن است. به‎گونه‎ای که روزانه چند صدتن فلز را می‎توان نورد کرد.

محصول نورد احتمالاً محصول نهایی و یا مراحلی از شکل دادن فلز است. از جمله فرآوردهای نورد می‎توان به ورق، میل‎گرد و انواع پروفیل با مقطع H، T، I و… اشاره کرد. دسته‎بندی فرآیندهای نورد می‎تواند بر اساس دستگاه‎های نورد و یا دمای نورد باشد.

دستگاه نورد

اجزای دستگاه نورد شامل قفسه نورد، غلتک‎ها، یاتاقان‎ها، محفظه‎ای برای محافظت این قطعات و نیروی محرکه‎ای برای به حرکت در آوردن غلتک‎ها است. علاوه بر این موارد به تجهیزات مکانیکی و الکتریکی برای کنترل و تنظیم نیرو و سرعت دورانی غلتک‎ها نیز نیاز است.

قفسه‎های نورد معمولاً بر حسب تعداد قالب‎ها و آرایش آنها نسبت به یکدیگر تقسیم‎بندی می‎شوند. در قفسه‌های نورد دو غلتکی، جهت چرخش غلتک‎ها دو طرفه است؛ بطوری که با تغییر جهت حرکت آنها ضخامت قطعه در رفت و برگشت قابل کاهش می‎باشد. در این روش قطعه کار بین دو غلتک تغییر شکل داده می‎شود و بیشتر کاهش در سطح مقطع مورد نظر می‎باشد.

نورد چیست؟

ویژگی بارز این روش این است که اولاً محور غلتک‎ها با هم موازی هستند و ثانیاً تغییر شکل در امتداد حرکت عمومی قطعه و عمود غلتک‎ها صورت می‎پذیرد. در حقیقت چون تغییر شکل در امتداد طول صورت می‎گیرد و به آن نورد طولی می‎گویند. این نوع نورد در صنعت و حتی در کارگاه‎های کوچک شکل‎دهی بسیار مورد استفاده قرار می‎گیرد.

علاوه بر قفسه‎های نورد دو غلتکی، قفسه‎های نورد سه غلتکی، شش غلتکی و اقماری نیز وجود دارند. مزیت قفسه‎های نورد سه غلتکی نسبت به قفسه نورد دو غلتکی در این است که می‎تواند فرآیند نورد را بدون تغییر جهت حرکت غلتک‎ها در هر دو جهت رفت و برگشت انجام دهد.

علت این امر خالف بودن جهت حرکت غلتک میانی با جهت حرکت دو غلتک بالایی و پایینی است. انتقال قطعه کار به سمت دهانه‎ی ورودی دو غلتک پایینی و (یا بالایی) میانی توسط میز بالابر انجام می‎پذیرد.

علت استفاده از قفسه نورد چهار غلتکی کاهش نیروی لازم برای نورد و جلوگیری از خم شدن غلتک‎های شکل دهنده کاری هنگام نورد تختال‎ها، تسمه‎های عریض و ورق است. از بین چهار غلتک، دو غلتک به عنوان غلتک‎های شکل دهنده (دو غلتک که در تماس مستقیم با قطعه کار هستند) و دو غلتک به عنوان پشتیبان عمل می‎کنند. در غلتک‎های چهارتایی، فقط غلتک‎های کاری توسط نیروی محرکه خارجی حرکت می‎کنند و حرکت دو غلتک پشتیبان بر اثر اصطکاک بین آنها و غلتک‎های کاری است.

گاهی اوقات به منظور کاهش بیشتر احتمال خم شدن غلتک‎های کاری از قفسه‎های نورد شش غلتکی استفاده می‎شود. در این قفسه‎ها، چهار غلتک پشتیبان در اثر اصطکاک با دو غلتک کاری به حرکت در می‎آیند.

قفسه‎های نورد اقماری شامل یک جفت غلتک پشت‎بند سنگین هستند که توسط تعداد زیادی غلتک‎های کوچک احاطه شده‎اند. از خصوصیات عمده این نوع قفسه این است که تختال مستقیماً در یک مرحله از دستگاه نورد عبور کرده و تبدیل به تسمه می‎شود.

در حقیقت هر غلتک کوچک (غلتک سیاره‎ای) علاوه بر طی مسیر دایره‎ای بین غلتک پشت بند (غلتک پشتیبان) و تختال کاهش نسبتاً ثابت در تختال به وجود می‎آورد. هنگامی که یک جفت غلتک اقماری از تماس با قطعه خارج می‎شود، یک جفت غلتک دیگر با قطعه تماس پیدا می‎کند و عمل کاهش ضخامت تکرار می‎شود.

کاهش کل ازمجموع کاهش‎های کوچکی است که توسط جفت غلتک‎های سیاره‎ای که به سرعت پشت سر هم می‎آیند، ایجاد می‎شود. برای وارد کردن تختال به قفسه‌‎های نورد اقماری استفاده از غلتک‎های تغذیه ضروری است.

نورد سرد (Cold Rolling)

در دمایی پایین‎تر از دمای تبلور مجدد ماده نوردیده اتفاق می‎افتد. نورد سرد تسمه پهن، مناسب‎ترین فرآیند فلزکاری برای تجزیه و تحلیل نظری است و نظریه نورد سرد بسیار توسعه یافته است. بنابراین برخلاف وضعیت کار در فرآیندهای کشش عمیق و تولید لوله‎های کوتاه، در نورد، بار یکنواخت می‎ماند و اثرات شروع و توقف کار روی بار اعمالی کم است.

نورد سرد چیست؟

پشت سر هم قرار دادن چندین دستگاه نورد امری متداول است و مسئله اساسی در این مورد این است که کشش تسمه، در فاصله بین دستگاه‎های نورد در محدوده کوچکی قرار گیرد تا ضخامتی یکنواخت حاصل شود.

با کاهش ضخامت تختال، بر طول آن افزوده می‎شود و سرعت خروجی تسمه ممکن است به مقادیر بسیار بالایی تا حدود ۲۵۰ متر بر ثانیه برسد. کنترل کشش توسط انسان از طریق تنظیم سرعت‎های نسبی غلتک‎ها در قفسه‎های مجاور هم ممکن است، اما در حال حاضر در کارخانه‎های بزرگ نورد، برای انجام این کار از کامپیوتر استفاده می‎شود.

به علت سرعت‎های بالا و تولید بسیار زیاد دستگاه‎های نورد، برنامه عبور مناسبی که بر مبنای خواص ماده، پذیرش تسمه توسط غلتک‎ها و ظرفیت بار دستگاه تعیین شود از لحاظ اقتصادی بسیار اهمیت دارد.

نورد گرم (Hot Rolling)

در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد انجام می‎شود. کاهش سطح سنگین از طریق نورد گرم یکی از روش‎های عمده تولید میله با سطح مقطع مستطیل، گرد و یا پیچیده‎تر است. این روش از طریق در هم شکستن ساختار ریختگی و ریز کردن اندازه دانه، سبب بهبود خواص فلز ریختگی و در نتیجه همگنی بهتر و مقاومت و سفتی بیشتر آن می‎شود.

در خلال نوردکاری و همچنین در بیشتر فرآیندهای آهنگری، در مقایسه با اکستروژن، فشار و تغییر شکل در هر زمان معین به  حجم کوچکی از فلز محدود می‎شود، بنابراین می‎توان شمش‎های بسیار سنگین را با استفاده از دستگاه‎هایی با ظرفیت بار متوسط تغییر شکل داد.

شمش بصورت مداوم به داخل دستگاه نورد رانده می‎شود و معمولاً سرعت تولید زیاد است. در اینجا نیز مانند همه عملیات گرم‎کاری سرعت عمل مسئله‎ای حیاتی است. زیرا قطعه کار بر اثر سرد شدن سخت می‎شود.

نورد گرم چیست؟

زمان لازم برای برگشت دادن تختال به قسمت ورودی غلتک‎ها عامل محدود کننده سرعت است اما، این مشکل برای اکثر اندازه‎ها، با استفاده از غلتک‎های دو طرفه، رفع شده است. تختال‎های بسیار کوتاه معمولاً توسط کارگر به عقب برگردانیده می‎شوند، که این خود نیاز به کارگر را بسیار افرایش می‎دهد.

دستگاه نورد گرم برای تولید تختال یا شمشه از شمش‎های فلزی، به دستگاه نورد شمشه مشهور است و معمولاً دو غلتک بزرگ دارد، که بصورت قائم روی یکدیگر قرار دارند. در نتیجه به آن دستگاه نورد دو غلتکه می‎گویند و این در مقایسه با دستگاه‎های چهار غلتکه یا چند غلتکه است که عموماً در عملیات نورد سرد به کار می‎روند.

از غلتک‎هایی با طرح مخصوصی برای تولید محصولات گرم نوردیده طویل با مقاطع مختلف از قبیل گرد، شش ضلعی، ناودانی، نبشی و تیر آهن استفاده می‎شود. این مقاطع از نظر اقتصادی بسیار مهم هستند، زیرا مقدار تولید آن‎ها زیاد است، اما غلتک‎های فوق را معمولاً بطور تجربی و با در نظر گرفتن چند قانون کلی، طراحی می‎کنند.

بطور کلی مسئله عمده در این مورد نیز همانند آهنگری قالب بسته، پر کردن قالب است که درباره آن مبانی نظری مختصری وجود دارد. در اینجا ارزیابی بارهای کاری برای این قبیل شرایط پیچیده مورد نظر نیست، اما می‎توان با استفاده از اطلاعات نظری موجود برای نورد ساده قطعه‎ای تخت با سطح مقطع مشابه تخمین‎های تقریبی زد.