ساخت قطعات فلزی

«ساخت فلز» یا ساختن سازه‌های فلزی از طریق فرایندهای بریدن، خم کردن و سرهم کردن است. این یک فرایند ارزش افزوده‌است. که شامل خلق ماشین‌ها، قطعات و سازه‌ها از مواد خام مختلف می‌باشد. یک شرکت ساخت و ساز یک پروژه را که معمولاً بر اساس نقشه‌های مهندسی است به مزایده می‌گذارد و در صورت بردن قرارداد آن محصول را می‌سازد. شرکت‌های بزرگ ساخت و تولید بسیاری از فرایندهای ارزش افزوده شمال جوشکاری، برش، شکل‌دهی و ماشین کاری را در یک کارخانه یا یک ساختمان استفاده می‌کنند. این شرکت‌های بزرگ با قرار دادن چندین فروشنده برای خدمات مختلف، نیاز خرید پرسنل را محدود می‌کنند و با این کار تسهیلات اضافه ای به مشتریان ارائه می‌دهند. پروژه‌های ساخت فلز معمولاً با نقشه‌ها آغاز می‌شوند که شامل تخمین قیمت نیز هست، سپس به بخش ساخت منتقل می‌شود و سرانجام به بخش راه اندازی پروژهٔ نهایی. پروژه‌های ساخت توسط پیمان کارها، تولیدکنندگان تجیهزات اصلی (OEM) و نمایندگان فروش (VAR) گرفته می‌شوند. پروژه‌های متداول شامل بخش‌های لق، بدنه‌های اصلی سازه برای ساخت، تجهیزات سنگین، و پله‌ها و نرده‌های دستی باری ساختمان‌ها می‌شوند.

برش و سوزاندن

ماده خام باید در ابعاد مورد نیاز بریده شود که این کار با ابزارهای مختلفی انجام می‌شود.
متداول‌ترین روش این کار مواد توسط برش (shearing) است.
اره‌های نواری مخصوصی که برای قطع کردن مواد طراحی شده‌اند دارای تیغه‌های سخت و یک مکانیزم برای برش می‌باشند. اره‌های برش ساینده، همچنین به عنوان اره (chop saw) شناخته می‌شود، شبیه به میتر اره (miter saw) هستند، اما دیسک ساینده برش فولادی دارند. مشعل‌های برش می‌توانند مقادیر بسیار زیادی از فولاد را با انرژی کم انجام دهند. اجاق گازهای برش، مشعل‌های برنده CNC هستند که معمولاً با گاز طبیعی کار می‌کنند. همچنین پلاسما، برش لیزر و جت‌های آبی نیز متداول هستند. صفحه فولاد روی میز کار قرار می‌گیرد و قطعات طبق برنامه بریده می‌شوند. میز کار از شبکه از میله‌ها تشکیل شده‌است که قابلیت تعویض دارند. همچنین برخی میزهای گران‌قیمت قابلیت پانچ CNC دارند. با صفحه ای مدور برای پانچ‌های مختلف. ساخت سازه‌ها به وسیله برش لیزر و پلاسما با معرفی ربات‌هایی با قابلیت حرکت سه بعدی در اطراف قطعه و برش دادن آن همراه بود.

شکل دهی

شکل دهی عملیاتی است که یک ورق مسطح فلزی را به قطعات سه بعدی تبدیل می‌کند. در این فرایند یک نمونه ماده خام به وسیله اعمال نیرو و بدون کم یا زیاد کردن ماده شکل داده می‌شود. نیرو باید به مقدار کافی زیاد باشد تا شکل اولیه ماده را تغییر دهد. فرایند شکل‌دهی می‌تواند به وسیلهٔ استفاده از ابزار آلاتی مانند پانچ‌ها و قالب‌ها کنترل شود. همچنین برای تنظیم میزان و جهت نیرو از انواع ماشین آلات نیز می‌توان استفاده کرد. یک مثال از تغییر شکل ماشینی می‌تواند ترکیب شکل‌دهی و جوش کاری به منظور تولید ورق‌های ساختی باشد که بیشتر در شکل مشبک خطی (اصولاً برای زه کشی آبی به کار می‌رود) دیده می‌شود.
طراحی مناسب و استفاده از ابزار ماشینی یک شکل قابل تکرار درست کرده‌است که می‌تواند برای ساخت محصولات در بسیاری از صنایع از جمله جواهرسازی، هوافضا، اتوموبیل سازی، ساخت و ساز، عمران و معماری به کار گرفته شود.

ماشین کاری

ماشین کاری فرایند حذف مواد ناخواسته از تودهٔ ماده برای رسیدن به شکل مورد نظر است. ماشینکاری، به خودی خود نوعی تجار است، اما با این وجود اغلب کارخانه‌ها به‌طور کلی دارای قابلیت‌های ماشینکاری محدود از جمله ماشین‌های فلزی، میلز، و دریل، همراه با سایر ابزارهای قابل حمل فلزی هستند.
بیشتر اجزا مانند چرخ دنده‌ها، پیچ‌ها و مهره‌ها از طریق ماشین کاری تولید می‌شوند.

جوشکاری

جوش تمرکز اصلی تولید فولاد است. قطعات شکل گرفته و ماشین کاری شده به هم جوش داده و در محل مناسب متصل می‌شوند سپس برای افزایش دقت مجدد چک خواهند شد. برای جوش دادن چند قطعه ممکن است برای قرار دادن قطعات در محل مناسب برای جوشکاری از یک فیکسچر استفاده شود.
سپس اگر نقشه کارگاهی شامل جزیات جوش باشد، جوش کار بر طبق آن و در غیر اینصورت براساس نظر خود کار را تکمیل می‌کند.
برای جلوگیری از چروک شدن قطعه جوش بر اثر حرارت باید احتیاط‌های اولیهٔ مخصوصی اعمال شود؛ که این موارد شامل: طراحی مجدد قطعه برای استفادهٔ هرچه کمتر از جوشکاری، جوشکاری به شیوهٔ متناوب، استفاده از یک فیکسچر محکم، پوشاندن قطعه جوش در ماسه به هنگام خنک شدن، و عملیات کشش و صافکاری پس از جوش.
صاف کردن قطعه جوش فولاد تاب خورده ب وسیله مشعل اکسی استیلن انجام می‌شود و انجام آن به نوعی هنر است. گرما به شکل مشخصی به آرامی و به صورت خطی به فولاد داده می‌شود. فولاد دارای یک انقباض کلی در طی سرد شدن در جهت حرکت خطی گرمای داده شده خواهد بود. یک جوشکار حرفه‌ای می‌تواند چروک‌ها و تاب‌های بزرگ را به این طریق برطرف کند.
قطعات جوش گاهی برای از دست دادن تنش‌های پسماند در یک کوره دما پایین بازپخت می‌شوند. چنین قطعاتی و بخصوص آن‌هایی که برای موتورها بکار گرفته می‌شوند ممکن است پس از عملیات حرارتی لاین برد (line-bored) شوند.

سرهم کردن نهایی

پس از اینکه قطعه سرد شد به‌طور معمول شن زنی (sand blasted) و رنگ می‌شود سپس هرگونه عملیات ساختی مطابق با سفارش مشتری روی آن اعمال می‌شود. محصول نهایی سپس بازرسی و حمل می‌شود.