ورق لاتون چیست و چه کاربرد و انواعی دارد؟

در دنیای دقیق صنایع مکانیکی و تجهیزات صنعتی، جایی که حتی کوچک‌ترین تلرانس‌ها می‌توانند بر عملکرد کلی یک سیستم تأثیر بگذارند، نیاز به ابزاری برای تنظیم دقیق فاصله‌ها و لقی‌ها حیاتی است. ورق لاتون به‌دلیل دقت بالای ضخامت و توانایی انتخاب متریال با خواص مکانیکی و حرارتی ویژه یکی از اجزای کلیدی برای تضمین عملکرد بهینه و افزایش طول عمر سیستم‌های صنعتی محسوب می‌شود؛ اما باید دید که ورق لاتون چیست و چه کاربردی این ورق‌های فوق‌العاده نازک را به یکی از اجزای کلیدی در تضمین عملکرد بهینه سیستم‌های صنعتی تبدیل کرده است؟

این ورق (Shim Stock یا shim sheet) ورقی بسیار نازک و صاف است که با تلرانس ضخامت در حد چند میکرون (گاهی ±۲ میکرومتر) تولید می‌شود تا بتواند به‌عنوان لایه تنظیمی بین دو قطعۀ مکانیکی عمل کند. این ورق‌ها در گستره‌ای از فلزات شامل فولاد کربنی، استنلس استیل، مس، برنج، آلومینیوم و آلیاژهای خاص به‌صورت ساده، پانچ‌شده یا موج‌دار عرضه می‌شوند. از کاربردهای رایج آن می‌توان به تنظیم لقی یاتاقان میل‌لنگ، تراز دقیق پلیت‌های ماشینی، پر کردن شکاف فلنج‌های فشار قوی در خطوط نفت و گاز و حتی کاهش انتقال ارتعاش یا تنظیم شفت در تجهیزات دقیق اشاره کرد؛ بنابراین در ادامه خواهید دید که ورق لاتون چیست و چه کاربرد و انواعی دارد؟ با ما همراه باشید.

ورق لاتون چیست و چه تاریخچه‌ای دارد؟

لاتون، ورقی با ضخامت اسمی بین ۰٫۰۱ تا ۵ میلی‌متر است که برای تنظیم لقی، آب‌بندی واشردار یا تراز دقیق اجزای مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این واژه برگرفته از کلمۀ فرانسوی Laiton به‌‌معنی «برنج» است؛ چرا که نخستین ورق‌های شیم (Shim) مورد استفاده در موتورهای بخار قرن نوزدهم عموماً از آلیاژ برنج آنیل‌شده ساخته می‌شدند. با پیشرفت فناوری ماشین‌کاری دقیق در ورق‌های لاتون، متریال‌های پُرمقاومت‌تری مانند فولاد فنری و استنلس استیل گرید ۳۰۴ یا ۳۱۶ جایگزین آلیاژهای اولیه شدند و با استقرار استانداردهایی نظیر ASTM A240 و DIN 988 تلرانس‌های ضخامت و خواص مکانیکی این ورق‌ها یکسان‌سازی شد.

پس اگر این سوال برای شما پیش آمده است که ورق استیل چیست و چه تفاوتی با لاتون دارد، به‌طور خلاصه باید بگوییم که ورق استیل به جنس و ترکیب آلیاژ فلزی اشاره دارد که خاصیت ضدزنگ دارد، ورق لاتون بیشتر به شکل و کاربرد یک ورق فلزی بسیار نازک اطلاق می‌شود که می‌تواند از جنس استیل یا سایر فلزات باشد. این ورق به‌طور خاص برای دقت و تنظیمات ظریف در ماشین‌آلات و اتصالات طراحی شده است، درحالی‌که ورق استیل به‌عنوان یک متریال مقاوم در برابر خوردگی در صنایع مختلفی استفاده می‌شود.

انواع ورق لاتون براساس شکل و فرم

اکنون باید بررسی کنیم که از نظر شکل و فرم، انواع ورق لاتون چیست؟ شکل این ورق براساس نیازهای ساختاری و عملکردی می‌تواند تفاوت داشته باشد:

• ورق ساده (Sheet): از نورد سرد چندمرحله‌ای و برش طولی تولید می‌شود و کیفیت تلرانس ضخامت در آن بسیار بالا است. این فرم تحت استاندارد ASTM A240 قرار می‌گیرد.
• ورق پانچ‌شده (Perforated): با پرس‌های CNC یا لیزر پانچ می‌شود تا انتقال هوا یا مایعات بهبود بیاید و وزن کاهش پیدا کند. مثال استاندارد آن SS 301 Perforated است.
• ورق موج‌دار (Corrugated): با استفاده از رول‌فرمینگ فرم داده می‌شود تا استحکام خمشی بیشتر و خاصیت فنری به ورق اضافه شود. نمونه شناخته‌شده در این دسته Shim FS1005 است.

جدول زیر، انواع ورق لاتون براساس شکل و فرم را به‌شکل خلاصه نشان می‌دهد:

شکل	روش تولید	مزیت کلیدی	نمونه استاندارد
ساده (Sheet)	نورد سرد + برش طولی	تلرانس ضخامت عالی	ASTM A240
پانچ‌شده (Perforated)	پرس CNC یا لیزر	انعطاف هوا و وزن کم	SS 301 Perforated
موج‌دار (Corrugated)	فرمینگ رول	استحکام خمشی + خاصیت فنری	Shim FS1005

 

ویژگی‌های فنی ورق لاتون چیست؟

در ادامه به سه گروه ویژگی فنی اصلی این ورق می‌پردازیم:

استانداردها و روش‌های تولید

تولید ورق لاتون مستلزم رعایت استانداردهای بین‌المللی و فرایند تولید دقیق است:

• ASTM A240 برای ورق‌های استنلس استیل؛
• ASTM A666 برای ورق‌های استیل فنری؛
• DIN 988 برای واشرهای شیم؛
• ISO 2768 f برای کنترل تلرانس ابعادی؛
• ANSI B18.2 برای تجهیزات و ابزار گیر مربوط به شیم.

برای تولید این ورق، ابتدا شمش یا اسلب فلزی ریخته‌گری می‌شود، سپس از طریق نورد سرد چندمرحله‌ای به ضخامت دلخواه می‌رسد. پس‌از آن عملیات آنیل تنش‌زدایی انجام می‌شود و در نهایت برای کاهش زبری سطح، پولیش BA یا ۲B صورت می‌گیرد. برش نهایی ممکن است با رول‌فرم لیزری باشد تا تلرانس ضخامت و ابعاد دقیق حفظ شود.

از نظر کنترل کیفیت هم، ضخامت ورق با میکرومتر دیجیتال تا دقت ±۱ میکرومتر اندازه‌گیری می‌شود. برای ارزیابی سختی از تست Rockwell در مقیاس B یا C مطابق ASTM E18 بهره گرفته و مسطحی سطح نیز با آزمون نوری سنجیده می‌شود تا هیچ انحراف قابل‌توجهی در planarity مشاهده نشود.

ضخامت و ابعاد استاندارد

ضخامت ورق‌های لاتون از ۰٫۰۱ تا ۵ میلی‌متر می‌تواند متغیر باشد که هر بازه برای کاربرد خاصی بهینه‌سازی شده است. به‌طورکلی:

• ضخامت ۰٫۰۱ تا ۰٫۰۵ میلی‌متر (معادل ۰٫۰۰۰۴ تا ۰٫۰۰۲ اینچ): برای آب‌بندی فلزی و تنظیم فاصله‌های فوق‌العاده دقیق به کار می‌رود و تحت کنترل تلرانس ISO 2768 f قرار دارد.
• ضخامت ۰٫۰۵ تا ۰٫۲۵ میلی‌متر (۰٫۰۰۲ تا ۰٫۰۱۰ اینچ): معمولاً برای شیم‌گذاری یاتاقان‌ها، ولوها و گیربکس‌ها مناسب است و تحت استانداردهای ASTM A666 و DIN 988 تولید می‌شود.
• ضخامت ۰٫۲۵ تا ۱٫۰۰ میلی‌متر (۰٫۰۱۰ تا ۰٫۰۴۰ اینچ): در تراز پلیت‌های ماشین‌آلات سنگین کاربرد دارد و با تلرانس ANSI B18.2 کنترل می‌شود.
• ضخامت یک تا پنج میلی‌متر (۰٫۰۴۰ تا ۰٫۲۰۰ اینچ): عمدتاً برای مصارف فاصله‌انداز سازه‌ای یا گسکت فلنج‌های فشار قوی استفاده و در چارچوب ASTM A240 تولید می‌شود.

جنس و خواص مکانیکی

اما جنس لاتون چیست؟ ورق‌های لاتون از مواد مختلفی مانند فولاد کربنی (یا ورق سیاه)، استنلس استیل، مس، برنج، آلومینیوم و آلیاژهای نیکل ساخته می‌شوند. به‌عنوان‌مثال:

• در فولاد کربنی (CR 1010-1050) با چگالی ۷٫۸۵ گرم بر سانتیمتر مربع، تنش تسلیم حدود ۳۲۰ مگاپاسکال است و تا دمای ۳۰۰ درجۀ سلسیوس می‌تواند به کار گرفته شود؛ اما مقاومت آن در برابر خوردگی پایین است.
• استنلس استیل ۳۰۴ با چگالی ۸٫۰ گرم بر سانتیمتر مربع دارای تنش تسلیم حدود ۲۱۵ مگاپاسکال و تنش نهایی حدود ۵۱۵ مگاپاسکال است و تا ۶۰۰ درجۀ سلسیوس مقاومت مناسبی دارد و بهترین ترکیب مقاومت به خوردگی و سختی را دارد؛ بنابراین برای اطلاع از قیمت لاتون استیل 304، اطلاع از قیمت ورق استیل اهمیت دارد. البته ورق لاتون از دیگر گریدهای استنلس استیل، مثل 316 هم ساخته می‌شود.
• مس خالص ETP چگالی ۸٫۹۴ گرم بر سانتیمتر مربع و تنش تسلیم حدود ۲۱۰ مگاپاسکال دارد، شکل‌پذیری مطلوب و مقاومت خوردگی خوبی در دمای تا ۲۰۰ درجه دارد و برای EMI و درزگیر حرارتی محبوب است.
• برنج ۲۶۰ با چگالی ۸٫۵۳ گرم بر سانتیمتر مربع، تنش تسلیم حدود ۳۶۰ مگاپاسکال و عملکرد متوسط در برابر خوردگی دارد. این آلیاژ تا ۲۶۰ درجۀ سلسیوس مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ورق‌ها شکل‌پذیر، ضد جوش سرد با جذب ارتعاش مناسب هستند.
• آلومینیوم ۱۱۰۰ با چگالی ۲٫۷۰ گرم بر سانتیمتر مربع تنش تسلیم حدود ۹۵ مگاپاسکال و تا ۱۲۰ درجۀ سلسیوس شکل‌پذیری مناسبی دارد. آلومینیوم سبک و مقاوم به زنگ است؛ بنابراین برای هوافضا و صنایع غذایی محبوب است.
• مونل ۴۰۰ با چگالی ۸٫۸۰ گرم بر سانتیمتر مربع تنش تسلیم حدود ۲۷۵ مگاپاسکال دارد و در محیط‌های دریایی (آب دریا حاوی کلراید) مقاومت بسیار عالی از خود نشان می‌دهد؛ این آلیاژ تا ۴۸۰ درجۀ سلسیوس قابل‌بهره‌برداری است.

انواع پوشش و آبکاری

چرا ورق لاتون باید پوشش داشته باشد؟ برای کاهش زبری سطح و تضمین دقت فاصله، اغلب ورق‌های لاتون آنیل و پولیش آینه‌ای می‌شوند. در فولاد کربنی معمولاً از آبکاری نیکل یا روی برای بهبود مقاومت به زنگ‌زدگی استفاده می‌شود. در برخی موارد به‌خصوص در کاربردهای الکترونیکی ظریف، ورق استیل ۳۰۲ به‌صورت پشت‌چسب‌دار تولید می‌شود که نیازی به پیچ یا جوش ندارد و نصب آن در سطوح کوچک با دقت بالا امکان‌پذیر می‌شود.

کاربردهای ورق لاتون

اکنون به مهم‌ترین سوال کاربران می‌رسیم: کاربرد ورق لاتون چیست؟ کاربردهای این ورق به‌دلیل تنوع ضخامت، جنس و قابلیت شکل‌پذیری آن گسترۀ وسیعی را در صنایع مختلف به خود اختصاص داده است:

شیم‌گذاری در یاتاقان‌ها و رول‌پلاک‌ها

برای تنظیم لقی شعاعی و محوری یاتاقان‌های غلتشی، به‌ویژه در سرعت‌های بالا، معمولاً از ورق‌های استنلس استیل آنیل‌شده با سختی بالا استفاده می‌شود تا دقت عملکرد و عمر طولانی یاتاقان تضمین شود.

آب‌بندی و پرکردن شکاف در فلنج‌ها

ورقه‌های نرم‌تر از مس یا آلومینیوم به‌دلیل انعطاف زیادشان می‌توانند نشتی گاز یا سیال را تا کلاس API 6A در فلنج‌های فشار قوی مهار کنند و سطح مقطع یکپارچه‌ای ایجاد کنند.

تنظیم فاصله و تراز کاری قطعات مکانیکی

در دستگاه‌های CNC برای هم‌محوری میز با محور اسپیندل به‌دقتی در حدود ±۵ میکرومتر نیاز است؛ به‌همین‌دلیل از ورق‌های فولادی فنری استفاده می‌شود تا تراز دقیق تجهیز حاصل شود.

استفاده‌های تزئینی و الکترونیکی

ورق‌های برنج پانچ‌شده در معماری داخلی برای ایجاد نما یا نورگیرهای تزئینی به کار می‌روند، ضمن آنکه در بردهای RF از لاتون مسی به ضخامت ۰٫۰۵ میلی‌متر برای ایجاد شیلد EMI استفاده می‌شود.

صنایع خودروسازی، نفت و پتروشیمی

در توربین‌های کمپرسور و پمپ‌های فرایندی از ورق‌های لاتون برای جبران انبساط حرارتی و جلوگیری از خروج روان‌کار بهره می‌گیرند؛ به‌ویژه در محیط‌های پرتنش حرارتی و فشار بالا.

مزایا و معایب ورق لاتون

مزایای استفاده از ورق لاتون عبارت‌اند از:

• دقت ضخامت در حد میکرون: امکان تنظیم فاصله‌ها با دقت فوق‌العاده بالا؛
• تنوع وسیع مواد و پوشش‌ها: انتخاب مناسب برای شرایط محیطی مختلف؛
• مقاومت مکانیکی بالا با وزن کم: ضمن صرفه‌جویی در وزن، استحکام مطلوب را فراهم می‌آورد؛
• قابلیت جداسازی و تنظیم مجدد: پس‌از نصب می‌توان شیم‌ها را تغییر داد یا تعویض کرد.

بااین‌حال، استفاده از این ورق چالش‌ها و معایبی هم دارد؛ اما معایب ورق لاتون چیست؟

• هزینه بالای آلیاژهای خاص (مونل، Inconel): برای برخی مصارف تخصصی، قیمت ورق بسیار افزایش می‌یابد.
• حساسیت به سایش موضعی در ضخامت‌های زیر ۰٫۰۵ میلی‌متر: اگر سطح تماس دائماً جابه‌جا شود، احتمال سایش سریع وجود دارد.
• امکان زنگ‌زدگی یا خزش در سرویس‌های طولانی بدون نگهداری مناسب: در صورت پوشش‌دهی نامناسب یا نبود بررسی دوره‌ای، عمر مفید کاهش می‌یابد.

نحوۀ انتخاب ورق لاتون مناسب چگونه است؟

اولین گام برای انتخاب ورق لاتون، محاسبۀ تنش فشاری وارد بر آن است. به‌طور معمول باید مقاومت تسلیم (σy) متریال را حداقل ۱٫۵ برابر تنش طراحی درنظر گرفت تا حوزۀ ایمنی کافی تأمین شود؛ پس اگر بار طراحی در یک شیم برابر X باشد، ورقی باید انتخاب شود که σy آن بزرگ‌تر مساوی ۱٫۵ برابر X باشد.

شرایط محیطی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارد. در مواردی که دمای کاری به بیش‌از ۴۰۰ درجۀ سلسیوس می‌رسد، گریدهایی همچون استنلس استیل ۳۱۰ یا آلیاژهای نیکل-مس (مونل) به‌دلیل پایداری حرارتی برتر مناسب‌اند. اگر محیط خورنده یا اسیدی باشد، استفاده از ورق‌های استیل ۳۱۶ به خاطر مقاومت عالی در برابر کلراید و اسید توصیه می‌شود.

دقت تراز کاری مورد نیاز نیز انتخاب ضخامت را محدود می‌کند. چنانچه به تلرانس کمتر از ۱۰ میکرومتر نیاز باشد، بهتر است از ضخامت‌های ۰٫۰۲ میلی‌متر یا کمتر بهره برده و حتماً از ابزار برش دقیق (قیچی آلیاژی یا لیزر) استفاده شود. در پایان، فاکتور هزینه-عملکرد را نیز نباید نادیده گرفت: فولاد کربنی، گرچه ارزان‌تر است، نیاز به پوشش ضد زنگ دارد؛ درحالی‌که استنلس استیل هزینۀ بالاتری دارد اما دوام و نگهداری آن آسان‌تر است.

روش‌های نصب و استفادۀ صحیح از ورق لاتون چیست؟

اکنون خواهید دید که روش نصب ورق لاتون چیست. برای این کار، ابتدا باید سطوح ورق را به‌طور کامل از چربی، روغن یا هرگونه آلودگی پاک کرد؛ برای این کار می‌توان از استون یا الکل صنعتی استفاده کرد و همچنین پلیسه‌های لبه را به‌وسیلۀ سنگ‌سنباده یا سوهان نرم برداشت.

برای برش ورق‌های نازک‌تر از ۰٫۳ میلی‌متر، تیغ لیزر Fiber یا قیچی آلیاژی با دقت بالا توصیه می‌شود. ضخامت‌های بالاتر می‌توانند با گیوتین یا قیچی‌های پرس‌شونده برش بخورند. حتماً در حین برش از دستکش ضدبرش و عینک ایمنی استفاده کنید و در صورت کار با دستگاه‌های دوّار از روش قفل برچسب (LOTO) برای ایمنی کامل پیروی کنید.

پس‌از فرم‌دهی نهایی، ضخامت واقعی ورق باید با گیج فیلر یا میکرومتر دیجیتال اندازه‌گیری شود تا مطابقت با تلرانس موردنظر تأیید شود. سپس هنگام مونتاژ، پیچ‌ها را با گشتاور (تورک) تعیین‌شده توسط سازنده بسته و از وارد‌کردن بار متمرکز ناگهانی یا شوک مکانیکی در حین رسیدن به گشتاور مناسب خودداری کنید.

مثال‌های کاربردی و موارد عملی استفاده از ورق لاتون در صنایع مختلف

در صنعت خودروسازی، برای تنظیم دقیق فاصلۀ سوپاپ (Valve Lash) در موتورهای DOHC از شیم‌های فولاد فنری با ضخامت ۰٫۰۴ میلی‌متر استفاده می‌شود تا نیروی تماس و کارایی موتوری بهینه بماند. در تاسیسات نفت و گاز، گسکت‌های مسی با ضخامت ۰٫۵ میلی‌متر در فلنج‌های ANSI 300# (کلاس فشاری 300) نصب می‌شوند تا تاب‌خوردگی سطح فلنج ناشی از فشار بالا جبران شود و نشت سیال به حداقل برسد. در ماشین‌آلات سنگین، برای تراز کردن ریل‌های جرثقیل دروازه‌ای از لاتون استیل لمینت به ضخامت ۰٫۱۲۵ اینچ (حدود ۳٫۱۷ میلی‌متر) استفاده می‌شود تا نصب ریل با دقت لازم صورت بگیرد و لرزش‌ غیر مطلوب حذف شود.

نکات نگهداری و تعویض لاتون

هر ۵۰۰ ساعت کارکرد یا حداقل هر فصل، ضخامت ورق لاتون را با میکرومتر کالسکه‌ای اندازه بگیرید. درصورتی‌که نشانۀ خفیفی از خش، برآمدگی (پف) یا نشانه‌های خوردگی موضعی مشاهده شد، شیم باید بلافاصله تعویض شود. برای نگهداری انبار ورق‌های فلزی، استفاده از پوشش‌های ضد زنگی مانند روغن پایه آلکید یا گریس مولی توصیه می‌شود تا در برابر رطوبت و هوا محافظت شوند.

سخن پایانی
در این مقاله به‌صورت کامل بررسی کردیم که ورق لاتون چیست. این ورق خواه در قالب استیل ۳۰۴ به قطر کمتر از ۱۰ میکرون باشد یا شیم لمینیتی چندمیلی‌متری، نقش مهمی در دستیابی به‌دقت عملیاتی و طول عمر تجهیزات صنعتی ایفا می‌کند. انتخاب دقیق جنس، ضخامت و فرم شیم به‌همراه نصب اصولی، نه‌تنها هزینه‌های تعمیرات را کاهش می‌دهد بلکه کارایی و بهره‌وری سیستم را نیز به حداکثر می‌رساند. شما می‌توانید با ورود به صفحه محصولات فولادسل، انواع ورق‌های سیاه، رنگی، استیل، گالوانیزه و روغنی را با کمترین قیمت موجود در کل بازار ایران، به‌صورت نقد و اقساطی خریداری کنید.