㈠ 钢板切割的钢板切割工艺
切割下料标准
1.范 围:本标准适用于原材料切割下料的加工过程。适用于以火焰切割及等离子切割作为切割方式的切割下料过程。
2.施工准备:
2.1材料要求:
2.1.1用于切割下料的钢板应经质量部门检查验收合格,其各项指标满足国家规范的相应规定。
2.1.2钢板在下料前应检查钢板的牌号、厚度和表面质量,如钢材的表面出现蚀点深度超过国标钢板负偏差的部位不准用于产品。小面积的点蚀在不减薄设计厚度的情况下,可以采用焊补打磨直至合格。
2.1.3在下料时必须核对钢板的牌号、规格和表面质量情况,在确认无疑后才可下料。
2.2施工设备及工具:
2.2.1切割下料设备主要包括数控火焰切割机、数控等离子切割机、直条切割机、半自动切割机等。
2.2.2在气割前,先检查整个气割系统的设备和工具全部运转正常,并确保安全的条件下才能运行,而且在气割过程中应注意保持。
2.2.3检测及标识工具分别为:钢尺、卷尺、石笔、记号笔等。
3.切割操作工艺:
3.1在进行自动切割时,吊钢板至气割平台上,应调整钢板单边两端头与导轨的距离差在5mm范围内。在进行半自动切割时,应将导轨放在被切割钢板的平面上,然后将切割机轻放在导轨上。使有割炬的一侧面向操纵者,根据钢板的厚度选用割嘴,调整切割直度和切割速度。
3.2根据自动切割及半自动切割方式的不同,调整各把割枪的距离,确定后拖量,并考虑割缝补偿;在切割过程中,割枪倾角的大小和方向主要以钢板厚度而定,割嘴倾角与割件厚度的关系及切割余量如下表所示:
割嘴倾角与割件厚度的关系
割件厚度 <10 ≥10
倾角方向 后倾 垂直
倾角度数 10°-15° 0°
钢板切割余量表
切割方式 材料厚度mm 割缝宽度留量(mm) 备注
气割下料 ≤10 1~2
10~20 2.5
20~40 3.0
40以上 4.0
在进行厚板气割时,割嘴与工件表面保持垂直,待整个断面割穿后移动割嘴,转入正常气割,气割将要到达终点时应略放慢速度,使切口下部完全割断。
3.3根据板厚调整切割参数,切割参数包括割嘴型号、氧气压力、切割速度和预热火焰的能量等,工艺参数的选择主要根据气割机械的类型和可切割的钢板厚度,对未割过的钢板,应试割同类钢板,确定切割参数,同时检查割咀气通畅性。
3.4气割前去除钢材表面的污垢,油脂,并在下面留出一定的空间,以利于熔渣的吹出。气割时,割炬的移动应保持匀速,割件表面距离焰心尖端以2~5mm为宜,距离太近会使切口边沿熔化,太远热量不足,易使切割中断。
3.5在进行厚板切割时,预热火焰要大,气割气流长度超出工件厚度的1/3。割嘴与工件表面约成10°~20°倾角,使零件边缘均匀受热。
3.6为了防止气割变形,操作过程中应注意以下几个方面:
3.6.1在钢板上切割不同尺寸的工件时,应先切割小件,后割大件;
3.6.2窄长条形板的切割,长度两端留出50mm不割,待割完长边后在割断,或者采用多割炬的对称切割的方法。
3.6.3直条切割时应注意各个切割割嘴的火焰强弱应一致,否则易产生旁弯。
4.热切割质量控制
4.1切割过程中,应随时注意观察影响切割质量的因素,保证切割的连续性。
4.2工艺参数对气割的质量影响很大,常见的气割断面缺陷与工艺参数的关系如下所示:
气割表面缺陷和原因分析
缺陷类型 产生原因 图示说明
切割面粗糙 a、切割氧压力过高
b、割嘴选用不当
c、切割速度太快
d、预热火焰能量过大
切割面缺口 a、切割过程中断,重新起割衔接不好
b、钢板表面有厚的氧化皮、铁锈等
c、切割机行走不平稳
切割面内凹 a、切割氧压力过高
b、切割速度过快
切割面倾斜 a、割炬与板面不垂直
b、风线歪斜
c、切割氧压力低或嘴号偏小
切割面上缘呈珠链状 a、钢板表面有氧化皮、铁锈
b、割嘴到钢板的距离太小,火焰太强
切割面上缘熔化 a、预热火焰太强
b、切割速度太慢
c、割嘴离板件太近
切割面下缘粘渣 a、 切割速度太快或太慢
b、 割嘴号太小
c、 切割氧压力太低
5.热切割件检验指标:
5.1气割完毕后,应对钢材切割面进行检查,其切割面应无裂纹、夹渣和大于1mm的缺棱,检查方式为外观检查。
5.2气割完毕后,应在切割件上注明工程名称、零件编号及所属班组。
5.3切割后零件的外观质量应作为常规项目进行检查,如切割后零件的外形尺寸、断面光洁度、槽沟、断口垂直度、坡口角度、钝边高度、局部缺口、毛刺和残留氧化物;气割后零件的允许偏差如下表所示:
气割的允许偏差
项 目 允许偏差 备 注
零件宽度,长度 ±2.0 手工、半自动、直条
±1.0 数控切割
切割面平面度 0.05T,且不大于1.5
割纹深度 0.2
局部缺口深度 1.0
与板面垂直度 不大于0.025T
条料旁弯 不大于3mm
坡口角度 ±2.5°
钝边 ±1.0mm
5.4无论是利用多头直条及数控切割进行主材下料或利用半自动切割进行小件加工、坡口加工,切割断面上深度超过1mm的局部缺口、深度大于0.2mm的割纹以及断面残留的毛刺和熔渣,均应给予焊补和打磨光顺。
5.5主材切割完毕后,应进行标识,内容包括:工程名称、构件编号、构件规格、构件材质及所属钢板的炉批号。
㈡ 常见的不锈钢切割方法有哪些
不锈钢切割常用九种方式
1.高压水射流水刀水切割
这项新技术采用的是水的0.80~1.50mm射流,喷射速度为600~800米/秒(速度大于2马赫)。水压为3000~4000巴(bar),用水量每分钟仅4升。
为了用磨料如氧化铝或碳化硅等切割不锈钢,在喷射水流抵达钢材前,向水流内射入磨料颗粒。现代化的设备可切割20.0mm厚的不锈钢。切边准确、切面干净光滑。
切割作用所产生的热由水带走,金属温度仅为50~60℃。这样再加上由喷射水流在金属上所产生的力,就可以防止变型,提高切割精度。
2.步进式冲裁
该 工艺使用圆形和三角形冲子冲出一列搭接的孔。采用这种工艺显然无法使切口十分平滑,但是,通过采用良好的工具设计和使切口重叠,可使切边满足大多数用途的 要求。手提式步进冲裁机通常用于切割碳钢薄板,如果用来切割奥氏体不锈钢,需要增加60%的力。而且,也要降低机器切割的最大厚度。加工厂的机器至少可以 对8mm的不锈钢进行冲孔。现代化机器还可以利用剪冲结合的方法生产所需的坯料。
3.铡刀剪
大多数加工厂采用这种手操作剪机。这种剪切机的刃长可以达到3m,但如果剪切机的端部是开口的,可以用连续剪切得到长于剪刃的切口。不过要注意不要切出台阶来。
由 于剪切不锈钢所需功率较大,所以,剪切机在剪切软钢时所能剪切的厚度在剪切铁素体钢时要降低两个线规号,剪切奥氏体不锈钢时要降低4个线规号。因此一个最 大能剪切2mm软钢的剪机在剪切铁素体钢时要降低到1.6mm以下和奥氏体钢1.2mm以下,并且剪刃间隙也相应需要降低,剪切奥氏体不锈钢典型的剪刃间 隙值是5%。
绝大多数加工厂都知道在剪切过程中牢固夹持钢板和保持刀刃良好状态的重要性,然而,刚接触不锈钢的人可能不知道为防止对不锈钢表 面造成污染,需在铡刀式剪机工作台上或其它与碳钢有接触的地方放置保护垫。如果该铡刀式剪机也剪切碳钢,那么,在剪切不锈钢前最好检查一下刀片,除去可能 粘附并污染不锈钢的碳钢微粒。
4.圆盘剪
圆盘剪的基本工作原理与铡刀式剪机相同,但通过使用圆盘刀片可以进行连续剪切。 钢铁厂 利用在两根轴上装若干刀片来对宽钢卷进行纵切。不过,用一对刀片也可以用来剪切单一直条。有些剪机在剪切过程中还可以使刀片向一边移动来切割楔形坯料,另 一些则可以使刀具转动来切割圆形坯料。
5.锯
虽然可以用弓形锯和带锯来切割窄薄板,但这两种锯通常是用来切割中厚板、型钢和管材的。
奥 氏体不锈钢是会冷作硬化的,严禁摩擦,这点很重要,必须注意。因此,在锯的回程中要把锯抬起来。高速工具钢锯条在锯厚材料时每英寸为8到10个齿,在锯薄 板和管材时每英寸为24到32个齿,机动切割奥氏体不锈钢时,每分钟锯50/80下,切割铁素体不锈钢时每分钟锯100/200下。在常规的带锯机上切割 时使用锋利的锯齿低速度和均匀的小给进量保持锯条的切割。
6.砂轮切割
此法采用高速旋转的砂轮片切割钢材。砂轮片是用纤维、树脂或橡胶将磨料粘合制成的。在熟练的手工操作中,砂轮可进行快速、准确地切割,而且切割得整齐、无毛刺。利用砂轮仅能进行直线切割,但这对绝大多数用途来说已经足够了。
砂轮通常用来切割管材。加工厂也用砂轮磨不通长的槽。
现场修理通常采用手操作砂轮机。但是,使用手操作砂轮机工作时产生大量的粉尘和"钢屑,所以需要除尘或保护装置。生产厂内所用的砂轮机一般安有冷却系统,这样,既可以减少粉尘,又可以防止对材料造成热损伤。
7.激光切割
该 技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率为500~2500瓦。该功率的水平比许多家用电 暖气所需要的功率还低,但是,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使不锈钢蒸发。此外,由于能量非常集中, 所以,仅有少量热传到钢材的其它部分,所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。
利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割8~10mm厚的不锈钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16mm,但切割部件的尺寸误差较大。
激 光切割设备的价格相当贵,约150美元以上。但是,由于降低了后续工艺处理的成本,所以,在大生产中采用这种设备还是可行的。由于没有刀具加工成本,所以 激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。目前,激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置,采用该装置后,就可以利 用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。
8.等离子弧切割
此法是将混合气体通过高频电弧。气体可以是空气,也 可以是氢气、氩气和氮气的混合气体。高频电弧使一些气体"分解"或离子化,成为基本的原子粒子,从而产生"等离子"。然后,电弧跳跃到不锈钢工件上,高压 气体把等离子从割炬烧嘴吹出,出口速度为每秒800~1000米(约3马赫)。这样,结合等离子中的各种气体恢复到正常状态时所释放的高能量产生 2700℃的高温。该温度几乎是不锈钢熔点的两倍。从而使不锈钢快速熔化,熔化的金属由喷出的高压气流吹走。因此,需要用排烟和除渣设备。
此法可以用来切割3.0~80.0mm厚的不锈钢。切割面被氧化,并且由于等离子的特性所致,切口呈八字形。
9.手动剪切
利 用常规的手动剪切机,如果剪刃锋利,可以剪切0.9mm以下的不锈钢。但是由于每剪剪切长度较短,所以在剪切过程中,钢板易卷曲,而且切边的质量较差。除 非对切边外观的要求不高或不整齐的切边对下一道工序没有妨碍(如不易使焊缝对齐等),不推荐使用手动剪机进行剪切。