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[摘 要]在钢结构建筑中,板材的下料工作至关重要,下料精确度、平整度、直线度直接影响到钢构件组装的几何形状,进而影响到焊接质量和整体强度。数控切割机的出现大大提高了板条的切割速度,节省了操作人工,提高了异形零件的切割可操作性。通过对数控切割机的切割实驗得出合理的工艺参数。
[关键词]气体 氧化铁 平直度 气压
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-007-01
1 切割方法和原理
金属的切割大体可分为冷热两类。热切割是焊接生产中最常用的热加工方法,热切割主要分为:利用氧化反应热的切割方法、利用电弧热的切割方法、同时利用电弧热和氧化反应热的切割法、利用光能的切割法。其中适用于碳钢、低合金钢的方法为利用氧化反应热的切割方法。气割切割法为利用预热火焰加热切割区并送进高纯度切割氧流,借助氧与铁(或其它金属)的反应使金属迅速氧化,同时用高速切割氧流的动量将熔渣排除,从而形成隔缝的切割方法,其实质是金属在氧气中燃烧的过程。气割用的设备包括氧气瓶、氧气减压器、乙炔(或丙烷)及其回火保险器、割据等。
2 切割缺陷和成因分析
气割相对于冷切割而言,其精确度较低,随钢板材质的不同切割缝隙会随之变化。例如,切割Q235板材时缝隙在0.5~1mm,切割Q345材料时偏差在1~1.5mm。用气割方法切割板条时还容易出现板条弯曲的现象,在切割时应采取防变形措施,通常采用伴热法或留钝点的方法。氧气切割的材料应具备以下条件。
2.1金属材料的燃点应低于熔点,这是保证切割切割顺利进行的最基本条件。
2.2金属材料的熔点应高于其氧化物的熔点,在金属未融化之前,熔渣成液体状态从切口处被氧气吹走。
2.3金属氧化物的粘度要低,流动性要好,使金属氧化物很容易被氧气吹走,保证切口整齐。
2.4金属在燃烧时应能放出大量的热量,起到余热下层金属的作用,维持切割连续进行。低碳钢在切割时,预热金属的热量只有少部分由氧气—乙炔火焰提供,而大部分热量依靠金属在燃烧过程中放出的热量。
2.5金属的导热性能不过高,否则热量散失速度过快导致切割失败。如铜、铝等有色金属不能采用这种切割方法。
2.6金属中含有的阻碍切割过程的成分和提高淬硬性的成分要少。
常见气割断面缺陷及其产生原因如下表所示。
3 数控切割机工艺参数试验
随着技术的发展和施工的需要,数控切割机出现伊始因其切割速度快节省下料时间和人工费用而受到各施工单位的追捧。随着下料工作的进行,人们逐渐发现了切割机在切割各种厚度和材质的钢板时出现的问题。这些问题包括:切割薄板时变形极大、并且带有氧化铁,极难清除;切割厚板时速度宜以慢速,但是容易出现上缘熔化的现象。进行工艺试验时构件满足以下条件视为合格。零件自由端切割面无特殊要求时,加工精度为粗糙度100μm以下,局部缺口深度允许偏差≤1.0mm;气割面的表面割纹深度允许偏差≤0.3mm;切割面平面允许偏差为0.05t,且≤2.0mm;上边缘熔化程度允许偏差≤1.0mm;一般切割面与钢材表面不垂直度(e)应不大于钢材厚度(t)的5%且不得大于2.0mm,e/t≤1/20.按照以上工艺要求,以Q235B型板材,分别以手工切割工具和STMR-A8数控切割机进行切割实验。经多次试验,得出了最优切割操作参数。
[关键词]气体 氧化铁 平直度 气压
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-007-01
1 切割方法和原理
金属的切割大体可分为冷热两类。热切割是焊接生产中最常用的热加工方法,热切割主要分为:利用氧化反应热的切割方法、利用电弧热的切割方法、同时利用电弧热和氧化反应热的切割法、利用光能的切割法。其中适用于碳钢、低合金钢的方法为利用氧化反应热的切割方法。气割切割法为利用预热火焰加热切割区并送进高纯度切割氧流,借助氧与铁(或其它金属)的反应使金属迅速氧化,同时用高速切割氧流的动量将熔渣排除,从而形成隔缝的切割方法,其实质是金属在氧气中燃烧的过程。气割用的设备包括氧气瓶、氧气减压器、乙炔(或丙烷)及其回火保险器、割据等。
2 切割缺陷和成因分析
气割相对于冷切割而言,其精确度较低,随钢板材质的不同切割缝隙会随之变化。例如,切割Q235板材时缝隙在0.5~1mm,切割Q345材料时偏差在1~1.5mm。用气割方法切割板条时还容易出现板条弯曲的现象,在切割时应采取防变形措施,通常采用伴热法或留钝点的方法。氧气切割的材料应具备以下条件。
2.1金属材料的燃点应低于熔点,这是保证切割切割顺利进行的最基本条件。
2.2金属材料的熔点应高于其氧化物的熔点,在金属未融化之前,熔渣成液体状态从切口处被氧气吹走。
2.3金属氧化物的粘度要低,流动性要好,使金属氧化物很容易被氧气吹走,保证切口整齐。
2.4金属在燃烧时应能放出大量的热量,起到余热下层金属的作用,维持切割连续进行。低碳钢在切割时,预热金属的热量只有少部分由氧气—乙炔火焰提供,而大部分热量依靠金属在燃烧过程中放出的热量。
2.5金属的导热性能不过高,否则热量散失速度过快导致切割失败。如铜、铝等有色金属不能采用这种切割方法。
2.6金属中含有的阻碍切割过程的成分和提高淬硬性的成分要少。
常见气割断面缺陷及其产生原因如下表所示。
3 数控切割机工艺参数试验
随着技术的发展和施工的需要,数控切割机出现伊始因其切割速度快节省下料时间和人工费用而受到各施工单位的追捧。随着下料工作的进行,人们逐渐发现了切割机在切割各种厚度和材质的钢板时出现的问题。这些问题包括:切割薄板时变形极大、并且带有氧化铁,极难清除;切割厚板时速度宜以慢速,但是容易出现上缘熔化的现象。进行工艺试验时构件满足以下条件视为合格。零件自由端切割面无特殊要求时,加工精度为粗糙度100μm以下,局部缺口深度允许偏差≤1.0mm;气割面的表面割纹深度允许偏差≤0.3mm;切割面平面允许偏差为0.05t,且≤2.0mm;上边缘熔化程度允许偏差≤1.0mm;一般切割面与钢材表面不垂直度(e)应不大于钢材厚度(t)的5%且不得大于2.0mm,e/t≤1/20.按照以上工艺要求,以Q235B型板材,分别以手工切割工具和STMR-A8数控切割机进行切割实验。经多次试验,得出了最优切割操作参数。