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超厚板如何进行完美的数控切割,专家给你支招

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超厚板如何进行完美的数控切割,专家给你支招

发布日期:2023-10-20 作者: 点击:

随着装备大型化和以钢代铸的广泛使用,超厚板在设备制造业中使用越来越广泛。


  火焰切割作为结构件生产加工的首要工序,加之火焰切割的不可逆性,超厚板数控火焰切割工艺已是大型设备制造厂家的必备技术。因此研究和掌握超厚板数控火焰切割工艺具有重要意义。


  大包回转台是炼钢厂方圆坯项目中的重要设备,由于该设备产品结构大,使用条件恶劣,制作质量要求高,制作难度大,首要是厚板的数控火焰切割下料,大包回转台的部分构件使用超厚钢板,如图1所示的上连杆中序号9钢板厚度达到220mm。必须针对超厚板的切割特点进行分析,制定相应的措施保证产品的切割质量。


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  1. 超厚板火焰切割特点


  (1)氧气和乙炔 由于超厚板零件尺寸通常较大,因而消耗的氧气和乙炔的总量要多得多。


  超厚板数控切割要一次性完成单个零件的切割必须要保证足够的氧气和乙炔持续稳定的供应。


  (2)厚板尺寸和质量大 如220mm×2200mm×8000mm,质量约30t。单个零件质量有时也很大,图1中上连接杆序号9钢板,质量能达4t多。


  (3)容易产生切割缺陷 除了常见的切割缺陷外,超厚板还会产生如切割不透等缺陷。


  (4)材料边角料损失大 由于超厚板的边料损失较多,故边料难以再利用。


  (5)切割变形大 钢板切割受热量大,导致钢板切割时产生移料变形,导致零尺寸出偏差,在巨大的应力作用下,如钢板突然弹开还可能引起安全事故,故制定切割工艺时需防止切割变形导致的质量和安全问题。


  2. 超厚板切割断面易产生质量缺陷


  (1)上边缘切割缺陷 上边缘塌边或水滴状熔豆串,割缝上边缘熔化过快,造成圆角塌边。


  原因:一是钢表面有难熔的较厚氧化皮;二是切割速度太慢,预热火焰太强; 三是割嘴与工件之间的高度太高或太低,使用的割嘴号太大,火焰中的氧气过剩,如图2所示。



  (2)切割面平面度差 ①切割断面上边缘下方,有凹形缺陷现象(见图3),同时上边缘有不同程度的熔化塌边,这是由于切割氧压力太高,或割嘴与工件之间的高度太大;割嘴有杂物堵塞,使风线受到干扰所致。②切割断面粗糙度过大,这是因切割速度拖得过快或钢板内部有杂质而影响成形的,如图3所示。




  (3)断面垂直度差 ①切割缝上宽下窄或上窄下宽,原因是切割速度过快或过慢;割嘴有杂物堵塞使风线受到干扰;切割氧太小或太大,造成金属烧损不足和过多。②出现斜角,由于割炬与工件面不垂直或风线不正造成的。


  (4)下边缘切割缺陷 ①接近下边缘处凹陷并且下边缘熔化成圆角, 原因是切割速度太快,割嘴堵塞或者损坏,风线受阻变坏。②在切割断面上或下边缘产生难以清除的挂渣,形成原因是切割速度太快或太慢,使用的割嘴号太小,切割氧压力太低;预热火焰中燃气过剩,钢板表面有氧化皮锈蚀或不干净;割嘴与工件之间的高度太大,预热火焰太强;合金成分含量太高也会造成断面及下边缘挂渣(见图4)。



  (5)裂纹 在切割断面或热影响区出现微裂纹。其原因是钢板碳当量太高,裂纹敏感性高却未采用适当的预热及缓冷措施。


  (6)变形 在切割时由于钢板局部受热,导致钢板切割时产生移料变形,从而使切割的零件出现尺寸偏差,影响产品的质量,如图5所示。


图5


  3. 切割工艺


  (1)切割供气系统

  由于厚板切割所需氧气和乙炔供气量很大,且需保证在较长时间内、较高气压下供气稳定。部分大型结构厂有较稳定的氧、乙炔供气站系统。然而由于各种原因很多单位并无此供气系统,多采用瓶装氧、乙炔气体。而一个厚板零件的氧气或乙炔使用量往往超过一瓶,在零件切割中途就中断,中断处的切割缺陷肯定影响切割质量;为保证氧、乙炔气体的连续稳定供应,可将多瓶气体并联使用,保证乙炔稳定连续供气。


  制作并联供气包(见图6),用一φ 100mm的钢管作为气包,两端用钢板堵焊上,在钢管上制作6根进气管,一根出气管(注意焊接质量,保证气包不漏气)。



  在每根进气管和出气管上加上气密性好的球阀,和接管装置。


  使用时将6瓶乙炔气与进气管相连,出气管与数控切割机供气管相连,形成6瓶气并联供气的局面。如6瓶气仍不够用,可先开其中三瓶气打开,使用快完时,打开另外三瓶新气后关闭这三瓶快用完的气,并用三瓶新气更换。如此循环可保证气包连续供气。


  (2)切割支撑架

  由于厚板尺寸和质量大,最重达30t,且单个零件尺寸和质量大,最重达4t,所以原有数控切割机支撑架因板条支承力不够不能满足切割要求(见图7a),另外,由于切割厚板的火焰穿透力强,零件切割后也会将板条切割断,导致零件将支撑架压塌,使切割质量不能达到使用要求。所以为保证支撑架稳定支撑,需对支撑架进行改造。经分析研究和讨论,决定采用废旧H型钢做为厚钢板支撑架。

  具体措施: ①在废旧H型钢中找到宽度一致的H型钢。②根据要切割厚钢板的尺寸要求,所以用选出来H型钢搭建一长宽适度的支撑架


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关键词:数控切割,钢板切割,超厚板切割

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