《焊接結(jié)構(gòu)制造工藝及實(shí)施 第3版》課件 6-4 下料工藝過程及質(zhì)量要求

目錄鋼材的下料方法01.機(jī)械切割02.熱切割03.01鋼材的下料方法

下料---將零件或毛坯從原材料上分離下來的工序。機(jī)械切割---指材料在常溫下利用切割設(shè)備進(jìn)行切割的方法。——鋸割、砂輪切割、剪切、沖裁熱切割---利用氧乙炔、等離子弧等進(jìn)行切割的方法?！?dú)飧?、等離子弧切割、激光切割鋼材下料的方法02機(jī)械切割1.鋸割

應(yīng)用范圍：主要用于管子、型鋼、圓鋼等的下料。機(jī)械鋸割（鋸床）：分弓鋸床、帶鋸床、圓盤鋸床手工鋸割：一般用弓形鋸，也可采用手工電動(dòng)鋸類別：手工電動(dòng)鋸弓鋸床帶鋸床應(yīng)用范圍：主要用于切割角鋼、鋼筋、鋼管等小截面鋼材。操作注意事項(xiàng)：

操作時(shí)用底板上夾具夾緊工件，按下手柄使砂輪薄片輕輕接觸工件，平穩(wěn)勻速地進(jìn)行切割。因切割時(shí)有大量火星，需注意要遠(yuǎn)離木器、油漆等易燃物品。調(diào)整夾具的夾緊板角度，可對工件進(jìn)行有角度切割。當(dāng)砂輪磨損到一半時(shí)，應(yīng)更換新片。

砂輪切割機(jī)結(jié)構(gòu)2.砂輪切割原理：根據(jù)砂輪磨削特性，利用高速旋轉(zhuǎn)的薄片砂輪進(jìn)行切割。3.剪切下料

剪切---利用剪板機(jī)將材料接需要剪裁成一定外形的毛料，以作為后續(xù)工序沖壓成形，邊緣加工和焊接的備料。

剪切原理：是通過上下剪刃對材料施加剪切力，使材料發(fā)生剪切變形，最后斷裂分離。3.剪切下料剪切設(shè)備：斜口剪床該刀刃呈傾斜狀態(tài)，與下刀刃成一個(gè)夾角。

剪切時(shí)隨刀刃的下降，板料的兩部分連續(xù)地沿寬度方向逐漸分離，剪切力較小，可剪切較寬、較厚的鋼板，被剪切的板料易變形。

斜口剪只能剪切直線板料。

平口剪床上下刀片的刃口互相平行，故稱為平口剪。特點(diǎn)：上刀刃口與被剪切的板料在整個(gè)寬度方向同時(shí)接觸，板料的整個(gè)寬度同時(shí)被剪斷，剪力較大。適用于剪切寬度較小、厚度較大的鋼條。

3.剪切下料剪切設(shè)備：圓盤剪床上下剪刀為圓盤狀，被剪切的板料靠本身與刀片之間的摩擦力而進(jìn)入刀片中完成剪切。特點(diǎn)：連續(xù)、生產(chǎn)率高，可剪各種曲線，但被剪板料易彎曲變形。

適用于剪薄板的直線或曲線輪廓。龍門剪床主要用于剪切直線，它的刀刃比其它剪切機(jī)的刀刃長，能剪較寬的板料，是目前應(yīng)用最廣的剪床龍門剪床Q11-13×2500型號表示方法：毛坯公稱尺寸鋼板厚度1～23～66～1010～1212～1616～2020～25≤100±0.5±0.5±0.5±0.5±0.5±1.0±1.0＞100～250±0.5±0.8±1.0±1.5±1.8±2.0±2.0＞250～650±1.0±1.0±1.5±1.5±2.0±2.0±2.0＞650～1000±1.0±1.2±1.8±2.0±2.3±2.5±2.5＞1000～1500±1.5±1.5±2.0±2.3±2.5±2.5±3.0＞1500～2000±1.8±1.8±2.3±2.5±2.8±3.0±3.5＞2000～3000±2.0±2.0±2.5±2.8±3.0±3.5±4.0表6-5剪切件尺寸允許偏差單位：mm4.沖裁

沖裁---是沖壓工序的一種。利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的一種沖壓方法，稱為沖裁。用于小型零件的批量生產(chǎn)

。類別落料沖孔沖裁的目的是為了制取一定外形輪廓的工件，被沖下的為所需要部分，而剩余的為廢料。沖裁的目的是為了加工一定形狀和尺寸的內(nèi)孔，沖下的為廢料，剩余的為所需要的部分。沖孔—落料復(fù)合沖裁能在壓力機(jī)的一次行程對于圖中同時(shí)完成沖孔和落料l一凸模2一板料3一凹模4一沖床工作臺(tái)沖裁的原理沖裁的基本原理與剪切相同，只不過是將剪切時(shí)的直線刀刃，改變成封閉的圓形或其他形式的刀刃而已。

沖載過程中材料的變形情況及斷面狀態(tài)與剪切時(shí)大致相同，板料分離的過程分為三個(gè)階段，即彈性變形、塑性變形和斷裂，但由于凹模通常是封閉曲線，因此零件對刃口有一個(gè)張緊力，使零件和刃口的受力狀態(tài)都與剪切不同。曲軸沖床a)外形b)工作原理圖1—制動(dòng)器2一曲軸3一離合器4一大帶輪5電動(dòng)機(jī)6一拉桿7一腳踏板8—工作臺(tái)9一滑塊l0一導(dǎo)軌11一連桿沖裁的設(shè)備沖裁一般在沖床上進(jìn)行。常用的沖床有曲軸沖床和偏心沖床兩種，兩者的工作原理相同，差異主要是工作的主軸不同。03熱切割類型：氣體火焰氣割（氣割）、數(shù)控切割、等離子弧切割、光電跟蹤切割。

1.氣割氣割原理：氣體火焰

鋼材的氣割是利用氣體火焰（稱預(yù)熱火焰）將鋼材表面加熱到燃點(diǎn)，然后送進(jìn)高純度、高流速的切割氧，使鋼中的鐵在氧氛圍中燃燒生成氧化鐵熔渣，同時(shí)放出大量的熱，借助這些燃燒熱和熔渣不斷加熱鋼材的下層和切口前緣，使之也達(dá)到燃點(diǎn)，直至工件的底部。與此同時(shí)，切割氧流把氧化鐵熔渣吹掉，從而形成切口將鋼材割開。將工件切割處預(yù)熱到燃點(diǎn)噴出高速切割氧流預(yù)熱處金屬燃燒并放出熱量實(shí)現(xiàn)切割

氣割的實(shí)質(zhì)是被切割的材料在純氧中燃燒的過程，不是熔化過程。

氣割過程：

氣割過程包括三步：

①火焰預(yù)熱──使金屬表面達(dá)到燃點(diǎn)；②噴氧燃燒──氧化、放熱(上部金屬燃燒放出的熱量加熱下部金屬到燃點(diǎn))；③吹除熔渣──金屬分離。

氣割

金屬能順利氣割的條件：能同氧反應(yīng)并放熱這種燃燒熱除補(bǔ)償輻射、導(dǎo)熱和排渣等熱散失外，還必須保證將切口前緣的金屬表層迅速且連續(xù)地預(yù)熱到燃點(diǎn)。生熱低，氣割不能正常進(jìn)行。氣割低碳鋼時(shí)所需的熱量，金屬燃燒產(chǎn)生的熱量占70%左右，而預(yù)熱火焰供給的熱量僅占30%左右。金屬的燃點(diǎn)應(yīng)比熔點(diǎn)低氣割時(shí)金屬在固態(tài)下燃燒才能保證切口平整。如果燃點(diǎn)高于熔點(diǎn)，金屬在燃燒前已經(jīng)熔化，切口質(zhì)量很差，嚴(yán)重時(shí)切割無法進(jìn)行。氧化熔渣熔點(diǎn)低于金屬熔點(diǎn)氧化物的熔點(diǎn)低于金屬的熔點(diǎn)，則生成的氧化物才可能以液體狀態(tài)從切口被純氧吹除。否則，氧化物會(huì)比液體金屬先凝固，而在液體金屬表面形成固態(tài)薄膜，或粘度大，不易被吹除。而且阻礙下層金屬與氧接觸，使切割過程發(fā)生困難。金屬的熱導(dǎo)率不能太高如熱導(dǎo)率過高，預(yù)熱火焰熱和燃燒反應(yīng)熱會(huì)迅速散失，使氣割過程不能開始或中途中斷。金屬中阻礙氣割過程和提高鋼的可淬性的雜質(zhì)要少。

在金屬材料純鐵、低碳鋼、中碳鋼和普通低合金鋼氣割性良好。是氣割加工的主要對象。高碳鋼、鑄鐵、高鉻鋼、鉻鎳不銹鋼等氧化物的熔點(diǎn)均高于材料本身的熔點(diǎn)，鑄鐵中的硅氧化物粘度很大，所以它們都難以氣割。銅及其合金因反應(yīng)少，而熱導(dǎo)率又高，也不可氣割。鋁雖然氧化反應(yīng)熱很高，但金屬氧化物Al2O3的熔點(diǎn)高出其熔點(diǎn)2倍，而且燃點(diǎn)接近熔點(diǎn)，也屬于不可氣割的金屬。2.等離子弧切割

等離子弧切割----利用高溫高沖力的等離子弧作為熱源，將被切割工件局部熔化，并立即吹除，隨著割炬向前移動(dòng)而形成狹窄切口來完成切割過程的切割方法。國際統(tǒng)稱為PAC(PlasmaArcCutting)。切割原理：熔化轉(zhuǎn)移弧適用于金屬材料切割.非轉(zhuǎn)移弧既可用于非金屬材料切割，也可用于金屬材料切割，但由于工件不接電源。電弧挺度差，故能切割的金屬材料厚度較小。等離子弧切割原理及特點(diǎn)特點(diǎn)：切割速度快是目前常用的切割方法中切割速度最快的。適應(yīng)性好由于等離子弧的溫度高、能量集中，所以能切割大部分金屬材料，如不銹鋼、鑄鐵、鋁、鎂、銅等。在使用非轉(zhuǎn)移型等離子弧時(shí)還能切割非金屬材料，如石塊、耐火磚、水泥塊等。切口質(zhì)量好等離子弧切割切口窄而平整，產(chǎn)生的熱影響區(qū)和變形都比較小，所以切割邊可直接用于裝配焊接。一種高效的自動(dòng)化切割設(shè)備，目前已成為焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)主要的批量生產(chǎn)下料工具。按所切割工件的形式不同，數(shù)控切割機(jī)可分為板材坐標(biāo)式數(shù)控切割機(jī)、型材數(shù)控切割機(jī)和管材數(shù)控切割機(jī)等幾種。數(shù)控切割機(jī)3.數(shù)控切割利用光電原理，按圖樣的線條或樣板的輪廓進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，同時(shí)帶動(dòng)割炬進(jìn)行仿形切割的一種自動(dòng)化切割設(shè)備。光電跟蹤切割機(jī)不需要編程和輸入大量的數(shù)據(jù)，可省去制作號料樣板和號料所需的材料和工時(shí)，而且能同時(shí)切割出多個(gè)零件。缺點(diǎn)是除了切割平臺(tái)外，還需配備跟蹤平臺(tái)，切割機(jī)的占地面積較大。因此，光電跟蹤切割長度和跟蹤寬度大多數(shù)在2m以下。光電跟蹤切割機(jī)4.光電跟蹤切割

切割原理：利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束的熱能量將被切割工件切口區(qū)熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流（這種氣體稱為輔助氣體）吹除熔化物而形成切口。

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