《焊接結(jié)構(gòu)制造工藝及實施 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。機械切割---指材料在常溫下利用切割設備進行切割的方法?！徃睢⑸拜喦懈?、剪切、沖裁熱切割---利用氧乙炔、等離子弧等進行切割的方法?！獨飧睢⒌入x子弧切割、激光切割鋼材下料的方法02機械切割1.鋸割

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

操作時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)勻速地進行切割。因切割時有大量火星，需注意要遠離木器、油漆等易燃物品。調(diào)整夾具的夾緊板角度，可對工件進行有角度切割。當砂輪磨損到一半時，應更換新片。

砂輪切割機結(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)的薄片砂輪進行切割。3.剪切下料

剪切---利用剪板機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.剪切下料剪切設備：斜口剪床該刀刃呈傾斜狀態(tài)，與下刀刃成一個夾角。

剪切時隨刀刃的下降，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：上刀刃口與被剪切的板料在整個寬度方向同時接觸，板料的整個寬度同時被剪斷，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入刀片中完成剪切。特點：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的刀刃長，能剪較寬的板料，是目前應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—落料復合沖裁能在壓力機的一次行程對于圖中同時完成沖孔和落料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)與剪切時大致相同，板料分離的過程分為三個階段，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—制動器2一曲軸3一離合器4一大帶輪5電動機6一拉桿7一腳踏板8—工作臺9一滑塊l0一導軌11一連桿沖裁的設備沖裁一般在沖床上進行。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（稱預熱火焰）將鋼材表面加熱到燃點，然后送進高純度、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，使之也達到燃點，直至工件的底部。與此同時，切割氧流把氧化鐵熔渣吹掉，從而形成切口將鋼材割開。將工件切割處預熱到燃點噴出高速切割氧流預熱處金屬燃燒并放出熱量實現(xiàn)切割

氣割的實質(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火焰預熱──使金屬表面達到燃點；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)；③吹除熔渣──金屬分離。

氣割

金屬能順利氣割的條件：能同氧反應并放熱這種燃燒熱除補償輻射、導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)地預熱到燃點。生熱低，氣割不能正常進行。氣割低碳鋼時所需的熱量，金屬燃燒產(chǎn)生的熱量占70%左右，而預熱火焰供給的熱量僅占30%左右。金屬的燃點應比熔點低氣割時金屬在固態(tài)下燃燒才能保證切口平整。如果燃點高于熔點，金屬在燃燒前已經(jīng)熔化，切口質(zhì)量很差，嚴重時切割無法進行。氧化熔渣熔點低于金屬熔點氧化物的熔點低于金屬的熔點，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。金屬的熱導率不能太高如熱導率過高，預熱火焰熱和燃燒反應熱會迅速散失，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均高于材料本身的熔點，鑄鐵中的硅氧化物粘度很大，所以它們都難以氣割。銅及其合金因反應少，而熱導率又高，也不可氣割。鋁雖然氧化反應熱很高，但金屬氧化物Al2O3的熔點高出其熔點2倍，而且燃點接近熔點，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特點：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。一種高效的自動化切割設備，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)控切割機可分為板材坐標式數(shù)控切割機、型材數(shù)控切割機和管材數(shù)控切割機等幾種。數(shù)控切割機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行自動跟蹤，同時帶動割炬進行仿形切割的一種自動化切割設備。光電跟蹤切割機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，而且能同時切割出多個零件。缺點是除了切割平臺外，還需配備跟蹤平臺，切割機的占地面積較大。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、燒蝕或達到燃點，同時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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