气割变形是如何形成的?

焊接 2017-11-29 15:49:36

气割时由于局部加热和快速冷却,切割区会产生三位变形并使薄板零件翘曲。因气割热源(主要是燃烧热反应)的作用,切口区的材料被加热到变形,而周围的材料也因受到热影响,拘束力减低,故在冷却时一部分变形不能恢复,造成永久变形。同时在切割过程中,由于材料的热膨胀和收缩还会发生位移,即使采用高精度门式切割机和NC切割机仍会使割出的零件产生较大的尺寸偏差。因此,防止和减小切割变形是保证切割精度的重要措施。 

防止和减小切割变形的方法和措施 

1.限制多余的热输入量。材料受热越多变形也越大,因此要尽量避免材料遭受不必要的、过多的加热,其主要方法有: 

1)根据板厚选用合适的割嘴号码,不宜偏大。 

2)在保证切割面质量的前提下,尽可能加快切割速度。如使用扩散型割嘴和氧帘割嘴就可获得较快的切割速度,尤其是后一种割嘴,保护氧对切口两侧还有一定的冷却作用。又如在中薄板的直线切割时,将割炬后倾以加快切割速度。另外,应用高纯度氧也能加快切割速度。 

3)在号料时把相邻零件的边线合在一起形成共同的切割线。这样既减少切割次数降低了材料受热量,又能提高切割效率。 

4)Y型、X型等坡口采用多割炬一次加工成型。 

2.使工件对称边同时受热。材料或工件两对称边同时加热,特别是切割板条时,因其热变形方向相反,能相互抵消。这样可大大减小变形。具体的方法是: 

1)材料的两条对称边同时切割,或者1条边切割时另1条边同时加热。 

2)在切割狭长板条时,使用双割嘴或多割嘴同时切割。使用半自动切割机时,可加装一个割炬进行双割嘴切割。 

3)使用单割嘴切割板条时,采取对称边轮流切割法。 

3.限制零件变形法(拘束法)在切割过程中限制零件的热变形,这在光电追踪和数控切割时尤为常用。主要方法有: 

1)设置“过桥法”。即在相邻零件的切割线上,根据零件形状在某些部位保留一小段(其长度10~15mm)暂时不切割(这一暂不切割段即称“过桥”)使零件相互牵制,抑制其变形和位移。等到材料上的所有零件割完后,再用手工割炬把“过桥”割开。 

2)端部限制法。从整张钢板上切割板条时,在钢板的两端、距端边5~10mm的切割线附近用手工割炬先割出3~5mm*50~80m的长孔,然后用半自动切割机从长孔处起割,并挨次割完所有的切割线,最后再沿板端切割线割开。由于板条两端被固定,而侧向弯曲又受到相邻板条的限制,因此所割出的板条基本上无侧弯。 

3)迂回割入法。在套料的钢板上切割零件时,为避免从板内打孔起割的操作上麻烦,往往采用从板边割入的办法 

4.采用恰当的切割顺序。切割套件零件时,合理选择起割点、切割顺序和切割进行方向,可使变形减小,是获得良好切割精度的有效方法之一。切割顺序的选择取决于钢板上套料的情况和零件形状。总的原则是,尽可能将废边、余料等保持封闭状态,来限制其内部零件的变形和移动。具体的要领是: 

1)先从板的内部切割尺寸小、外形复杂及精度要求高的零件,后切割尺寸大、形状简单的零件。 

2)先切割零件内部的开孔,后切割外形。 

3)把钢板上套料零件割完后再将周围的废边割断。 

5.洒水冷却法。在切割过程中向切口附近洒水进行冷却也是防止气割变形的一种有效方法。用水冷却使材料在塑性变形温度下的持续时间显著缩短,加之切割线周围温度也降低,是指对塑性变形的拘束增大,从而大大的减小了变形的发生。这种方法比较适合于门式切割机和数控切割机等自动切割的场合应用。

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