第5章钢材的切割.docx
- 文档编号:5875712
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:33.48KB
第5章钢材的切割.docx
《第5章钢材的切割.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第5章钢材的切割.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第5章钢材的切割
第五章钢材的切割
钢材切割是把钢板或型钢等按加工界线切割成所需要的形状和尺寸的加工过程。
钢材的切割可以通过切削,冲剪或热切割三种不同的方法来实现。
常用的切割方法有:
剪切、冲裁、气割、砂轮切割和等离子弧切割等。
第一节剪切
剪切是利用上下两剪刀的相对运动来切断材料的加工方法。
剪切的生产效率高,切口较光洁,能切割各种型钢和中等厚度的钢板,所以是应用很广的一种切割方法。
一、剪切设备的种类
剪切是依靠剪床来完成的。
剪床的结构型式很多,按传动方式分手动、机械和液压传动。
按其工作性质又可分为剪直线和剪曲线的两大类。
(1)直线剪床剪切直线的剪床按两剪刀的相对位置,有平口剪床、斜口剪床和圆盘剪床三种,其剪刀片形式如图5-1所示。
a)b)c)d)
图5-1剪直线剪床
a)平口剪床b)斜口剪床c)、d)圆盘剪床
平口剪床上下剪刀片的刀口是平行的,剪切时,下刀板固定,上刀板作上下运动。
这种剪床剪切时刀刃同时与材料接触,受力较大,但剪切时间较短,适宜于剪切狭而厚的条钢。
斜口剪床的下刀板成水平位置,固定不动,上刀板倾斜一定的角度作上下运动。
剪切时由于刀口逐步与材料接触而发生剪切作用,所以剪切时间较长,但所需要的剪切力比平口剪床小得多,这种剪床适用于剪切长度较长的钢板,因而应用广泛。
圆盘剪床的剪切部分是由一对圆形滚刀所组成。
剪切时上下滚刀作相反方向转动,材料在滚刀之间,一面剪切,一面在摩擦力作用下送进。
如果剪床上只有一对圆滚刀称之为单滚刀剪床,由多对滚刀组成的剪床称为多滚刀剪床。
圆盘剪床适用于剪切长度很长的条料。
操作方便,生产效率较高,所以应用较广泛。
(2)曲线剪床曲线剪床按剪刀片形式及结构可分:
斜置式圆盘剪床和振动式斜口剪床两种,如图5-2所示。
斜置式圆盘剪床又分单斜滚刀和双斜滚刀两种。
a)b)c)
图5-2剪曲线剪床
a)单斜圆盘剪床b)双斜圆盘剪床c)振动剪床
单斜滚刀剪床的下滚刀是倾斜的(图5-2a),适用于剪切直线、圆弧线。
双斜滚刀剪床的上下滚刀都是倾斜的(图5-2b),所以适用剪切圆、圆环和任意曲线。
振动式剪床的上刀板是倾斜的作上下运动,下刀板是固定的(图5-2c),有的剪床下刀是板状,刃口是倾斜的,有的是一个圆台。
由于刀刃的倾斜角较大,剪切部分短,工作时上刀板每分钟行程有数千次之多,似振动状态,所以能剪切各种形状复杂的板料,还能在材料的中间剪切出各种形状的孔。
二、常用剪切设备
(1)手动剪切机手动剪切机是结构简单的剪切机,是利用杠杆原理制成的。
主要用于剪切小而薄的板料。
1)手剪刀图5-3为几种常用手剪刀,用于剪切薄钢板、镀锡板、紫铜和黄铜薄板等。
图5-3a)为小手剪刀,可剪切1mm以下的钢板。
图5-3b)为一种大手剪刀,可剪切2mm以下的钢板。
图5-3c)为弯头手剪刀,用于剪切圆形板或曲线。
a)b)c)
图5-3几种常用手剪刀
a)剪刀b)大剪刀c)弯头剪刀
a)b)c)
图5-4台剪
a)小型台剪b)杠杆式大型台剪c)封闭式台剪
2)台剪图5-4a)为小型台剪,由于手柄较长,利用杠杆的作用可产生比手剪刀大的剪切力。
可剪切3~4mm厚的钢板。
图5-4b)杠杆式大型台剪,它利用两级杠杆的作用,可剪切厚度达10mm的钢板,为防止板料在剪切时移动,可装有能调节的压紧机构。
图5-4c)是封闭式机架的手动剪切机,板动手柄时,能使剪刀板在机架中作上下运动,刀板上制有圆形、方形及T形等形状的刀刃,与固定在机架上的刀刃形状一致,剪切时,只要将被剪切材料置于相应的刀孔中,并用止动螺钉或压板压紧,板动手柄即可完成剪切。
图5-5风剪
3)风剪图5-5为风剪的外形图,它是利用压缩空气作为动力,风剪刀片的剪切频率为2100次/分,功率为186.5W,使用的压缩空气压力为0.6MPa,能剪切钢板的最大厚度为2mm,机重约2kg。
风剪操作使用灵活方便,直线和曲线均可剪切,用风剪代替手剪可减轻劳动强度,提高效率。
(2)机械剪切机
1)龙门剪床龙门剪床是应用最广的一种剪切设备,其刀刃较长,能剪切较宽的板料,剪切厚度由剪床的功率而定。
龙门剪切机主要用于剪切直线。
龙门剪床根据传动机构布置的位置,分上传动和下传动两种。
下传动龙门剪床的传动机构在剪床的下部,其机架较轻巧,但剪床周围部分占地面积较大。
当剪切的厚度较厚,剪床的功率就要增大,其传动机构则相应庞大,这对工作不便,因此这种剪床适用于剪切厚度在5mm以下的板材
上传动龙门剪床的传动机构布置在剪床的上部,它的结构比下传动复杂,但周围占地面积较小,功率较大,用于剪切厚度在5mm以上的板料。
图5-6Q11-13×2500型剪床
图5-6为Q11-13×2500型剪切机,它的传动部分在剪床上部,属于上传动式剪床。
其型号中Q表示剪切机,11表示剪板机,13表示可剪厚度为13mm,2500表示可剪板宽2500mm。
该剪板机的上刀架运动是由电动机经两级齿轮减速,带动曲柄轴,通过连杆带动上刀架作上下运动。
如图5-7传动系统图所示,其中飞轮起储能作用。
图5-7传动系统图
1—飞轮2—电动机3—曲轴4—连杆5—上刀架
板料在剪切前必须先压紧,以防剪切过程中板料的移动或翘起,因此剪床上都有压料装置,图5-8为压料装置的结构图,当上刀架向下运动时,压料架随之下降,借助弹簧压缩时的弹力压紧板料,压料力随着上刀架向下运动的距离增大而增加,因此在剪切短料时,为了获得较大的压紧力,可将板料向右边靠,这样压的较紧。
图5-8压料装置
1—压料弹簧2—压料架3—下刀架4—上刀架
在剪床的工作台前有两个伸出的悬臂支架,上面开有T型槽。
如果剪切较多同规格的板料或剪切圆等,可利用该支架安装挡板或定心机架等工艺装备。
在剪刀架的后面也有可调的挡板装置,当剪切的数量较多,可调节此架定好尺寸,同上一样也可免去划线,提高生产效率。
图5-9QA34—25型联合冲剪机
1—上刀板2—压杆3—冲头4—型材剪切头
2)联合冲剪机图5-9为QA34--25型联合冲剪机,型号中Q表示剪切机,A表示第一次改进,34表示联合冲剪机,25表示可剪板厚25mm。
该冲剪机的传动部分在机架的上部,剪切机的一头装有纵向布置的剪刀板,剪刀板长度为350mm,可进行剪切加工,另一头可装模具进行冲裁加工,中部还能剪切型钢,一机多用,由同一电动机作为动力。
该机能剪切圆钢65mm,方钢55mm,角钢150×150×8mm,工字钢300×126×9mm,T字钢150×150×18mm,槽钢300×85×7.5mm,能冲制直径为35mm,板厚25mm的孔。
a)b)
图5-10振动剪床
a)外形b)工作原理
1—连杆2—曲轴3—电动机4—轴心5—偏心轴6—弹簧
7—滑块8—刀杆9—上刀板10—下刀板(台)
3)振动剪床振动剪是一种应用面较广的板料加工机械,其结构简单,容易制造,重量轻,体积小,工艺性广,适用于板料的中、小批量和单件生产。
该剪床除了能进行剪切外,还可用来冲孔、冲槽、切口、翻边等。
被加工的板料厚度一般在10mm以下。
振动剪床的外形和工作原理如图5-10所示。
它是通过曲柄连杆机构带动刀杆作高速往复运动进行剪切的,行程数由每分钟数百次到数千次不等,刀杆上可装剪刀片或冲头,能沿线或靠模对板料进行逐步剪切或冲压成形。
图5-10b)所示为振动剪的工作原理,当电动机3转动时,偏心轴5绕轴心1旋转,通过曲轴2、连杆1带动滑块7、刀杆9以及上刀板10作上下直线运动,进行剪切或冲压。
上刀板的最大行程为偏心距e的两倍。
上刀板的行程可以通过调节偏心距离的大小来改变。
该冲剪机的剪切线长度是可通过手轮进行调节,当剪切曲率半径较小时,切口长度应较短(3~5mm);曲率半径较大时,切口长度可较长(7~10mm)。
如果板料中间需要开孔,只要调节手轮抬高刀板,待板料放入后放下刀板即可进行开孔剪切。
三、剪切工艺
剪切板料时由于选择的剪切设备9类型不同,剪切工艺是有差别的。
(1)手剪工艺手工剪切是利用手剪刀等工具进行剪切,剪切的方法如图5-11所示。
剪切短直料时,一般将被剪去部分放在剪刀的右侧,容易观察剪切线,如图5-11a)所示。
剪切板料较宽,剪切长度超过400mm时,必须将被剪去部分放在左边,如图5-11b)所示,左手将被剪下的部分往上逐步弯曲,这样可以避免剪刀刃口部分卡住,造成移动困难,剪切费力。
剪切圆料时,当剪切的余料较窄小,可沿圆周逆时针方向剪切,如图5-11c)所示。
当剪切的余料较宽时,应按图5-11d)所示的顺时针方向剪切,这样便于使被剪下的余料向上翘起,剪刀刃口沿剪切线方向移动方便,剪切省力。
a)b)c)d)
图5-11手剪剪切方法
a)剪直短料b)剪直长料c)逆时针剪圆料d)顺时针剪圆料
手工剪切时上下刀片间不能有间隙,否则剪下的材料边缘上会有许多毛刺。
若间隙过大,材料就会被刀口夹住而无法剪切。
(2)龙门剪床上的剪切工艺剪切前要将钢板表面清理干净,划出剪切线,调整钢板使剪切线的两端对准下刀口,控制操纵机构起动剪床,剪刀板向下运动,压料装置压紧钢板进行剪切。
图5-12用垫板和压板剪切狭长料
1—压料架2—压板3—剪切狭料4—垫块
当剪切狭长料时,如果压料架压不住板料,可加垫板和压板,如图5-12所示,但必须保证垫块和板料的厚度相等,否则会因压不紧而使板料产生移动,影响剪切的质量。
a)b)c)
图5-13挡板
a)后挡板b)前挡板c)角挡板
当剪切尺寸相同而数量又较多的钢板时,可利用挡板定位,这样可免去划线工序,剪切时不必对线,只要将钢板靠紧挡板进行剪切,剪切的效率可大大提高。
挡板有前挡板、后挡板和角挡板三种,如图5-13所示,具体可根据不同的加工情况进行选择,例如坯料是很长的条料,而剪切后零件的长度不长,可选择后挡板(图5-13a),坯料从剪床前面送进,操作方便,生产效率高。
挡板形式选定后,要调节挡板的位置,使之与下刀刃口的距离等于所需的剪切尺寸,而后试剪切,再根据剪下板料尺寸的误差,调整挡板修正,最后锁定挡板进行大量的剪切,在剪切中要抽样检验,以保证质量。
(3)联合冲剪机剪切工艺联合冲剪的剪刀板较短,且没有随刀板而动的压料装置,所以在剪切时板料会发生翻翘、内拉等现象。
a)b)
图5-14剪切板料时的翻翘与内拉
a)翻翘b)内拉
翻翘是指剪切时板料在剪切刀板力矩的作用下,发生翻转、翘起的现象(图5-14a)。
翻翘量与板厚有关,板料越厚,翻翘量越大,翻翘不但影响刀板的使用寿命,而且影响剪切质量以及操作者的安全,因此操作时要压住板料,防止翻翘。
内拉是指剪切较长板料时,在垂直于剪刀板力和剪切点之间的力矩作用下,板料发生向刀刃内旋转,使实际的剪切切口偏离事先对准的剪切线(图5-14b),造成零件报废,一次剪切的长度越长,力矩越大则内拉量越多,因此剪切长度较长的板料时,可采用放余量法和逐步剪切法来解决。
放余量法是在剪切前根据经验事先放出内拉余量,以抵消剪切时内拉造成的偏差,缺点是剪切口边缘中部有凸起的现象。
逐步剪切法是在剪切时缩短剪切长度(减小力矩),每次剪切长度约10~30mm,待被剪下的料卡住下刀板形成一定的反力矩时,再加大剪切长度完成剪切。
图5-15剪刀片间隙
剪床的上下刀刃为避免碰撞和减小剪切力,应留有一定的间隙S(图5-15),但间隙必须适当,过大的间隙,在剪切时容易使材料发生翻翘,材料剪切断面粗糙、6剪裂区扩大,以致断口弯曲形成毛刺。
间隙过小,剪切时剪切力增大,刀刃的磨损加快,影响到剪刀板和剪床的使用寿命。
所以间隙的大小是剪切的重要工艺参数。
间隙的大小主要取决于被剪材料的力学性能和厚度。
对于剪切低碳钢板,间隙约为材料厚度的2~7%。
第二节冲裁
利用冲模使板料相互分离的工序叫做冲裁。
在大批量生产时,采用冲裁分离可以提高生产率,易于实现机械化和自动化,因而冲裁应用广泛。
a)b)c)d)e)f)
图5-16冲裁种类
a)落料b)冲孔c)切断d)切边e)切口f)切舌
冲裁工艺的种类很多,有落料、冲孔、切断、切边、切口、切舌等,如图5-16所示。
其中以落料、冲孔应用最多。
若冲裁时,沿封闭曲线以内被分离的材料是零件,称为落料(图5-16a)。
反之封闭曲线以外的板料作为零件,称为冲孔(5-16b)。
落料和冲孔的冲裁原理是相同的,但在考虑模具工作部分尺寸时是不同的。
落料零件尺寸取决于凹模尺寸,而冲孔零件尺寸取决于凸模尺寸。
冲裁可以制成成品零件,也可以作为弯曲、压延和成形工艺准备坯料。
一、冲裁原理和设备
a)b)
图5-17简单冲模及冲裁过程
(1)冲裁原理冲裁的基本原理与剪切相同,只不过是将剪切时的直线刀刃,改变成封闭的圆形或其它形状的刀刃。
图5-17a)为简单冲模。
由凸模4、凹模2、卸料板3和下模座1等组成。
凸模通过模柄安装在冲床的滑块上,随滑块作上下运动,凹模用螺钉固定于下模座。
模具的工作部分是凸模和凹模,它们都有锋利的刃口。
凹模的直径比凸模的直径稍大,两者之间存在一定的间隙。
冲裁时,板料放在凹模之上,当开动冲床,滑块随即向下运动,带动凸模进行冲剪,并穿过板料进入凹模,使板料分离而完成冲裁,如图5-17b)所示。
卸料板的作用是将卡在凸模上的板料卸下。
(2)冲裁设备冲裁是依靠压力机对模具施加外力来完成工作的,不同的冲压要求,应选用不同类型的压力机。
压力机的类型很多,按传动方式分机械压力机和液压机两大类,其中机械压力机在生产中应用较广。
常用的机械式压力机有曲柄压力机、摩擦压力机等,其中又以曲柄压力机为最常用。
曲柄压力机是通用性的压制设备,不但可用于冲裁,还可用于压弯、压延等成形加工。
曲柄压力机按机架形式分开式和闭式两种。
按连杆数目分单点式、双点式和四点式等。
a)b)c)
图5-18开式曲柄压力机
a)固定式b)可倾式c)升降台
开式压力机的工作台结构有固定式、可倾式和升降台式三种,如图5-18所示。
固定式压力机的刚性和抗振稳定性好,适用于较大吨位的冲裁。
可倾式压力机的工作台可倾斜20~30°,冲裁后工件或废料可靠自重沿工作台滑下。
升降式压力机适用于模具高度变化的冲压工作。
图5-19开式曲柄压力机简图
1—床身2—电动机3、4—齿轮5—离合器6—制动器7—偏心轴
8—连杆9—滑块10—凸模11—凹模12—工作台
图5-19为开式曲柄压力机简图。
床身1呈C形,工作台三面敞开。
电动机2经齿轮3和4减速后带动偏心轴7旋转,通过连杆8、滑块9将偏心轴旋转运动变为直线运动,滑块在床身的导轨中作往复运动。
凸模10固定于滑块上,凹模11固定在工作台12上,工作台可上下调节。
离合器5和制动器6起控制曲柄连杆机构运动或停止的作用。
开式压力机的床身呈C字形,其前面、左面和右面三个方向都是敞开的,操作和安装模具都很方便,便于自动送料。
但此类冲床的刚性较差,当冲压力较大时,床身易变形,影响模具的使用寿命,因此开式压力机的吨位不能太大,一般为40~4000kN,适用于中、小工件的冲压。
图5-20闭式压力机的机构简图
1—带轮2—电动机3、4—齿轮5—离合器6—曲轴7—连杆
8—滑块9—工作台10—制动器
图5-20为闭式压力机的机构简图,其工作原理基本上与开式压力机相同,也是采用曲柄连杆机构。
床身由横梁、左右立柱和底座组成,用螺栓拉紧,刚性好,曲轴6的两端由固定于床身上的轴承支承,滑块8由连杆7与曲轴相连,床身两边的导轨对滑块起导向作用。
工作时由电动机1经带轮2、齿轮3、4两级降速,经离合器5带动曲轴6旋转,再经连杆7、滑块8将旋转运动变为往复直线运动。
上下模具分别装于滑块和工作台9之上。
闭式压力机床身两侧是封闭的,只能前后送料,操作不如开式压力机方便,但机床刚性好,承受的负荷较均匀,能承受较大的压力,此类型的压力机一般吨位较大,为1600~20000kN。
适用于大、中型工件的冲压加工。
曲柄压力机按滑块程是否可调分偏心压力机和曲轴压力机。
偏心压力机的行程不大,但行程是可调的,其调节是依靠旋转偏心套,改变偏心套与偏心轴的中心距离(即偏心距)来实现的。
曲轴压力机的行程较大,行程为曲轴偏心半径的两倍,是不可调节的。
但其装模高度是可调的。
装模高度是指滑块在下极限点,滑块底面到工作台上垫板平面的高度。
调节时旋转连杆上的螺杆,改变连杆长度,从而改变装模的高度。
二、冲裁模
冲裁是通过冲裁模来完成的,不同的技术要求、生产条件,需要不同的模具。
不同的模具对生产较率、冲裁件的质量及成本等有直接的影响。
冲裁模的结构形式很多,常用的典型冲裁模有简单冲裁模、导柱冲裁模、连续冲裁模和复合冲裁模等。
图5-21简单冲裁模
1—模柄2—凸模3—卸料板4—导料板5—凹模6—下模座7—挡料板
(1)简单冲裁模简单冲裁模又称单工序模,在冲床每一个行程内,只能完成落料、冲孔等一个工序。
图5-21为简单冲裁模,是冲制圆形板料的落料模,模具的上模部分由模柄1,凸模2组成,通过模柄安装在压力机的滑块之上作上下运动。
模具下模部分由刚性卸料板3、导料板4、凹模5、下模座6和挡料块7组成,用螺钉固定于工作台上。
导料板控制条料的送料方向,挡料块7控制每次送料的距离。
卸料板的作用是将冲裁后卡在凸模上的条料卸下。
简单冲模结构简单,制造容易,成本低,但由于模具无导向装置,完全依靠压力机滑块的导轨导向,不易保证模具均匀的间隙,因此冲裁件的精度较差,模具安装调整麻烦,使用寿命低。
简单冲裁模只用于精度要求不高,形状简单,产量不大的冲裁加工。
图5-22导柱式落料模
1—模柄2—上模座3—导柱4—导套5—下料板
6—凸模7—凹模8—下模座
(2)导柱冲裁模导柱冲裁模的上、下模分别装有导套、导柱等导向机构,工作时由导柱和导套进行导向,保证了凹、凸模工作时的准确位置。
图5-22为导柱式落料模,导柱3、导套4分别固定在下模座8和上模座2上。
导柱与导套配合起导向作用。
图中模具采用两个导柱,并布置在模具的两侧。
凸模5采用凸模固定板、定位销和螺钉固定于上模座2上。
卸料板5和凹模7用螺钉、定位销直接固定于下模座8上。
冲裁时卸料板的下侧面起导料作用,冲裁后的工件直接从凹模中落下,余料由卸料板卸下。
导柱冲裁模的导向作用好,精度高,冲裁质量好,模具安装方便,使用寿命长,在大批量生产中得到广泛的应用。
图5-23连续冲裁模
1—下模座2—上模座3—冲孔凸模4—落料凸模5—导正销
6—挡料销7—始用料销
(3)连续冲裁模冲制一个带孔的零件,一般要经过落料、冲孔等几道工序才能完成,这些工序如果采用单工序模冲裁,不但模具多,而且工序多,还要运输,而采用多工序模则可以克服以上缺点。
连续模是多工序模的一种,连续模又称级进模或跳步模,它能在压力机的一个行程中,模具的不同位置上同时完成多道工序的冲裁。
工件是在冲模中逐步冲制成形的,可以认为连续模是由两个或两个以上的单工序冲模组合而成。
图5-23为冲孔和落料的连续冲裁模,采用导板来导向。
冲裁时,第一步冲出两个内孔,第二步进行圆孔外长圆形的落料,从而完成零件的冲裁,为了确保内孔与外形的相对位置,模具采用了导正销5定位。
冲孔凸模3和落料凸模4,用螺钉、凸模固定板等固定于上模座2。
冲孔和落料凹模制成一体,安装于下模座上,始用挡料销7是在首件冲孔时,手动推出进行定位,冲孔后退出,以后各次冲裁均由固定挡料销6来控制送料的步距。
连续冲裁模完成多道工序的冲裁,生产效率较高,每一步的冲模结构比较简单,但组合后的模具较大,而且每次步进会存在一定的定位误差。
图5-24复合冲裁模
1—凸模2—凸模固定板3—垫板4—落料凹模5—推料板6—挡料销
7—卸料板8—凹凸模9—凹凸模固定板
(4)复合冲裁模复合冲裁模也是多工序模的一种,它在模具的同一位置上同时完成内孔和外形的冲裁。
图5-24为冲制圆形垫圈的复合冲裁模。
冲孔凸模1和落料凹模4用螺钉、凸模固定板2和垫板3安装于上模座上,在凸模和凹模之间用推杆、推板和推件环组成推料装置,冲裁后将圆形垫圈从模具推出。
落料凸模和冲孔凹模做成一体,称为凹凸模8,用固定板、螺钉固定于下模座上。
由卸料板7、橡胶和螺钉组成弹性卸料装置,在冲裁后将余料从凸凹模上卸下。
挡料销6在板料送进时起定位作用。
复合冲裁模的精度高,冲裁质量好,不存在连续冲裁模分步冲裁的定位误差问题,但模具的结构较复杂,加工要求较高。
当冲制内孔较大而外形尺寸又较小的零件,由于凸凹壁厚太薄,不能承受较大的冲击力,另外冲制的零件也不能达到技术要求,因此不宜采用复合冲裁模。
(5)冲裁模间隙冲裁模的凸模和凹模总存在一定的间隙,其每侧的间隙称单面间隙,两侧的间隙称为双面间隙。
冲裁模间隙一般指双面间隙,间隙大小对冲件的质量、尺寸精度、冲裁力、模具的使用寿命有直接的影响。
间隙过小,冲裁力增大,摩擦加剧,刃口容易变钝,模具使用寿命缩短。
间隙过大,冲件材料受拉断裂,切面粗糙,边缘毛刺较大,冲裁平面可能产生穹弯现象。
合理的间隙有一个适当的范围,间隙范围的上限为最大合理间隙Zmax,下限为最小合理间隙Zmin,合理间隙的大小与许多因素有关,其中主要的是材料力学性能和板料厚度,钢板冲裁的合理间隙值见表5-1。
第三节气割
气割是常用的切割方法之一,气割可以切割任意厚度的钢材,而且设备简单,费用经济,生产率高,使用灵活,所以气割得到广泛的应用。
一、气割原理
气割是利用氧气和可燃气体混合而产生预热火焰,将金属预热到燃烧温度(燃点),然后用高纯度、高速度的氧气流喷射到已预热的金属,于是金属开始燃烧并产生大量的热量,所产生的液态熔渣被高速氧气流吹走,这样上层金属氧化时产生的热量传至下层金属,下层金属也预热到燃点并燃烧。
使气割由割件表面深入到整个厚度,直至将金属割穿,随着割嘴的移动,气割过程连续不断地进行,形成切口,割出了所需要的形状。
由上可知气割的过程是金属预热,金属的燃烧和氧化物(熔渣)被吹走三个阶段所组成。
不同的金属气割性能是不同的,有些金属甚至不能气割,只有符合下列条件的,才能进行气割。
(1)金属的燃烧点应低于金属的熔点:
如果不能满足这一条件,则金属未达到燃烧温度就开始熔化,变成液体状态,那就不能进行气割。
例如低碳钢熔点约为1500℃,其燃点约为1100℃,钢随着含碳量的增加,钢的熔点逐步下降,其燃点逐步升高,当含碳量到达0.7%时,燃点和熔点大致相等。
当含碳量大于0.7%时,燃点高于熔点,所以气割有困难。
实际上含碳量大于0.5%的碳钢,由于钢中含有其它杂质,气割就有一定困难。
铸铁及铜、铝等有色金属,由于其燃点比熔点高,所以不能气割。
(2)氧气物熔点应低于金属本身的熔点:
这个条件要求金属氧化后,能象液体那样便于从切割处排出,否则会产生粘渣现象,阻碍气割进行。
如铸铁、铜、铬、镍、铝等金属,其氧化物熔点均比本身金属熔点高,因此这些金属均不能气割。
(3)金属在燃烧时应放出较多的热:
满足这一条件,才能使上层金属燃烧产生的热量对下层金属起预热的作用,使气割迅速进行而不致中断。
如气割低碳钢时,由金属燃烧所产生的热量约占70%左右,而由预热火焰所提供的热量仅占30%左右,所以能顺利地进行气割。
(4)金属的导热性不应过高:
金属导热性好则散热太快,预热时不易达到燃点,气割易中断,且割缝过宽。
如铜、铝等金属有较高的导热性,故气割困难。
综上所述,低碳钢、中碳钢和低合金结构钢能满足上述条件,所以能顺利地进行气割,当钢含碳量大于0.5%,必须预热到400~700℃才能气割。
铸铁、不锈钢、铜、铝等金属均不能气割。
二、气割用气体
气割用的气体包括助燃气体和可燃气体。
助
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第5章 钢材的切割 钢材 切割