提高钢板火焰切割质量的工艺措施

提高钢板火焰切割质量的工艺措施

发表时间：2017-11-29T11:50:59.540Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：张尚平

[导读] 摘要：火焰切割是一种钢板粗加工方式，在工艺运行过程中，能够影响其工艺质量的因素有很多。本文主要对火焰切割的影响因素进行了分析，并对提高火焰切割质量的工艺措施进行阐述，希望能够为业界人员有所帮助。

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摘要：火焰切割是一种钢板粗加工方式，在工艺运行过程中，能够影响其工艺质量的因素有很多。本文主要对火焰切割的影响因素进行了分析，并对提高火焰切割质量的工艺措施进行阐述，希望能够为业界人员有所帮助。

关键词：钢板；火焰切割；影响因素；措施

引言

随着数控技术在切割领域中的应用，材料切割技术的发展日新月异，数控火焰切割机因自动化程度高的特点，在板材切割下料方面占据重要地位。在火焰切割工艺过程中，受工艺技术及操作人员等因素的影响，其切割质量会下降，不利于火焰切割工艺的顺利进行。因此，企业需要对提高钢板火焰切割质量的工艺措施进行深入分析与研究，在提高切割质量的同时，也能够推动制造业的发展。

1影响火焰切割质量的因素

火焰切割是最老的一类热切割方式，该工艺是利用氧化铁燃烧产生的高温来切割碳钢的，因此，我们可以知道能够影响切割工艺因素有以下几个方面：

1.1热变形

因为在火焰切割过程中，氧化铁燃烧会产生大量的热量，才能使切割材料因高温而发生变化。在切割过程中，受温度的影响，开始钢板比较平整，但随着切割过程的进行，钢板翘曲变形加剧呈波浪状，严重的会导致钢板碰到割嘴，影响切割的进行，这一点在火焰切割薄板时尤为明显。切割后的工件一方面变形较大，平面度较差，无法满足后工序的要求，需要增加调平工序；另一方面会导致切割出来的工件切割面斜面较大，工件截面呈梯形或平行四边形，影响后续工序。

1.2割嘴的影响

火焰切割厚钢板时，其切割的引入点大都在钢板内部，需要预热的时间比较长，在穿孔过程中就容易出现熔渣飞溅的现象，造成割嘴部分堵塞，使预热火焰功率、切割氧流动量不足，钢板底部得不到足够的热量、达不到燃点，从而出现切割未穿透钢板，造成切割中断，导致出现废品，增加生产成本。此外，割嘴的高度也会影响切割质量。下图为燃气温度梯度图：

从图中可以看出焰芯、内焰和外焰的温度都不同。割嘴高度过高或过低，都会影响正常的切割流程，从而影响火焰切割质量。

1.3其他因素的影响

首先，氧气纯度的影响。在气割过程中氧气纯度对切割速度、氧气耗量及切割质量的影响比较大的。氧气纯度降低，切割速度变慢，金属在氧气中燃烧效果变差，必将影响切割质量。图1为氧气纯度对切割过程的影响：

其次，金屑中杂质和缺陷的影响。金属中含有杂质对火焰切割有很大影响，有的杂质甚至使金属不能实施火焰切割。

再次，燃气纯度对切割质量的影响。燃气的纯度对切割质量和切割过程的影响不大，但燃气中的杂质会产生一定影响。

最后，切割速度对切割质量的影响。火焰切割速度要合适，不能过快也不能过慢。切割速度过快将产生后拖和切不透，中断切割；切割速度过慢，上缘烧塌，下缘挂渣严重，割缝变宽，切割面质量也很不理想。

2提高火焰切割质量的工艺措施在火焰切割过程中，由于金属燃烧作用会产生大量的切割热，开始切割时板材较为平整，随着切割的进行，由于产生的热量集中作用，会使板材产生翘曲形，导致切割下的工件变形较大，需要后续的调平工艺。因此在实际生产中，可以根据不同的零件，安排合理的套料、排版或切割顺序等切割工艺方法，对于提高下料质量、材料利用率具有重要意义。

2.1连续切割法

下料切割由于存在切割引入线、引出线，一般操作是按照“预热-穿孔-切割引入线-切割工件-切割引出线-熄火-空走-重新预热切割下一个工件”的顺序切割。在切割尺寸较小、数量较多的零件时，由于预热次数较多，导致钢板热变形较大，切割到最后往往会出现钢板翘曲变形严重，切割出的工件在尺寸和平面度方面都不符合图纸的要求。连续切割法就是在下料程序中将排料时工件之间存在的空走线变为切割线，如图3所示。

图中的虚线就是在排料过程中的空走线，将空走线在程序中改为切割线后就可以实现连续切割。连续切割的优点是：由于减少了多次预热时间，使得钢板变形大为减少，可以保证工件的尺寸和平面度;而且由于减少了预热次数，节省了预热时间，提高了生产效率，这在切割厚板时尤为明显。

2.2边缘切割法

针对穿孔瞬间容易引起熔渣飞溅堵塞割嘴的情况，可以利用边缘切割法解决这个问题。所谓边缘切割法，即火焰切割厚钢板时，操纵设备将火焰切割机的割炬移至钢板边缘，切割引入点位于钢板的边缘位置进行预热切割，减少了预热时间，并且割嘴堵塞的情况也大为减少。边缘切割结合连续切割的示意图如图4所示：

边缘切割法在厚钢板的切割中是有效可行的，经过一段时间的推广使用取得了良好的效果。边缘切割法不仅在切割过程中减少了预热时间，而且提高了工作效率及产品的质量，下料件的合格率从60％提高到了90％以上，降低了生产成本。

2.3预留断点

在切割过程中，被切割板材的温度随着切割时间的增长而逐渐提高，于是在高温作用下，零件沿着切割线两侧开始膨胀，当温度降低时，板料因受周围母材金属的限制，沿切割方向又会产生一定的收缩变形。切割长宽比较大的零件时（见图5），按照传统的切割方式，切割变形会更严重。针对这种情况，可以采取预留断点的方式进行切割，即在切割过程中将被切割件与母材连接在一起，这样能减小细长板件因切割热影响而产生的变形。