17_钢材的矫正和预处理.
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第二节 钢材预处理
一、钢材的矫正 钢材变形的原因: 造船使用的钢板和型材,由于受轧制时压延不均、轧制 后冷却收缩不均以及运输、贮存过程中各种因素影响,常常 产生波浪形、局部凹凸和各种扭曲变形。 钢材变形的影响: (1)影响号料、气割及其它加工工序的正常进行,降低 加工精度; (2)在焊接时还会产生附加应力或构件失稳而影响构件 的强度。 钢材矫正的方法: 一般用多辊矫平机矫正钢板的变形,用型材矫直机矫正 型材的变形。对于钢板指矫平,对于型材为矫直。
七辊矫平机
② 矫平机的工作原理 钢板随轴辊的转动而啮入,并在上下辊列间承受方向相反的 多次交变的小曲率弯曲,因弯曲应力超过材料的屈服极限而产生 塑性变形,使那些较短的纤维伸长,使整张钢板矫平。 增加矫平机的轴辊数目,可以提高钢板的矫平质量。 钢板愈厚,矫正愈易;薄板容易产生变形,矫正比较困难。
矫平机工作原理图
(2)钢板矫平工艺 ① 多轴辊式矫平机 工作部分: 由上下两列工作轴辊组成, 一般有5-11个工作辊; 下列是主动轴辊,由轴承 固定在机体上,不能作任何调 节,由电动机通过减速器带动 它旋转; 上列为从动轴辊,可通过 手动螺杆或电动调节装置来调 节上下辊列间的垂直间隙,以 适应各种不同厚度钢板的矫平 作业。
在没有专门型材矫正设备的情况下,小尺寸 的型材可以在平台或圆墩上用手工敲击来矫正; 大尺寸的型材可用水火矫正法矫正,也可以在液 压机上进行矫正,在液压机上矫正时需要配置符 合型材形状的压模。 为了减轻矫正操作的劳动强度,提高生产效 率,应为钢材矫正设备配置上料、送料和支承钢 材的辅助装置,如固定式带滚筒的钢材托架等。
(3)钢板的平整要求
对于已矫正好的钢板,应根据规定的技术标准进行检验。 矫正后钢板允许翘曲度如下表:
钢板厚度(mm) 允许翘曲度mm/m)
3 ~5
3.0
6 ~8
2.5
9~11
2.0
12以上
1.5
注意: 1、钢板愈厚,矫正愈易;薄板易产生变形,矫正 比较困难; 2、钢板愈薄,要求矫平机的轴辊数愈多。矫平机 的轴辊数一般为奇数。 厚度在3毫米以上的钢板通常在五辊或七辊 矫平机上矫正;厚度在3毫米以下的钢板,必须在 九辊、十一辊或更多轴辊的矫平机上矫正; 3、钢板在矫平机上往往不是一次就能矫平,而需 要重复数次,直到符合要求; 4、钢板切割成构件后,由于构件边缘在气割时受 高温或机械剪切时受挤压而产生变形,需要进行 二次矫平。
2、型材的矫正:矫直
型材主要用型材矫直机(撑床)进行矫正。 机床的工作部分是由两个支撑和一个推撑组成。 支撑没有动力传动,两个支撑间的间距可以根据需要 进行调节。 推撑安装在一个能作水平往复运动的滑块上,由电动 机通过减速器带动其作水平往复运动。 矫正型材时,将型材的变形段靠在两个支撑之间,使 其受推撑作用力后产生反方向变形,从而将变形段矫直。
二、钢材的表面清理
所有航行在江河湖海中的船舶无不受到大自然中大气、水及海水、 盐雾等的腐蚀,海船还要受到海洋附着生物的侵害。根据介质的种类, 腐蚀过程可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。 腐蚀不仅显著降低钢材的疲劳强度,还会使钢板减薄,缩短船体 寿命;腐蚀和海生物的附着使船体表面粗糙度增加,导致航行阻力增 大,航速降低,燃料消耗增加,进而使船舶停航维修次数增多,严重 影响到船舶运营的经济性。因此,做好船舶防腐与防污工作具有十分 重要的意义。 船体的防腐方法主要是用涂料保护和阴极保护(即电化学保护)相 结合的方法。 为了保证涂料保护的效果,除了涂料本身的质量外,还必须预先 清除干净钢材表面的氧化皮和铁锈。否则,氧化皮和铁锈虽被漆膜将 其与空气及水隔开,但由于其本身的化学特性,腐蚀仍会继续。 过去,需在分段或船体建成以后进行除锈和涂漆,但由于作业空 间狭小使操作条件恶化,影响到除锈的效率和质量。因此,现代造船 均要求在钢材使用前除锈并喷涂保养底漆,为保证后续涂层的施工质 量提供有利条件。
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第一节 概述 第二节 钢材预处理
第一节 概述
船体钢料加工:将钢板和型材加工成船体构件的工艺过
程。
船体钢料加工包括三个方面的作业内容: 1、钢材预处理 包括钢材的矫正(钢板矫平和型材矫直)、表面清理 (去污、除锈等)和防护(喷涂底漆)。 2、构件边缘加工 指边缘切割、焊接坡口加工、构件自由边和人孔进行磨 光加工。 3、构件成形加工 将切割好的平面钢板(或平直型材)加工成构成船体所 需的折角、折边和曲面形状(或曲形骨材)等构件。
课题三 船体钢料加工
一、主要内容 1、船体钢料加工的含义; 2、船体钢料加工的内容; 3、钢材预处理的含义; 4、钢材矫正的原理和设备; 5、钢材表面清理的含义和方法。 二、重点 1、船体钢料加工的含义和内容; 2、钢材矫正的原理和矫正的设备。 三、复习 数学放样的概念和方法 四、下一讲:构件的边缘加工。
1、钢板的矫正:矫平 (1)钢板矫正的原理 钢板的任何一种变形,都是由于其中一 部分纤维较另一部分纤维缩得短或是伸得长 所致。 因此,钢板的矫正实际上是将较长的纤 维缩短或是将较短的纤维拉长,使它们和周 围的纤维有相同的长度,从而消除局部的不 平。实际上,一般是采用 拉长纤维 的方法, 因为压缩纤维难以实现。
③ 矫平机的两种类型 A、上下辊列平行的矫平机(图a) 轴辊排成互相平行的上下两列,上列轴辊除可在垂直方向上跟据需 要整体调节外,其前后两个轴还有单独调节的功能。这样,前辊可以根 据钢板啮入的要求而调节其高度,故称前辊为导辊。而后辊,则是根据 钢板的矫平情况来决定其高低位置。 B、上下辊列不平行的矫平机(图b) 上下两辊列的轴心连线之间呈很小的夹角,辊列间的间隙沿出口方 向逐渐增大,从而使钢板在辊列间交变弯曲的曲率逐步减小,使倒数第 二个轴辊处的板材变形接近于弹性弯曲变形。这样排列轴辊免去了单独 调节最后一个轴辊位置的必要。 这类机床的特点是上列轴辊有两种调节——沿垂直方向的调节和倾 角的调节。在矫正钢板时,前几对轴辊使钢板进行反向交变弯曲,其余 各辊则产生拉力,使钢板在矫正时产生一定的附加应力,因而达到较高 的矫正质量,这类矫平机主要用于薄板的矫正。