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钢板切割下料,火焰切割边要不要加工

昨天 18:43   浏览:0   作者:钢管动力知识组

下料车间靠门的位置,摆着一排刚割完的42CrMo连接板。

生产主管老马拿卷尺量了量外形,说可以转序了。质检的老宋蹲下去,用手电照着割口侧面,看了半天,说,这批边得铣。

老马不乐意:尺寸合格,割口也挺齐,铣一刀一道工序,工期谁来补?

老宋把他的手电递过去,说,你自己看,割口下面一条发蓝的带子,边上还有两道细纹。

一、割口那道边,到底算不算成品面

钢板下料,最常见的两种边:一种是轧制边,一种是切割边。

轧制边是钢厂轧出来的,表面有一层氧化皮,边部组织经过轧制压实。切割边是后道工序切出来的,火焰、等离子、激光、水刀,方法不同,边部状态也不同。

争议最多的是火焰切割。它快、便宜、能切厚板,切完看着也齐整。可它毕竟是热切割,割口附近经历了一次快速加热和快速冷却,组织变了,硬度也变了。

这块边算不算成品面,不能一概而论。做一般结构件,割口不承受交变应力,后续还要焊,边上有点硬度、有点挂渣,打磨一下就能用。做模具、做齿轮坯、做承受疲劳的连杆,割口正好在受力边上,那就不一样了。

老宋说,判断这件事,先问一句:这条边以后还受不受力?

二、火焰切过的地方,组织变了

火焰切割的原理,是铁在氧气里燃烧,不是熔化。

割嘴把钢加热到燃点,然后吹氧,铁被氧化,放出大量热,把旁边的铁继续加热,切口就这么往前走。切口前沿的温度很高,切完之后,热量迅速被周围冷态金属带走,冷却速度不慢。

对低碳钢,这一冷问题不大。对42CrMo、40Cr、30CrMnSi这类合金结构钢,问题就来了:奥氏体化温度区间一过,冷得快,马氏体就出来了。割口表面几毫米内,硬度能比基体高出一大截,塑性掉得厉害。

这层东西叫热影响区,也叫割口淬硬层。它不一定裂,但它脆。后续校直、折弯、受冲击,裂纹容易从这儿起。更麻烦的是延迟裂纹,切完当天看不出来,放两天,边上裂开一条细缝。

老宋那批板,割口发蓝的带子就是回火色,说明温度到过;边上那两道细纹,是切完以后才裂的。

行业知识配图

三、割口质量,看哪几样

判断割口能不能直接用,老宋一般看五样。

一看垂直度。割口跟板面是不是垂直,厚板尤其明显,割嘴歪一点,上口和下口的尺寸能差出好几毫米。

二看粗糙度。割口表面有纹路,纹路越深越密,疲劳性能越差。纹路太深的地方,往往是切割速度或氧气压力没调好。

三看上缘熔塌和下缘挂渣。上缘塌成圆角,说明预热火焰太强或者割嘴太高;下缘挂渣,说明速度偏慢或者氧气纯度不够。挂渣敲掉以后留下的凹坑,也是应力集中点。

四看缺口。割口上有缺口,等于在边上开了一个小裂纹源,受力件必须磨掉。

五看有没有裂纹。这一条最要紧,也最容易被跳过。裂纹可能顺着割口走,也可能垂直于割口,往母材里扎。

这五样里,前四样是外观和尺寸,第五样得靠磁粉或者渗透。厚板、高碳当量、割后要校直的件,老宋都要求放一放再探。

四、什么情况下必须铣边、打磨

老宋的标准,说白了就三条。

第一条,这条边要承受交变载荷或者冲击。比如连杆、齿轮坯、模具的受力边、法兰的密封面。这类件,割口的淬硬层和微裂纹都是隐患,铣掉一层,露出母材,才踏实。

第二条,这条边要作为装配基准或者密封面。割口的垂直度和粗糙度达不到,装配时要么别劲,要么漏。

第三条,这条边后面要焊,但焊接工艺对坡口质量有要求。火焰切割可以直接切出坡口,前提是割口质量稳定、没有裂纹、淬硬层不影响焊接。重要焊缝,还是机械加工坡口更稳。

反过来说,一般结构件的自由边、后续要包在混凝土里的预埋件、不承受疲劳的加强筋,割口打磨一下去毛刺、去挂渣,就够了。

打磨和铣边不是一回事。打磨能去掉挂渣、圆角、浅层氧化皮,但手工打磨很难保证把几毫米的淬硬层均匀去掉。要求高的件,还是得上铣边机或者刨边机。

五、切割参数,比设备更要紧

同样的割炬,两个人切出来的边能差一个档次。

割嘴号要跟板厚匹配。嘴子太小,热量不够,切不透,速度一慢,割口就粗糙;嘴子太大,热输入过高,割口上缘塌得厉害,淬硬层也深。

氧气纯度是常被忽略的一条。纯度不够,切割反应慢,挂渣多,速度上不去。有的厂图便宜用低纯度氧,割口质量一直上不去,还以为是割嘴的问题。

切割速度要稳。太快,割不透,下缘挂渣;太慢,热输入大,割口宽,淬硬层深。厚板切割,起割点要先预热透,起割时慢一点,切稳了再提速。

高碳当量的厚板,切前预热、切后缓冷,是常规做法。预热温度按工艺卡来,别用烤枪随便燎两下。切完不要马上浇水冷却,也不要把热件堆在一起,让它慢慢凉。

还有一条:切割平台要干净。板底下有垫铁、有割渣,板子架空,散热不均,割口容易出问题。

六、算账:加工费与返工费

那批连接板,最后折中的办法是:受力边铣,自由边打磨。

老马算了笔账,铣边一道工序,单件加工费不低,工期多两天。老宋给他算了另一笔:这批板用在设备的回转部位,割口正好在应力集中区,如果裂纹没处理,装上去跑几个月,断在客户现场,赔的就不只是加工费。

这类账,很多厂算过,但算的时候容易漏项。漏的是返工、停工、运费、信誉,还有客户以后还下不下单。

商务上还有一层:切割余量谁定、割口质量按什么标准验收、要不要铣边,这些应该写进图纸或者技术协议。等切完了再争,割口已经在了,改起来费工费料。

下料单上多写一行“割口加工要求”,比事后开会管用。要求包括:要不要铣、铣多深、割口允许的粗糙度和垂直度、要不要探伤、探伤比例。写清楚了,生产和质检都有依据。

类似的切口质量问题,之前写过冷轧板、酸洗板纵剪分条后切口毛刺高、还掉屑,是刀钝了还是间隙没调好?GB/T 15391 说清,分条和火焰切割不是一回事,但判断切口好坏的思路可以借鉴。

有厚板下料、割口裂纹或者加工余量的事,可以到钢管动力发布需求发出来,让做过同类件的下料厂和加工厂一起看看。钢管动力,关联公众号:钢标控。

常见问题

问:火焰切割边直接焊接行不行?

答:多数情况可以,但有条件。割口不能有裂纹、夹渣和深缺口,淬硬层不能影响焊缝质量,坡口角度和钝边要符合工艺。重要焊缝建议机械加工坡口,或者先把割口表面打磨干净再焊。

问:割口发蓝发硬,是不是必须铣掉?

答:不一定。发蓝是回火色,说明受过热。要不要铣,看这条边后续受不受力、是不是装配基准。一般结构件的自由边,打磨去渣就行;承受疲劳或冲击的边,建议铣掉淬硬层,再探一次伤。

问:厚板切割前要不要预热?

答:高碳当量的厚板通常要预热,目的是减慢冷却速度,降低割口淬硬和开裂倾向。预热温度按工艺卡执行,切后缓冷,不要浇水急冷。具体参数最好通过试切确定,别照搬别人的参数。

问:割口挂渣、塌边,算不算质量问题?

答:要看验收要求。挂渣和轻微塌边在一般结构件上可以打磨处理;如果图纸或协议对割口质量有规定,超差就算不合格。根子常在割嘴、氧气纯度和切割速度上,不能只看尺寸是否合格。

问:下料留多少加工余量合适?

答:按后续工序定。要铣边的件,单边留几毫米;只打磨的件,留少一些。余量还要考虑割口垂直度偏差和热处理变形,厚板、长件多留一点,具体写进下料工艺卡,别只凭老师傅的经验拍。

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