焊接结构生产 教学课件 ppt 作者 马世辉 主编 备料加工工艺第三讲 切割下料和.ppt

第三讲 切割下料和边缘加工 一、切割下料 1、下料方法分类 2、机械切割 (1)应用最多的是剪床，见图1，2 剪切：不管那种剪床，有两个问题 1）剪切时，由于对金属的挤压、弯曲和剪切塑性变形，导致切口处产生冷作硬化区宽度，一般为1.5-2.5mm。 2）剪切是一个逐步连续切断的过程，被切开的金属层会产生整体的扭曲变形，图3。 图1 图3 (2)冲裁 利用模具使板料分离的冲压工艺方法，分为落料和冲孔。 1）冲裁时材料的分离过程 ，图4 a、弹性变形阶段 b、塑性变形阶段 c、剪裂分离阶段 （3）锯裁（锯切） 生产效率低，应用不多，在切割大断面时应用多。 锯切按所用刀具分 1）有锯齿 （a）带锯：往复运动（新式带锯是旋转运动的） （b）圆盘踞：旋转运动使受锯齿的逐个切削而切断 2）无齿锯（摩擦锯）依靠高速旋转（1500r/min以上）的锯片与被切工件接触。产生的热量使工件沿切口熔化并被锯片刮去。转速高，生产效率高，工作时噪声大。 3、热切割 （1）气割 1)概念 利用气体火焰的热能将工件切割处金属预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使预热处金属燃烧并放出热量实现切割的方法。见图5 3)割焰示意图 图6 射吸式割炬结构图7 等压式割炬结构 图5 图6 射吸式割炬结构图 7 等压式割炬结构 4)切割材料及切割厚度 ①切割材料：低碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢、铸铁等 ②切割厚度：薄板 10 mm 中板 10-100mm 大厚板100-800 mm 板厚厚度800 mm以上 （2）等离子弧切割 1)等离子弧 利用等离子枪将阳极和阴极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。 2)等离子弧的形成 ①等离子枪按用途分为焊枪及割枪，见图8 图 8 ②等离子弧类型 电弧的产生有三种方式： 一是非转移型等离子弧。主要用于非金属材料的焊接和切割。 二是转移型等离子弧。主要用于金属材料的焊接及切割。 三是联合型弧。主要用于电流小于30A以下的微束等离子弧焊接。 3)离子弧具有四个特点的原因 ①机械压缩 电离了的离子气从喷嘴流出，受孔径限制使弧柱截面变小，该孔径对弧柱的压缩作用称机械压缩。 ②热收缩 水冷喷嘴内壁表层有一层冷气膜，电弧经过孔道时，冷气膜使弧柱有效截面进一步收缩称为热收缩。 ③弧柱电流自身磁场对弧柱的压缩作用称磁收缩。 由于这三种现象，使等离子弧温度明显高较小的扩散角及较大的电弧挺度，如图9。 4)等离子弧切割 图10 利用等离子弧热能实现金属熔化的切割方法。温度一般在10000℃至14000℃之间 能够切割绝大多数金属和非金属材料。 ①切割方法 a、水再压缩等离子弧切割 b、空气等离子弧切割 两种切割方法比较：与前者相比，等离子弧能量集中，切割变形和热影响区小，起始切割时不用预热，切口较窄，较光洁，切口质量也较高，另外切割速度快，生产率高。但设备昂贵，由于切割用空载电压高，耗电量大且割枪绝缘不好的情况下易对操作人员造成电击。 等离子弧切割主要用于不锈钢、铝、铜等金属。 图 12 4、专用切割设备 图13 门式切割机 图14管子切割机 二、边缘加工 下料毛坯在下列情况下需进行边缘加工。 （1）厚板待焊的边缘，为焊透等原因需一定形状的坡口。 （2）为了（非焊边缘）去除冷却硬化层或热切割时的热影响区层。 （3）获得更需精确尺寸的零件。 图13门式切割机 图14 管 子 切 割 机 对焊接结构件来说主要指坡口加工。 1、机械加工 车床、铣床、刨床、创边机等 图15 创边机 对大尺寸板材的直线坡口用创边机加工。 图16端面铣床 可加工各种工件的端面。 图17坡口加工机 2、热切割 如气割 图18 图15 创边机 图16端面铣床 图17坡口加工机 图18 谢 谢 * * 锯裁 冲裁 剪切 刀摸具切割 水射流切割 束流切割 冷切割 电子束切割 激光束切割 束流切割 等离子弧切割 电弧-氧切割 气体放电切割 氧-氢切割 氧-丙烷切割 氧-乙炔切割 气体火焰切割 热 切 割 材 料 切 割 方 法 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 陶瓷 塑料 橡胶 木材 皮革 布 其他非金属 非 金 属 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 碳钢 低合金钢 高合金钢 非铁金属 金属 水射流切割 激光切割 等离子弧切割 氧焰切割 可切割材料 - - - 150 100 - -- 250 300 30 48 - 120