鋼板殘余應(yīng)力分布的控制措施

鋼板在后期加工時(shí)，會(huì)因?yàn)槁N曲導(dǎo)致切割后變形，造成工件報(bào)廢，影響用戶正常使用，同時(shí)造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。分析認(rèn)為鋼板經(jīng)熱軋后內(nèi)部及上下表面存在殘余應(yīng)力，如果殘余應(yīng)力沿鋼板寬度和長(zhǎng)度方向呈不均勻分布，將會(huì)對(duì)鋼板截面產(chǎn)生一個(gè)力矩，使鋼板在分切后發(fā)生翹曲。控制措施是：

1、TMCP技術(shù)

新的TMCP 技術(shù)指的是在終軋溫度≥950℃的情況下在連續(xù)大壓下軋制，隨后進(jìn)行冷速高達(dá)300～400℃/s 的超快速冷卻的工藝。采用TMCP 新技術(shù)的鋼板中連續(xù)的大變形應(yīng)變積累使奧氏體得到硬化，隨后進(jìn)行超快速冷卻，一方面保持硬化奧氏體不變，即“凍結(jié)”了硬化的奧氏體，另一方面超快速冷卻還促進(jìn)了20 nm

以下細(xì)小粒子的大量析出，并且隨著超快速冷卻溫度的不斷降低，粒子分布更加彌散。由于采用超快速冷卻，提高了形核率，細(xì)化了鐵素體晶粒。保持超快冷狀態(tài)到相變點(diǎn)附近停止冷卻，隨后進(jìn)行冷卻路徑控制，得到優(yōu)良性能的鋼板。同時(shí)，在正常溫度下連續(xù)軋制，高的溫度使得積累的位錯(cuò)可以進(jìn)行滑移和析出，高能狀態(tài)應(yīng)力得以釋放。

2、冷卻溫度

層流冷卻造成的內(nèi)應(yīng)力不均衡問題主要是由3種不均勻冷卻導(dǎo)致: ( 1) 橫向冷卻嚴(yán)重不均勻; ( 2) 厚度方向冷卻不對(duì)稱; ( 3)

橫向和厚度方向冷卻不均勻混合。控制冷卻的橫向均勻性和厚度方向的對(duì)稱性，是控制中厚板平直度、降低內(nèi)應(yīng)力的必備條件。橫向冷卻側(cè)噴方案是通過改進(jìn)下集管橫向角度和駐水點(diǎn)等措施達(dá)到層流冷卻溫度控制均勻性。

3、冷矯直

矯直能改善鋼板殘余應(yīng)力分布，當(dāng)鋼板在橫斷面上有應(yīng)力分布不均時(shí)，可以需要采取彎輥措施以增加局部變形的方法來補(bǔ)償縱向纖維的長(zhǎng)短不齊，達(dá)到消除波浪彎、均勻化鋼板內(nèi)應(yīng)力的目的。調(diào)節(jié)矯直機(jī)橫向的凸度值調(diào)節(jié)也是改善鋼板殘余應(yīng)力分布的重要措施。綜上，通過采用新的TMCP工藝，提高層流冷卻速度控制溫度的均勻性，以及冷矯直鋼板，促進(jìn)鋼板內(nèi)部應(yīng)力均勻化，鋼板再縱切分條時(shí)，變形問題得到控制。

數(shù)控切割的工作原理：

通常數(shù)控切割系統(tǒng)是按照事先編制好的加工程序（常用的繪圖軟件AOTOCAD），自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等），按照數(shù)控切割系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲(chǔ)器），然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。

數(shù)控切割機(jī)床的出現(xiàn)使得這些零件的加工成為可能

在金屬結(jié)構(gòu)件制造中，許多構(gòu)(零)件形狀比較復(fù)雜或不規(guī)則，數(shù)控切割機(jī)床的出現(xiàn)使得這些零件的加工成為可能，切割程序是數(shù)控切割機(jī)的指揮，編程人員在電腦上進(jìn)行繪圖、套料、編程，生成數(shù)控切割指令，然后輸入切割機(jī)，機(jī)器接受“命令”去實(shí)現(xiàn)人的“意圖”。

　　因此編程技術(shù)的優(yōu)劣直接影響切割的質(zhì)量和效率，好的程序可以做到：同樣板材尺寸切的零件更多;相同切割任務(wù)切得更快;同樣切割設(shè)備切得更好;同樣切割方法切得更省。

　　概括來說就是四個(gè)字“多、快、好、省”。

　　目前工廠里使用的套料軟件多分為三大模塊：(1)fast cam：cad優(yōu)化處理;(2)fast nest 設(shè)置切割路徑、套料生成程序;(3)fast plot模擬切割、校驗(yàn)。

數(shù)控切割機(jī)用數(shù)字程序驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)

選擇引燃點(diǎn)理想的方法是引入圓弧，圓弧沿切削刃的切割方向逐漸逼近，實(shí)現(xiàn)各斷面的平穩(wěn)過渡。直線的引入是沿著刀刃的法線方向進(jìn)行的，在引入的位置會(huì)出現(xiàn)弧坑，影響切割的外觀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成浪費(fèi)。

正確的切割方向應(yīng)確保后的切削刃在很大程度上與主板分離，如果大多數(shù)切削刃過早地與主板分離，則刷邊的邊框不足以抵抗切削過程中的熱變形應(yīng)力，導(dǎo)致切削過程中切削零件的位移和尺寸超調(diào)的發(fā)生。數(shù)控切割機(jī)用數(shù)字程序驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)，隨著機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨機(jī)配帶的切割工具對(duì)物體進(jìn)行切割。這種機(jī)電一體化的切割機(jī)就稱之為數(shù)控切割機(jī)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)已由當(dāng)初的簡(jiǎn)單功能，復(fù)雜編程和輸入方式，自動(dòng)化程度不高發(fā)展到具有功能完善，智能化，圖形化，網(wǎng)絡(luò)化的控制方式;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也從步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，模擬伺服驅(qū)動(dòng)到全數(shù)字式伺服驅(qū)動(dòng)。數(shù)控火焰切割機(jī)金鋼和碳當(dāng)量高于0.4%的低合金鋼經(jīng)過預(yù)熱都能切割。隨著金屬元素比例上升，切割工序會(huì)變得越來越困難，出于這個(gè)原因，鉻鋼一鎳或硅金屬，鑄鋼等材料沒有特別的預(yù)防措施不適用氧切割，這些材料應(yīng)該用其它加工方法進(jìn)行熱切割。