鋼板殘余應(yīng)力分布的控制措施

鋼板在后期加工時，會因為翹曲導(dǎo)致切割后變形，造成工件報廢，影響用戶正常使用，同時造成企業(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)力沿鋼板寬度和長度方向呈不均勻分布，將會對鋼板截面產(chǎn)生一個力矩，使鋼板在分切后發(fā)生翹曲?？刂拼胧┦牵?/p>

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，在正常溫度下連續(xù)軋制，高的溫度使得積累的位錯可以進(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) 厚度方向冷卻不對稱; ( 3)

橫向和厚度方向冷卻不均勻混合?？刂评鋮s的橫向均勻性和厚度方向的對稱性，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，可以需要采取彎輥措施以增加局部變形的方法來補償縱向纖維的長短不齊，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，變形問題得到控制。

產(chǎn)生切割變形的理論分析

　　金屬板材在火焰切割時產(chǎn)生切割變形，主要有以下三方面的原因：(1)金屬板材在軋制或開卷過程中難免存在分布不均勻的殘余內(nèi)應(yīng)力;(2)金屬板材在切割過程中，受局部高溫?zé)嵩吹挠绊懀厍懈罘较蚣眲∨蛎?，而周圍母材金屬又會限制這種膨脹，從而在切口邊緣產(chǎn)生不可抵消的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過金屬的屈服強度時，就產(chǎn)生壓縮塑性變形;(3)在冷卻過程中，金屬板材沿切割方向產(chǎn)生一定的收縮變形，同時受周圍母材金屬的限制，材料內(nèi)部會產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。

　　由于這種不均勻的加熱和冷卻，材料內(nèi)部的應(yīng)力不可能平衡和完全消除，所以在材料內(nèi)部應(yīng)力的作用下，被切割的零件會發(fā)生不同程度熱變形，表現(xiàn)為零件形狀扭曲和尺寸偏差。

空氣等離子切割機可以切割非金屬嗎?

作為一種熱切割過程，不能作用于激光束這樣很小的區(qū)域，導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大、工件變形明顯?？諝獾入x子切割機利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工設(shè)備法。配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬。數(shù)控等離子切割機可以切割非金屬，但其他熱切割方法不能。

如果與切割設(shè)備相比，將有以下幾點：

數(shù)控等離子切割機將普通工業(yè)用電轉(zhuǎn)換成高溫等離子電弧，利用等離子電弧的能量將鋼板燃燒，并借助等離子流將殘渣帶走形成切口的切割方法。電火花加工(EDM)一般有兩種方法，一種是利用電腐蝕或熔化的作用，另一種是電化學(xué)加工(EDM)。電火花加工用于硬質(zhì)材料的精加工，其切削粗糙度較好，但其切削速度比數(shù)控等離子切割機慢一個數(shù)量級。