中厚板火切质量影响因素及控制措施论文

2025-02-26 11:18:14 来源: 作者:xujingjing
摘要:中厚板火切质量是确保产品性能和后续加工顺利进行的关键因素。文章深入剖析了中厚板火切质量的影响因素,包括人员、设备、工艺和环境等方面,并详细阐述了相应的控制措施。通过加强人员培训、优化设备维护、严格工艺管理和改善环境条件,旨在提高中厚板火切质量,减少质量缺陷,提升生产效率和产品质量,为企业的可持续发展提供有力支持。
摘要:中厚板火切质量是确保产品性能和后续加工顺利进行的关键因素。文章深入剖析了中厚板火切质量的影响因素,包括人员、设备、工艺和环境等方面,并详细阐述了相应的控制措施。通过加强人员培训、优化设备维护、严格工艺管理和改善环境条件,旨在提高中厚板火切质量,减少质量缺陷,提升生产效率和产品质量,为企业的可持续发展提供有力支持。
关键词:中厚板;火切质量;切割工艺
中厚板作为一种重要的基础材料,广泛应用于船舶、桥梁、建筑、机械制造等领域。火切是中厚板生产过程中的关键工序之一,其质量直接影响到产品的尺寸精度、形状精度、力学性能和表面质量。因此,深入研究中厚板火切质量的影响因素,并采取有效的控制措施,对于提高中厚板的生产质量和经济效益具有重要意义。
1中厚板火切的重要性
中厚板火切的主要目的是将轧制后的钢板切割成所需的尺寸和形状,同时进行取样,以检测钢板的性能和质量。高质量的火切可以确保钢板的尺寸精度和形状精度符合设计要求,为后续的加工和使用提供可靠的基础。此外,火切质量还直接影响到钢板的力学性能和表面质量,如拉伸强度、冲击韧性、硬度等。如果火切质量不合格,可能会导致钢板出现裂纹、变形、分层等缺陷,从而影响产品的使用寿命和安全性。例如,在船舶制造领域,中厚板常用于建造船体结构,如船板、甲板等。如果火切质量不合格,可能会导致船体结构的强度和稳定性下降,从而影响船舶的航行安全。在建筑领域,中厚板常用于建造高层建筑的钢结构框架,如果火切质量不合格,可能会导致钢结构框架的稳定性下降,从而影响建筑物的安全性。
2中厚板火切质量影响因素
2.1人为因素
切割工的技能水平和操作经验对火切质量有着至关重要的影响。熟练掌握切割工艺和操作规程的切割工,能够根据钢板的材质、厚度和形状,合理调整切割参数,如切割速度、切割氧压力、丙烷压力等,从而确保切割质量[1]。然而,一些技能水平较低或操作经验不足的切割工,可能无法准确判断切割参数的合理性,导致切割质量不稳定。例如,在切割厚度较大的钢板时,仍然采用较高的切割速度,导致切割面出现打炮、斜角等缺陷。还有在更换割嘴时,没有按照规定进行调整,导致切割氧压力和丙烷压力不稳定,从而影响切割质量。
切割工的工作态度和责任心也是影响火切质量的重要因素。工作认真负责的切割工,会严格按照操作规程进行操作,在切割前认真检查设备和钢板的状态,确保设备正常运行和钢板摆放合理;在切割过程中,会密切关注切割情况,及时调整切割参数,避免出现质量问题。然而,一些工作态度不端正或责任心不强的切割工,可能会忽视这些细节,导致切割质量下降。例如,一些切割工在切割前没有认真清理切割床上的渣条,导致钢板摆放不稳定,在切割过程中出现晃动,从而影响切割精度。还有一些切割工在切割后没有及时清理钢板表面的割渣和渣条,导致钢板表面质量下降。
2.2设备因素
火切机的性能和状态直接影响火切质量。火切机的切割速度、切割氧压力、丙烷压力等参数的稳定性和准确性,以及刀架的垂直度、稳定性等,都会对切割质量产生重要影响。如果火切机的性能不稳定或状态不佳,可能会导致切割面出现打炮、斜角、圆弧等缺陷。
以现场火切数控机床为例,不同厚度的钢板需要对应不同的切割参数,具体如表1所示。例如,厚度为15~30mm的钢板,丙烷压力应小于0.08MPa,切割氧压力小于0.6MPa,切割速度小于530mm/min,应选择2#割嘴;厚度为30~50mm的钢板,丙烷压力小于0.08MPa,切割氧压力为1.1MPa,切割速度小于500mm/min,应选择3#割嘴[2]。如果火切机的丙烷压力或切割氧压力不稳定,可能会导致切割速度过快或过慢,从而影响切割质量。
丙烷、乙炔气瓶的安全防护装置以及刀架的垂直度也会对火切质量产生重要影响。气瓶安全防护装置不完善,可能会导致气瓶泄漏,引发安全事故,同时也会影响切割的稳定性。刀架垂直度不准确,会导致切割刀与钢板不垂直,从而使切割面不平整,影响切割质量。例如,一些火切机的刀架垂直度调整装置失灵,导致刀架无法保持垂直状态,在切割过程中出现切割刀与钢板不垂直的情况,从而影响切割质量。还有一些丙烷、乙炔气瓶的安全防护装置损坏,导致气瓶泄漏,在切割过程中引发安全事故。
2.3工艺因素
切割前的准备工作,如垫木的摆放、钢板信息的核对等,对火切质量有着重要影响。垫木的摆放位置和数量应合理,确保钢板在切割过程中保持稳定,避免出现晃动或倾斜。钢板信息的核对应准确无误,包括钢板的材质、厚度、尺寸等,以便选择合适的切割参数和取样位置。例如,如果垫木摆放不合理,如垫木在切割缝上或垫木数量不足,可能会导致钢板在切割过程中出现晃动或倾斜,从而影响切割精度。如果钢板信息核对不准确,可能会导致切割参数选择错误,从而影响切割质量。
切割过程中的参数控制,如切割速度、切割氧压力、丙烷压力等,是保证切割质量的关键。切割速度应根据钢板的材质、厚度和形状进行合理调整,过快或过慢都会影响切割质量。切割氧压力和丙烷压力应保持稳定,确保切割火焰的温度和强度合适。例如,对于一些高强度钢板,切割速度应适当降低,以避免出现切割面打炮、斜角等缺陷。同时,切割氧压力和丙烷压力应根据钢板的厚度和材质进行调整,以确保切割火焰的温度和强度能够满足切割要求。
取样规范的严格执行直接关系到钢板性能检测结果的准确性。取样位置应根据钢板的材质、厚度和性能要求进行合理选择,确保取样具有代表性。取样尺寸应符合标准要求,避免过大或过小。取样过程中应注意避免样条出现割渣、标识不清等问题。
2.4环境因素
环境中的灰尘和杂物进入切割区域,附着在切割面上,导致切割面不平整,影响切割质量。此外,灰尘和杂物还可能会对设备的运行产生不利影响,缩短设备的使用寿命。例如,如果切割区域的灰尘和杂物较多,可能会导致切割火焰不稳定,从而影响切割质量。同时,灰尘和杂物还可能会进入设备内部,影响设备的正常运行。
现场作业环境的温度和湿度也会对火切质量产生影响。在温度过低的环境下,钢板的脆性增加,切割过程中可能会出现裂纹等缺陷。在湿度较大的环境下,设备可能会出现腐蚀等问题,影响设备的性能。例如,在冬季寒冷的环境下,一些钢板的韧性会下降,在切割过程中容易出现裂纹。因此,在冬季进行火切时,应适当调整切割参数,如降低切割速度、提高切割氧压力等,以确保切割质量。
3中厚板火切质量控制措施
3.1人员管理
首先,定期组织切割工参加专业培训,培训内容应涵盖切割工艺、操作规程、设备维护、质量控制等方面的知识。通过培训,提高切割工的技能水平和操作经验,使其能够熟练掌握各种切割工艺和操作规程,准确判断切割参数的合理性,及时处理切割过程中出现的问题。
例如,针对火切工作业规范,培训中应详细讲解“四要”“四不要”。切割前要确认设备完好,包括检查丙烷、乙炔气瓶安全防护装置以及火切机等设备;吊运钢板上切割床之前,要确保床上无渣条,确认设备运行时不会碰撞钢板;吊板下线前清扫板面,确保板面无割渣、渣条;切割前核对板面信息,预留取样长度,方可切割。同时,要明确设备不完好不要切;床面、板面有渣条不要吊行车吊运边丝后必须清理磁盘;钢板摆放位置不对,易造成设备碰撞的不要切;取样位置、内容不清楚,不要切,钢板样条一一对应,标识后入样条房,不可遗漏、混号[3]。
其次,制定明确的岗位职责,使切割工清楚自己的工作任务和责任。同时,建立健全的考核机制,对切割工的工作进行定期考核,激励他们提高工作质量。切割工的岗位职责包括负责本岗位及相关工作的安全生产,严格按照安全操作规程作业;接班及班中对设备进行检查,保证设备完好;负责对钢板上切割台的指吊,确保吊运安全;严格按照工艺、操作规范作业,包括切割前的准备工作、切割过程中的参数控制、切割后的清理工作等;根据取样规程进行切割取样,保证样条数量、标注内容准确、尺寸正确、无割渣、标识清晰,并及时送入样条房码放整齐,对热处理钢板留样信息进行记录;负责对设备及区域卫生进行清洁,做好设备一级点检,及时反映设备存在的问题等。
3.2设备维护
定期对火切机、丙烷、乙炔气瓶等设备进行全面检查,包括设备的运行情况、安全防护装置的有效性、刀架的垂直度、切割嘴的磨损情况等[4]。制定详细的检查清单和检查标准,确保检查工作的全面性和准确性。
切割工在接班及班中应对丙烷、乙炔气瓶安全防护装置以及火切机进行仔细检查,如发现问题应在接班后15min内汇报当班班长并反映在微信群内,以便及时安排维修。同时,定期对设备进行维护保养,如清洁设备、更换磨损部件、添加润滑油等,确保设备的性能和状态良好。
根据钢板的厚度和材质,及时调整火切机的切割参数,如切割速度、切割氧压力、丙烷压力等,以确保切割质量。同时,定期对刀架的垂直度进行调整,确保切割刀与钢板垂直,从而保证切割面平整。例如,对于厚度较大的钢板,应适当降低切割速度,提高切割氧压力和丙烷压力,以确保切割火焰的温度和强度能够满足切割要求。同时,定期对刀架的垂直度进行检查和调整,确保刀架的垂直度误差在允许范围内。
3.3工艺优化
严格按照取样规程对取样前钢板进行划样标注,明确取样位置和尺寸。在切割取样过程中,要认真核对样条数量、标注内容,确保样条尺寸正确、无割渣,标识的炉号、轧制方向、厚度清晰。取样后,当班应将样条送入样条房码放整齐,并对热处理钢板留样信息进行详细记录。
例如,对于普通产品钢板厚度小于等于60mm时,要求采用板条样;当钢板厚度大于60mm时,要求采用圆棒样。钢板厚度为60mm<h≤100mm时,拉伸试样尺寸要求为280~320mm×120~130mm,冲击试样尺寸要求为200~220mm×120~130mm。如果取样位置或尺寸不符合要求,可能会导致检测结果不能准确反映钢板的真实性能。具体钢板取样尺寸要求如表2所示。
根据钢板的厚度和材质,科学合理地控制切割参数,如精确调整切割速度、切割氧压力、丙烷压力等,以确保切割质量。在切割过程中,切割工应密切观察切割情况,根据实际情况及时调整切割参数[5]。例如,对于NSM30系高碳高合金钢种,为避免冷切时钢板出现切割裂纹,在取样前应进行预热工艺,即用火焰枪烘烤钢板表面,使其表面温度≥200℃。在切割过程中,应根据钢板的升温情况适时调整切割速度和切割氧压力,以保证切割质量。
对于特殊钢种,应制定专门的处理措施,如调整切割参数、选择合适的切割嘴、进行预热处理等,以确保切割质量。例如,对于高强板等特殊钢种,应根据其材质和性能特点,优化切割参数,选择合适的割嘴和切割气体,确保切割过程的稳定性和安全性。同时,对于一些容易出现裂纹的钢种,应在切割前进行预热处理,以降低钢板的脆性,避免出现裂纹。
3.4环境管理
采取有效的防尘措施,减少灰尘、杂物等进入切割区域。切割工应佩戴防尘口罩,定期清理切割区域的灰尘和杂物,保持切割区域的清洁。在切割现场,可以安装除尘设备,如除尘器、通风设备等,及时收集切割过程中产生的灰尘和杂物,避免其对切割质量产生影响。同时,加强对切割区域的封闭管理,减少外界灰尘和杂物的进入。
规范现场作业流程,保持现场整洁有序。切割后,应及时清理板面割渣,防止割渣压入板面造成凹坑。同时,切割后应将钢板四周的切割渣进行彻底处理后才能吊运,以确保吊运安全。此外,还应加强对现场作业的监督和管理,确保切割工严格按照操作规程进行作业,避免因操作不当而影响切割质量。对现场作业环境进行定期检查和评估,及时发现并解决存在的问题。
4结论
通过对中厚板火切质量影响因素及控制措施的深入研究,明确了人员、设备、工艺和环境等多方面因素对火切质量的重要影响。人员的技能水平、责任心以及对操作规程的严格执行是确保火切质量的基础;设备的性能稳定和参数准确调整是实现高质量切割的关键;合理的工艺规范和严格的取样执行是保证产品质量的核心;良好的环境管理能减少外部因素对切割质量的干扰。因此,企业需全面落实各项控制措施,加强人员培训与管理,定期维护设备,优化工艺,强化环境控制。同时,要不断总结经验,持续改进,关注行业新技术,加强合作,以提升中厚板火切质量,满足市场需求,提高企业竞争力,实现可持续发展。
[1]何庆,于鹏,张兴泽.连铸板坯智能动态火焰切割方法研究[J].冶金自动化,2023,47(5):22-29.
[2]陈立敏,周昀,宋世和.厚板火焰切割的影响因素及工艺性研究[J].电焊机,2024,54(5):98-103.
[3]李冰.提高火焰切割坡口精度措施[J].煤矿机械,2018,39(7):141-142.
[4]陈玉叶.Q355B钢板火切后窄板料变形原因分析及控制措施[J].轧钢,2022,39(3):111-115.
[5]王一鸣,周光杰,刘晓玮.中厚板火焰切割工艺研究与火焰切割侧弯变形机理分析[J].金属材料与冶金工程,2023,51(4):27-32.
