钢板矫正及成型工艺.docx

1、钢板矫正及成型工艺钢板校正及成型工艺一、 适用范围 1本工艺描述了船体板材加工及校正的内容及方法，旨在节省材料，提高构件组装精度，为下道工序创造条件，确保产品的质量。 2本作业指导书适用于本公司船舶产品制造过程中的板材加工及校正工艺控制。 3在板材加工过程中,除应遵守本工艺的要求外,还应满足施工图纸、有关的规范标准及法定的有关技术文件的要求。 二、板材加工成型工艺内容 2.1、板材分类根据船体板材的形状一般分为平直板和曲面板，曲面板又分为单向曲度板和复杂曲度板，折边板。 2.2、板材切割工艺技术要求 1 切割前的准备工作 (1) 认真检查工作场地的安全生产条件； (2) 清除工件切割表面的油污

2、等脏物； (3) 氧气调节到所须的压力； (4) 根据工件的厚度选择合适的割嘴孔径； (5) 点火调节预热火焰（中性焰），然后打开切割氧气阀，检查切割气流（俗称风线）的形状和长度是否符合要求（呈细而直的射流喷出）。 2 切割操作技术要求 （1）对手动切割和半自动切割工艺操作要求。 A 切割时应对准零件的号料线。 B 切割过程中，根据实际情况随时调整有关参数。遇氧气压力不足或成份不纯而严重影响切割质量应立即停止切割。 C 为减少零件在切割时的变形应遵循下列程序： 1) 大型零件的切割，应先从短边开始； 2) 一张钢板上切割众多不同尺寸的零件时，应先割小件，后割大件； 3) 同一张钢板上切割不同形

3、状的零件时，应先割线型较复杂的零件，而后割较简单的零件； （2）对高精度方式自动切割机的操作技术要求。 A 切割前应检查切割机行走的情况（空车行走），导管状态，待正常后才能工作；随时检查导轨的垃圾或异物并及时清除； B 根据工件钢板的厚度选用合适的割嘴切割速度及氧气等的压力; C 根据工件的精度要求，调节割嘴与割嘴的间距； D 在切割过程中采用中性焰，风线要清晰，必须保持割嘴与钢板的垂直； E 切割过程中遇氧气压力不足或成份不纯而严重影响切割质量，应暂停切割，以待问题解决后再开始切割；F 切割过程中若切割机行走出现故障应停止切割，故障排除后，才可继续操作； G 切割多根板条时，始割端和终割端应

4、以封闭状态形式，待稍冷后，再进行二端横缝切割； H 板条工件切割时，工件二侧应有留余边，并进行双矩并行切割； I 操作完毕后，将割矩装置升高及电源、氧气、燃气阀门关闭。 （3） 对数控切割机的操作技术要求。 A 操作前应对机器进行全面检查，按程序空车运行正常后才可正式进行正常工作； B 根据荧屏上的套料卡图像与平台上的钢板进行定位，并空车“走边”； C 检查并安装相应的割矩（火焰割矩装置或等离子割矩装置），划线锌粉、气体管路开关等； D 按照工件的套料图，加工管理明细表，核对钢板的牌号、规格、底漆颜色是否一致； E 火焰切割时根据工件的板厚适用合适的割嘴，切割速度，氧气和燃气的压力，切割必须采

5、用标准火焰，风线要清晰，割嘴与钢板保持垂直状态； F 不论是干割还是湿割必须按磁盘资料划出各种构架安装位置线、对合线及检验线等； G 操作者须按以下顺序开机：合上总电源开关启动发电机组（或稳压电源）确认发电机组输出电压正常按动发电机输出按钮启动控制箱电源开关； H 操作人员在设备开动后不得离开岗位或托非操作人员代管； I 设备上所有限位开关，操作者均不得擅自移位，拆除；键盘上的禁用按钮，操作者不得拨弄； J 横梁自动升降前，应先点动检查，确认无异常后再启动自动升降； K 意外情况，零件迹线出轨，应立即停割，出轨长度超100 mm时，属亵职事故。遇割嘴故障，必须手工方式补划； L 设备不用时，应

6、该与开机相反的顺序关闭切断电源。 3 薄板切割的特殊要求 A 选用小号割嘴； B 割嘴后倾30o45o； C 加快切割运行速度； D 减小预热火焰功率； E 避免中断切割过程。 4 大厚度板切割的特殊要求 A 不能采用等离子装置切割； B 加大预热火焰功率； C 割嘴前倾10o20o； D 放慢切割运行速度； E 避免中断切割过程。 切割缺陷分析序号缺陷名称形成原因预防及消除方法1割缝表面粗糙 1）氧气压力过高 2）预热能量过大 3）选用割嘴不当 1）适当减低氧气压力和预热温度 2）改用较小的割嘴 2割缝边缘熔化1）气割速度过慢 2）预热温度过高 1）适当加快速度 2）减低预热温度 3割缝上缘

7、熔化形成圆角 1）预热能量过大 2）割嘴离工件表面太近 1）适当减低预热温度 2）增大割嘴与工件表面的距离 4割缝表面凹坑严重 1） 预热温度过高 2） 起割点太多 3） 割不穿时不中断切割过程 1） 减低预热温度 2） 使用合理的切割参数，提高操作技术,避免经常中断切割过程 3） 割不穿时立即中断切割过程，待调整气割参数后再行切割 5割缝表面渗碳严重 1）割嘴离工件表面太近 2）使用碳化焰预热 3）工件冶金质量不良 1）增大割嘴与工件表面的距离 2）不得使用碳化焰 6割缝宽度过大1）氧气压力过大 2）选用割嘴过大 1）适当减低氧气压力 2）减小割嘴号码 7后拖量增大（即工件下层金属燃烧迟缓的

8、距离） 1）切割速度过快 2）火焰能量过弱 1）减慢切割速度 2）适当增大火焰能量,在切割过程中发现后拖量增大时，应及时调整上述有关参数，以防发生割不穿现象 8割缝背面形成熔渣粘结物，不能全厚度割穿1）氧气压力过低 2）切割速度过慢 3）薄板预热能量过强 1) 增大氧气压力 2) 加快切割速度 3) 薄板预热温度不能过高，切割时割嘴应后倾较大角度 发现割缝背面粘连时立即中断切割过程，调整有关参数后再行切割 9割不穿 1）氧气压力过低 2）切割速度过快 3）燃气压力过低 1）增大氧气压力 2）减慢切割速度 3）增大燃气压力 2.3 钢板剪切工艺 1、剪切原理钢材在加工剪切过程中，其实质是金属板件

9、受剪刀挤压下，而发生剪切变形并断裂分离的工艺过程。这一工艺过程由三个连续发生阶段组成。 A、第一阶段弹性变形阶段 剪切开始时，上、下剪刀刚压在钢板上，作用力使板件发生的变形，处于弹性变形范围内，而其应力尚未超过板件的屈服极限。 B、第二阶段塑性变形阶段 剪刃继续下行，板件所承受的应力超过材料的屈服点并继续增加，直到材料抗剪强度的最大值。此时，最大剪切变形从剪刀的刀刃部分开始，变形方向沿着滑移而发生，剪刃挤入板件深处已达其厚度的2050% C、第三阶段断裂阶段 剪刃的滑移方向逐渐成形裂缝，并迅速扩大，钢材的一部分与另一部分完全脱离而被剪断。板件被剪断后的断裂面可以看出二个明显的层面，上部是窄而亮

10、的条带层（相应于塑性变形阶段），下部宽而无光，现得粗品粒状的断裂带层，这一条带层的金属纤维受挤的部分是剪切造成的硬化区。剪断面的成形，从受力状态通常分为四个区域，即转圆带、剪裂带、裁断带和揉压带。2、剪切操作技术规范 A剪切前，应根据板件的尺寸和边缘特征选择合适的剪切机，并核算设备工作能力是否满足所剪材料的需要。 B剪切前，应根据板件的厚度调整上下刀刃的间隙。并使其沿整个刃片长度内保持一致。 C当一张钢板上排到多个零件时，应根据排列情况预先确定剪切程序，以便操作顺利进行，并保证质量。 D剪切时，板件的剪切线与下刀口边缘严格对准，以保证剪切边缘的正确位置。对边缘不另作加工的零件，其剪断位置与划线

11、位置的偏差1mm。端面不垂直度 5度。同时每一个板件切剪时，须有二个以上压脚压住。 E剪切铝合金零件时，应注意材料表面被机床接触物擦伤。剪铝合金材料的机床与剪钢板的机床分开或采用其他措施保护。 F剪切操作时人数较多，应注意安全，应避免连剪操作和不同厚度板几个人同时同机合剪，不准二张板以上叠剪。 G操作时应检查设备运转是否正常，操作时要专人掌握操纵杆，全体人员思想集中，服从指挥，动作一致。剪切后的零件应按加工工艺络线整齐入配套托盘。 H凡剪切的板件零件必须进行轧平矫平和边缘打磨这一工序。3、 注意事项A. 在加工前须先熟悉图纸，对图纸中板材的形式及特点了解、清楚后再进行加工。 B. 因船体结构一

12、般为左右对称结构，加工人员在加工时检查板材加工面方向，以及零件安装的结构面方向。2.4 曲面板成形加工工艺及技术要求 平直板材一般经过边缘加工即可；对于非平直的板材，在边缘加工后尚需经过弯曲成形加工，目前最常用的弯曲成形加工方法有辊弯、压弯、折弯和水火弯板。按加工的外界条件来分，又可以分为冷加工和热加工两大类。船体零件成形加工的原理是利用钢材金属在常温下（20），于外力的作用时具有可塑特性，即冲压性、冲剪性、成形性和定形性的原因而达到成形的目的。也就是说冷弯加工的实质是利用外力作用在工件上，使工件产生不可回复的塑性残余变形。冷加工之后材料将产生冷作硬化现象，使强度提高，塑性下降。而这种冷作硬化

13、的影响，随着离开加工处的距离的增加而减小。对一般钢材来说，当弯曲半径大于10倍板材厚的情况下，材料机械性能的改变并不影响产品的使用性能。 1、弯曲板件加工方法 弯曲板件加工操作前必需划出加工线，板件弯曲工艺要求如下：A 弯曲加工板，特别是薄板应先预轧平整；B 轧制板件应标写工程号、分段号、零件号，加工基准线和加工线，备好加工依据（横曲样板或三角样板）C 轧制板件的周边应清除切割挂渣；D 轧制扭曲板时，遇型线不和顺的“强档”，应在鼓出的部位塞进适当的垫片轧和顺，消除波形等缺陷。E 弯曲度大的曲板边缘处的弧形，在滚压前应在油压机上压出，宽度不小于270mm，圆弧与上下口径的曲率一致。F 在油压机上

14、弯制板件时，在整个压制过程中应均应的搁置在下模上。2、 板件弯曲工艺纪律及标准A 加工前应根据清单上注明的材料规格选用适当的加工机械。加工前，扎辊或模具应清洁无物，板件应消除表面油污垃圾毛刺挂渣等；B 安装压模时，应小心轻放，压模表面不允许与硬物碰撞，安装油压机的上下压模、中心线应一致；C 板件弯曲面与样板间的空隙2mm。3、 水火弯板工艺要求A 条状加热前应根据构件的成形要求，在板件上预先定出加热线的位置，对加热线的起点不宜在同一条直线上，应相互错开B 根据板件的成形，选择合理的加热参数C 形状左右对称的零件，对称轴二侧的加热线的数量位置和长度应一致，操作也必须对称进行。D 同一部位避免重复

15、加热三次以上，对低合金钢更应严格控制。E 新钢种板材的水火弯板应经试验鉴定后方可进行。2.5 折边板加工工艺及技术要求折边板在折边机或油压机上完成，板件外层受到拉伸应力。弯曲半径越小，则拉伸应力越大。当弯曲半径过小时，板件外层的应力可能超过其极限强度，将使板件出现裂缝或折断，应而提出轧角工艺。1、板件轧角操作技术规范A 避开钢板的异向性。即折边板件轧角线应与钢板轧制方向垂直或在30度角规范内。B 轧角板件根据不同的板厚选用上模压头的弯曲板件R，见下图表。轧角板厚度上模压头半径Rt8mmR取1.2倍板厚度t914mmR取1.5倍板厚度t=15-20mmR取2.0倍板厚度t=21-25mmR取2.

16、5倍板厚度C 轧角端设置解除集中应力孔，根据不同板厚和轧角边的形式，采用不同的孔消除集中应力D 轧角边应切割光顺，并打磨光滑E 轧角时，上压头中心应对准板件的折角线F 压头对准板件压紧后，应慢速下压，速度过快易造成轧角裂纹。油压机轧制长板折角时，应多次分段压制，分段之间应有50mm的重叠段，重叠段应均匀过度。折边偏差表项目标准范围允许极限备注折边宽度b3.05.0腹板高度h2.03.0折边角度2.54.5以100宽计折边方向的直线度1025以10mm长计腹板方向的直线度1025外板弯曲偏差表（mm）项目标准范围允许极限备注单曲度板曲面与样板空隙2.55.0每档肋距内三角样板检验线的直线度2.5

17、5.03、板材火工矫正工艺3.1 矫正前的准备1、焊接成的T型、I型构件和基座等的矫正工作应在其上船安装之前进行；2、分段（刚性不足者除外）或总段的变形，应在离胎架前进行矫正。矫正前，其内部结构的装配和焊接工作必须全部完成；3、仅作定位焊或尚未施行封底焊的结构，不得进行火工矫正；4、矫正刚性不足的单个结构时，必须进行临时性的加强；5、矫正前，要考虑工件原来的加工状态。冷加工板内部存在压应力。矫正冷加工板时的收缩量一般小于热加工板。3.2 一般要求1、火焰矫正时，通常采用中性焰，如果加热深度要求小时，可用氧化焰。2、火工矫正的加热方法及适用范围见下表:加热方法加热区域适用范围圆点加热法1、箱形梁

18、、柱及圆管的弯曲变形；2、薄板件的波浪变形；线状加热法直线加热线宽度15mm10mm的钢板结构件的各种变形环形加热线宽度40mm10mm的中厚钢板结构件的各种变形；曲线大厚度板结构件的各种变形；三角形加热法1、构件的弯曲变形；2、梁端部腹板翘曲变形；3、根据结构材料性能、变形情况及技术要求，选择合理的矫正方案和矫正参数。不宜在结构上形成很大的封板式加热圈（如“井”字型、“回”字型和“目”字型）；4、为了避免因局部加热而引起立体分段或全船的总变形，矫正操作应尽可能对称于船体中线面和剖面中轴同时进行；在高度方向上则应自上而下进行；5、在矫正几幅毗邻并列的变形时，应间隔一副（俗称“跳格”）进行；6、

19、在矫正具有开孔或自由边缘的板架结构时，应先矫正板架的变形，后矫正开孔或自由边缘的变形；7、当矫正厚板的加热速度变慢时，应不断摆动加热嘴，变动火焰位置，同事氧气压力不宜太高；8、当矫正厚度小于5mm的薄板时，若需敲击，则应用木槌，且用力不能过猛；9、在焊缝上不可直接加热和进行敲击。在焊缝热影响区（距焊缝约3050mm范围内），应尽量避免敲击。若必须敲击时，应在焊缝位置垫以带槽平锤；10、矫正时，用锤敲击的速度应随温度的减低而减缓，敲击位置也逐渐由加热区的外援移至中心。对钢材而言，在加热区呈暗红色（约550-600摄氏度）起至手触钢板表面无剧烫感（约200-300摄氏度）这段温度范围内，属于所谓“

20、脆性区”，应暂停敲击；11、经矫正的结构，应力求表面光滑平顺；在敲击之处，不得留有凹凸不平或残留的局部变形以及明显的锤印。3.3 火焰矫正的加热温度低碳钢的加热温度加热温度（）使用范围（mm）500-6006600-7006-12750-80014-18850203.4 加热温度的测定1、目测颜色温度（）颜色温度（）薄褐色500谈樱色800赤褐色600橘黄微红850暗赤色650橘黄色900暗樱色700淡橘色950樱红色750黄色10002、测温仪（如红外线温度计）能精确测定加热温度。对底合金钢材料加热时，必须采用测温仪来控制加热温度。3.5 火焰矫正冷却方式1、冷却方式为空冷和水冷，水冷又可分为正冷和背冷。2、对低合金钢火焰矫正时，不允许采用水冷。3、对低碳钢火焰矫正时，允许采用水冷，但钢材温度必须冷却到失去红色时才可浇水。4、水冷时应注意水、火间距，正冷时水、火间距为90mm，背冷时水、火间距以120mm为宜。3.6 火焰矫正的注意事项1、应避免在构件的危险截面的受弯矩最大区进行火焰矫正；2、应避免在同一焰道多次加热；3、加热部位应尽量与焊接部位对称；4、尽量避免在焊缝及热影响区上进行加热，尤其是对于低合金高强度钢的构件。