第3章-備料工藝與設(shè)備

第3章備料工藝與設(shè)備焊接生產(chǎn)§3.1材料的復(fù)驗與儲存§3.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存§3.1.1

材料的入廠復(fù)驗一、原材料的復(fù)驗(1)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)常用原材料(2)外觀檢驗一般包括板材、型材、管材等規(guī)格形式；按化學(xué)成分：碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、低合金高強鋼；按用途：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼；按冶煉方法：平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼。出廠質(zhì)量檢驗證明書（合格證）；外部質(zhì)量檢驗，檢查在運輸中產(chǎn)生的外部缺陷，對存有嚴(yán)重外部缺陷的材料應(yīng)標(biāo)記、取出，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)入生產(chǎn)；抽樣復(fù)核，防止材料型號錯亂；無出廠證明材料必須化學(xué)成分分析、力學(xué)性能試驗和焊接性試驗后方可投產(chǎn)使用?！?.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存(3)性能檢驗(4)入庫鋼板不得有機械分層和嚴(yán)重的金相組織分層；鋼板表面不得有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊、夾雜、壓入的氧化皮等缺陷；根據(jù)供貨狀態(tài)對化學(xué)成分、力學(xué)性能（一般為1個拉伸試驗、1個彎曲試驗、3個V形缺口試驗）進行復(fù)檢；如有探傷要求，進行超聲波探傷檢查。同一批材料，做標(biāo)記（打鋼?。┤霂?。§3.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存二、焊接材料的復(fù)驗1.焊條的檢驗

（1）焊條的檢驗技術(shù)焊條檢驗主要分為外觀質(zhì)量檢驗、工藝性能檢驗、理化性能的檢驗或其它特殊性能檢驗。1）焊條外觀質(zhì)量的檢驗焊條的外觀質(zhì)量檢驗主要包括：焊條偏心度、焊條直徑、焊條長度、藥皮強度、耐潮性、裂紋、起跑。竹節(jié)、損傷、破頭、包頭、磨尾長度和印字等。①焊條偏心度指焊條截面藥皮中心與焊芯中心的偏移。主要采用鐵磁性偏心測定儀或無磁性偏心測定儀檢測。§3.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存②焊條尺寸的檢驗焊條尺寸一般包括：焊條直徑、焊條長度、夾持端長。焊條直徑≤4.0mm時，焊條夾持端長度為10~30mm；焊條直徑≥5.0mm時，焊條夾持端長度為15~35mm。③焊條藥皮裂紋縱向裂紋或龜裂紋總長度大于20mm；橫向裂紋長度超過焊條半圓周，判為不合格。§3.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存2）焊條的焊接工藝性能的檢驗3）焊條熔敷金屬化學(xué)成分試驗4）焊條熔敷金屬力學(xué)性能試驗①拉伸試驗②V形缺口沖擊試驗③硬度試驗焊條的工藝性能是指焊條在整個焊接過程中所表現(xiàn)的各種特性，如電弧穩(wěn)定性、再引弧性、熔渣的流動性、覆蓋性、脫渣性、飛濺大小、焊縫成形、全位置焊接的適用性、焊接煙塵大小等。各種焊條所采用的化學(xué)成分分析方法不完全相同，通常在平焊位置進行堆焊試樣，采用切削加工的方法。應(yīng)測定抗拉強度、屈服點。斷后伸長率、斷面收縮率。數(shù)量1件。按國標(biāo)取樣，5件，沖擊吸收功。按國標(biāo)制樣，布氏、洛氏或維氏硬度測定，5~10點?！?.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存2.

焊絲的檢驗

（1）氣體保護焊用焊絲的檢驗1）焊絲的化學(xué)成分檢驗2）焊絲尺寸檢驗3）焊絲表面質(zhì)量4）熔敷金屬力學(xué)性能試板的射線探傷檢測5）熔敷金屬力學(xué)性能試驗探傷應(yīng)符合GB/T3323中2級規(guī)定。與焊條熔敷金屬拉伸試驗、V型沖擊試驗、硬度試樣相同。表面必須光滑平整、不應(yīng)有毛刺、劃痕、銹蝕和氧化皮等。表面鍍銅層均勻牢固。包括焊絲直徑、挺度、松弛直徑等。焊絲直徑0.8~1.6mm時，允許偏差為+0.01~-0.04mm；直徑0.8~1.2mm時，焊絲抗拉強度應(yīng)≥930MPa。當(dāng)焊絲盤外徑≥200mm時，松弛直徑應(yīng)≥250mm。從焊絲上截取≤1mm長的焊絲段，檢測化學(xué)成分?！?.備料工藝與設(shè)備§3.1材料的復(fù)驗與儲存

（2）藥芯焊絲的檢驗

（3）埋弧焊用焊絲的檢驗一般需進行熔敷金屬化學(xué)成分試驗、拉伸試驗、V形缺口沖擊試驗、力學(xué)性能試板的射線探傷檢測、角焊縫試驗。根據(jù)GB/T14957和17854規(guī)定，檢測外圓尺寸、化學(xué)成分、表面質(zhì)量等。3.

焊劑的檢驗根據(jù)GB/T5293、GB12470和GB/T17854規(guī)定，檢測熔敷金屬的拉伸性能、熔敷金屬V形缺口沖擊吸收功、渣系主要成分、焊接試件射線探傷、焊劑顆粒度、焊劑抗潮性、焊劑機械夾雜物、焊劑的焊接工藝性能、焊劑的硫磷含量等。碳鋼和低合金鋼埋弧焊用焊劑渣系中的硫含量應(yīng)≤0.060%，磷含量應(yīng)≤0.080%；顆粒度：分為普通顆粒度和細(xì)顆粒度普通顆粒度為0.45mm（40目）~2.50mm（8目）；小于0.45mm的質(zhì)量百分比含量不得大于5%，顆粒度大于2.50mm的不得大于2%。細(xì)顆粒度為0.28mm（60目）~2.00mm（10目）；小于0.28mm的質(zhì)量百分比含量不得大于5%，顆粒度大于2.00mm的不得大于2%?！?.2材料的預(yù)處理1.

機械除銹法§3.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理

（1）噴丸處理鋼材的表面預(yù)處理是鋼材進入劃線、號料或下料工序之前的一道工序，以減少鋼材表面的油污、銹蝕和氧化皮等對產(chǎn)品制造質(zhì)量的影響。機械除銹法主要使用噴丸機、噴砂機、滾筒機、刷輥機等設(shè)備，通過中間介質(zhì)的沖擊或研磨，將鐵銹和油污剝落或磨掉，也可采用角向磨光機、風(fēng)動鋼絲刷、砂紙、砂布等器材進行小面積手工除銹操作。大型焊接生產(chǎn)企業(yè)一般選擇機械噴丸、噴砂處理。1）原理噴丸處理（拋丸處理）是利用凈化的壓縮空氣氣流，帶動金屬鋼丸以較高的速度從噴嘴中噴出，在短距離內(nèi)強力撞擊金屬材料表面，去除金屬表面的銹蝕、油污等雜物，得到潔凈的金屬表面狀態(tài)。§3.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理2）設(shè)備電磁吊上料→輥道輸送→預(yù)熱（40~50℃）→噴丸除銹→清理丸料→自動噴漆→烘干（60~70℃）→軌道輸送出料?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理§3.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理3）應(yīng)用①去除鑄件、鍛件或機械零件熱處理后，零件表面的型砂及氧化皮；②去除焊件表面的銹蝕、焊渣、積碳、舊油漆層和其它干燥了的油污；③去除切削加工零件表面的毛刺和方向性磨痕；④降低零件表面的粗糙度，以提高零件表面油漆和其它涂層的附著力；⑤使零件表面呈漫反射的消光狀態(tài)，提高零件表面外觀效果；⑥利用零件表層產(chǎn)生的壓應(yīng)力，提高零件的疲勞強度和抗應(yīng)力腐蝕性能等。4）鋼丸種類

鋼丸的種類包括鑄鐵丸、鑄鋼丸、玻璃丸、陶瓷丸等?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理①鑄鐵丸的材料脆性大，易破碎，其硬度為HRC58~65。使用壽命較短，主要用于高強度材料的噴丸處理。②鑄鋼丸具有較好的強度和沖擊韌性，其硬度一般為HRC40~50，當(dāng)金屬硬度較高時，可采用鑄鋼丸硬度為HRC57~62。鑄鋼丸的使用比較廣泛，使用壽命為鑄鐵丸的數(shù)倍。③玻璃丸和陶瓷丸的硬度較低，主要用于不銹鋼、鈦、鋁、鎂及其它不允許鐵元素污染的金屬材料。也用于鑄鋼丸噴丸處理后的二次噴丸處理，降低鐵元素污染和零件表面粗糙度。5）噴丸處理工藝參數(shù)的選擇焊接生產(chǎn)實際要求噴丸處理必須對零件表面有足夠的覆蓋率，即要使未被噴丸處理的表面盡量少。因檢查表面覆蓋率較難，一般采用噴丸強度（代表所要求的壓應(yīng)力值）進行表示，利用弧高計進行測量。弧高計測量方法：將厚0.8mm、1.3mm或2.4mm的冷軋板標(biāo)準(zhǔn)試樣固定在專用夾具上，對其一面進行噴丸處理，然后用弧高計測量彎曲了的鋼條試樣的弧高，所得值為噴丸強度。噴丸強度決定著噴丸質(zhì)量，而噴丸強度又受其他噴丸處理工藝參數(shù)的影響?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理①鋼丸直徑尺寸越大，沖擊能量越大，則噴丸強度也越大，但大直徑鋼丸的覆蓋率降低，所以，在保證所需噴丸強度的前提下，應(yīng)盡量減小鋼丸尺寸。鋼丸尺寸的選擇也受零件的形狀制約，一般鋼丸的直徑不應(yīng)超過零件溝槽或內(nèi)圓半徑的一半，鋼丸粒度一般選用60~50目之間。②當(dāng)鋼丸的硬度大于零件的硬度時，鋼丸硬度的變化不會影響噴丸強度；當(dāng)鋼丸的硬度小于零件的硬度時，鋼丸硬度值的降低，將使噴丸強度降低。③鋼丸的噴射速率越高，其撞擊強度越大，但速度過高時，鋼丸破碎量會增多，一般要求鋼丸的完整率不低于85%。所以常采用控制壓縮空氣壓力的辦法控制鋼丸的噴射速率。④鋼丸噴射角度一般選用垂直射入狀態(tài)，噴丸處理效果好，氮如果受零件形狀限制，必須以小角度噴丸處理時，應(yīng)適當(dāng)加大鋼丸的尺寸與噴射速度?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理

（2）機械噴砂清理機械噴砂清理是利用凈化的壓縮空氣，將砂流劇烈地噴向金屬材料表面，利用磨料的強力撞擊作用，去除金屬材料表面的油污。其清理效果不如噴丸處理，但生產(chǎn)成本較低。分為干噴砂法和濕噴砂法。1）干噴砂法干噴砂法分為機械噴砂與空氣壓力噴砂兩種類型，分別采用手工、半自動或連續(xù)自動等作業(yè)方式。噴砂機有自流式、離心式、吸入式和壓力式等類型。實際生產(chǎn)中常用吸入式和壓力式噴砂機。吸入式噴砂機設(shè)備簡單、但效率低，適用于小型零件；壓力式噴砂機主要用于大、中型零件的批量生產(chǎn)，適用性廣，效率高。干噴砂法采用砂料是氧化鋁砂（天然和人造兩種）、石英砂（二氧化硅）、碳化硅（人造金剛砂）等。氧化鋁砂不易氧化，勞動條件好，砂料可以循環(huán)適用；碳化硅砂也不易氧化，勞動條件好，但價格昂貴，很少適用；石英砂易氧化，但不污染零件的表面質(zhì)量，實際應(yīng)用較多?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理2）濕噴砂法濕噴砂法是在砂料中加入一定量的水，使之成為砂水混合物，以減少砂料對金屬表面的沖擊作用，從而減少金屬材料的磨損量，使金屬表面更光潔。濕噴砂法通常有霧化噴砂、水-氣噴砂和水噴砂三種類型，常用水-氣噴砂法。濕噴砂法所用的砂料與干噴砂法相同。濕噴砂法的水砂比值，一般控制在7:3為宜。320~400目的水砂粒中，應(yīng)加入10%的膨潤土作為懸浮劑，防止沙粒沉入儲存箱底。鋼材采用濕噴砂法時，水中可加入0.5%碳酸鈉和0.5%的重鉻酸鈉作為緩蝕劑。雙層焊件因腐蝕問題，不宜采用濕噴砂法。薄截面焊件因濕噴砂法工作壓力比干噴砂法大，水的沖擊易使其產(chǎn)生變形，不宜采用濕噴砂法?！?.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理

（3）機械修磨法3）噴砂后金屬材料的表面處理經(jīng)過噴砂的金屬材料應(yīng)盡量減少觸摸，并及時進行表面處理，如處理不完，金屬材料可浸入50g/L的碳酸鈉溶液中儲存防銹。采用濕噴砂法的鋼材，應(yīng)浸入含苯甲酸鈉8.66g/L、亞硝酸鈉4.33g/L，溫度高于70℃的熱防銹溶液中處理。奧氏體不銹鋼和耐熱鋼材料噴砂后，應(yīng)在含有250~300g/L的HNO3溶液中鈍化2h，然后用冷水清洗，熱壓縮空氣吹干。機械修磨法是利用風(fēng)動砂輪機或電動角向磨光機磨削金屬表面。采用風(fēng)動砂輪機時，應(yīng)將壓縮空氣工作壓力控制在0.45~0.55MPa范圍內(nèi)，以免壓力過高，影響砂輪使用壽命。使用電動角向磨光機，應(yīng)平穩(wěn)移動磨削，不宜用于銅材和鋁材等金屬材料。2.

化學(xué)除銹法§3.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理化學(xué)除銹法是利用酸性或堿性除銹液在室溫條件下對鋼材上的銹蝕層、油污和氧化皮產(chǎn)生溶解、滲透、剝離作用，使鋼材表面的雜質(zhì)很快溶解和脫落，鋼材表面凈化后，再浸敷鈍化液，它能在室溫條件下自動調(diào)整pH值，使鋼材表面處于鈍化狀態(tài)形成鈍化膜。效率高，質(zhì)量均勻穩(wěn)定，可以保持鋼材一個月不再生銹，并產(chǎn)生新的化學(xué)活性中心，增強與涂層的附著力。常用10%~15%的鹽酸或2%~4%的硫酸等酸洗液去除氧化皮，將鋼材放入酸洗槽中，鐵元素與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生氫離子，在氫離子形成氫分子的過程中，產(chǎn)生的自由電子對氧化皮起到機械剝離作用，但酸洗時間不宜過長。鋼材酸洗后，立即放入1%~2%的石灰液體中，中和鋼材表面殘留的酸液。鋼材從石灰液槽中取出后進行烘干，表面會被覆蓋一層石灰粉，可防止鋼材再次發(fā)生氧化反應(yīng)。化學(xué)除銹法對焊件表面質(zhì)量影響較少，常用于批量生產(chǎn)的薄板沖壓件、不銹鋼和有色金屬等材料，但廢液處理不當(dāng)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，生產(chǎn)成本較高。3.

電解除銹法§3.備料工藝與設(shè)備§3.2材料的預(yù)處理電解除銹法是借助直流電源產(chǎn)生的電流通過電解池溶液，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，在特定條件下的金屬材料表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而將金屬材料表面的鐵銹、油污溶解的過程。電解拋光過程中，拋光工具不斷向金屬材料緩慢送進，使兩個電極之間保持0.1~1mm的間隙，當(dāng)具有一定壓力的電解液以5~50m/s的高速從間隙流過時，電流從金屬材料陽極經(jīng)電解液流向陰極，陽極金屬材料的表面銹蝕逐漸被清除，并被電解液沖走。電解拋光液通常含有磷酸、硫酸、鉻酸、高氯酸及水等，可有一種或幾種成分配制而成?！?.3材料的矯正1.

矯正的目的及原理§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正（1）目的材料在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當(dāng)、或裝卸條件不良及其它原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。當(dāng)變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其它加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，劃線、下料前應(yīng)予以矯正。鋼材在加工過程中，由于受力不均勻等工藝原因和其它原因，而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和確保質(zhì)量，需矯正，稱為半成品工序間矯正。在裝配-焊接后，工件因焊接等原因產(chǎn)生某些變形，也需矯正，稱為成品矯正?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正（2）原理

矯正（矯形）就是使鋼板或工件在外力的作用下產(chǎn)生于原來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、表面不平等變形，從而獲得正確形狀的過程。鋼材或工件的彎曲以及其它任何變形，都是由于其中一部分纖維被拉長而另一部分纖維被壓縮的緣故。所以，矯正的實質(zhì)是將被拉長的纖維縮短或?qū)⒈豢s短的纖維拉長，以恢復(fù)原狀或使其它部分的纖維也拉長或縮短，產(chǎn)生與局部纖維相同的變形，從而達(dá)到矯正的目的。

在實際矯正中，因壓縮纖維比拉長纖維更困難，故多采用拉長纖維的方法。

對工件或制品來說，是否需要矯正機矯正的次數(shù)多少，將依據(jù)鋼材及工件的變形程度和工藝要求而定。§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正2.

矯正的方法與設(shè)備§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正（1）手工矯正矯正可分為冷矯和熱矯兩種。通常采用冷矯，熱矯僅在材料塑性較差、變形嚴(yán)重或設(shè)備能力不足等不能采用冷矯的情況下采用。熱矯又分為整體矯正和局部矯正兩種。整體矯正需在爐內(nèi)加熱；局部矯正多采用火焰和電進行加熱。對于不銹鋼類鋼材，一般不宜采用熱矯，倘要必須熱矯，則需要采取相應(yīng)的熱處理措施。按操作方法，矯正分為手工矯正、機械矯正和火焰矯正三種。手工矯正常用的工具有大錘、手錘、平錘、由于型材的各種型錘和木錘等。一般多用于厚度?。?mm以下）、數(shù)量少的小塊板矯正。手工矯正是一種原始的矯形方法，生產(chǎn)效率低，勞動強度大，工件表面易留下錘痕等缺陷，噪聲大且不安全。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，手工矯正逐漸被機械矯正所取代。但手工矯正比較方便，適應(yīng)性強，在無法進行機械矯正的場合，手工矯正卻有其獨特的優(yōu)越性?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正鋼板中間凸起超過其變形允許偏差值時，操作順序。在凸起部位的四周，用大錘或手錘有次序地敲擊捶打，并對稱地向凸起中心靠攏，同時減小錘擊力，直到矯平。鋼板太薄或較厚時，不能采用此法，且在同一部位的錘擊次數(shù)不能太多，以免材料硬化二損傷材料的力學(xué)性能。將鋼板置于平面上，用錘子錘擊工件縮短的區(qū)域，使之伸長，從而達(dá)到矯正的目的?！榜R刀形”變形§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正（2）機械矯正按加力方式和對工件的作用，可分為彎曲矯正法、張力（拉伸）矯正法和輾軋矯正法等?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正1）鋼板的矯正多輥矯平機是金屬板材、帶材矯平的通用矯平設(shè)備。一般矯平輥數(shù)目越多，矯平質(zhì)量越好。通常5~11輥用于矯平中、厚板；11~21輥用于矯平薄板。使板料通過矯平機的上下兩列輥子之間，在輥子壓力作用下，受到多次反復(fù)彎曲，整個鋼板得到均勻地伸長，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我?，并不斷減小，最終得到矯平。矯平的次數(shù)與矯平機上下兩列輥子間調(diào)整的凈空距離有關(guān)。一般是略小于被矯鋼板的厚度。為了提高矯平效果，可使輥間距離前后不等，前邊輥間距離較小，使鋼板產(chǎn)生較大的變形，以使彎曲均勻；后面的輥間距離較大，使鋼板的變形逐漸減小和平直?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正矯平機的輥子直徑、輥間距離和輥子數(shù)目是影響矯平效果的主要因素。輥間距相當(dāng)于兩支點間距，輥間距越大，輥子使鋼板彎曲變形所需的壓力越小，但在相同的壓量時矯平效果差。輥間距越小，鋼板彎曲變形所需壓力加大，矯平效果好，但此時鋼板與輥子間的接觸應(yīng)力加大，加速輥子的磨損并損傷被矯鋼板。最小輥間距取決于輥子與鋼板間允許的最大接觸應(yīng)力。輥間距t按接觸應(yīng)力計算確定后，輥子直徑按D=（0.9~0.95）t選擇，并根據(jù)被矯鋼板強度、最大厚度可寬度校核。輥子數(shù)目越多，矯平精度越高，但設(shè)備越復(fù)雜。鋼板的矯平條件與被矯材料內(nèi)的應(yīng)力度系數(shù)α有關(guān)。輥數(shù)越多，矯平曲率半徑越小，α越大，矯平質(zhì)量越高；板厚越薄、材料屈服點越高、α越小，越難矯平?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正2）特殊變形鋼板的矯正一般，鋼板的矯正只需將矯平機的上下工作輥間距調(diào)節(jié)適當(dāng)，將被矯鋼板引入于兩排輥之間并放正位置。開動矯平機經(jīng)過一次，或幾次輥壓即可矯平。在板材有特殊變形或尺寸過小、厚度過大等情況時，需采取一定的措施才能矯平。鋼板較厚時，矯平機能力不足，可用三輥卷機代為矯平。利用三點受力使鋼板彎曲而達(dá)到矯平。只是變形較大，需往復(fù)輥壓多次，甚至要翻轉(zhuǎn)鋼板幾次?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正3）型材的矯正型材的矯正一般在常溫下冷矯，只有極少數(shù)的特殊情況下采用手工矯正或加熱矯正。在進行冷矯時應(yīng)考慮被矯鋼材的變形情況，在一定的變形范圍內(nèi)才可進行冷矯。一般低碳鋼型材有可冷矯的最小曲率半徑及最大撓度，超過范圍應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，防止型材截面畸變和彎曲?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正常見的型材機械矯正的方法有兩種：采用彎曲矯直機矯正，采用輥式專用型材矯直機矯正。彎曲矯直機結(jié)構(gòu)簡單，作用力大，一般多用于較大型截面型材的矯正。彎曲矯直機有單向和雙向兩種，以單向為多。單向矯直機有有一個沖壓頭和兩個支撐。沖壓頭也叫推撐，與滑塊相連，滑塊在機械動力或液壓傳動的作用下，在一定的滑槽內(nèi)作往復(fù)運動，推動沖壓頭前進向工件施加一定壓力而產(chǎn)生彎曲作用。兩個支撐間距離可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，支撐與沖壓頭之間的距離有的也可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同工件截面尺寸?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正輥式專用型材矯直機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，矯正能力有一定限制，但矯正精度比較高，多用于較小截面的型材，主要是對角鋼、管材、棒料的矯直。

工作原理與鋼板矯平機相同。只是上下兩列輥子的形狀不是長的圓筒形表面，而應(yīng)與所矯型材的界面相吻合。輥輪根據(jù)型材截面可進行更換。§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正矯正機械設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)加工零件的加工技術(shù)要求和規(guī)格尺寸范圍。加工能力不足，無法滿足加工要求，選擇的過渡，造成設(shè)備的浪費。大批量生產(chǎn)時，選用專業(yè)化程度較高的專業(yè)設(shè)備；生產(chǎn)的產(chǎn)品不確定或種類較多，被加工工件種類雜而數(shù)量少，且規(guī)格尺寸分散性較大，應(yīng)選用萬能型的通用設(shè)備。由檢測、控制、壓頭及取送料機械手四部分組成?？勺詣訖z測彎曲程度并轉(zhuǎn)換成可以計數(shù)的脈沖信號，以此向壓下機構(gòu)發(fā)送指令。壓下機構(gòu)按指令完成矯直工作，還可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)來計算矯直所需壓彎曲率及遞減情況?！?.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正（3）火焰矯正1）火焰矯正原理火焰矯正是用氣體火焰局部加熱金屬，利用金屬材料熱脹冷縮的特性，使金屬產(chǎn)生局部變形而達(dá)到矯正目的的一種方法。因制造時的應(yīng)力（焊接變形、受熱不均、強力組裝、吊運時的碰撞等）而產(chǎn)生新的變形，而這種變形往往無法用機械矯正，有時又不能用手工矯正，一般采用火焰矯正。金屬具有熱脹冷縮的特性。在對鋼板翹曲部位進行局部加熱時，就會產(chǎn)生膨脹，當(dāng)金屬被加熱處受到來四周的壓縮力超過其屈服點時，變形部位就會受到擠壓；同時加熱部位在冷卻時會產(chǎn)生巨大的收縮力而產(chǎn)生縮短，使鋼板在熱應(yīng)力作用下恢復(fù)原來形狀。為加強矯形效果，有時用冷水噴灑加熱區(qū)的四周及在冷卻時噴灑加熱區(qū)，以增強其擠壓和收縮作用。這種水激法只適用于塑性較好而無淬硬傾向的低碳鋼等材料。§3.備料工藝與設(shè)備§3.3材料的矯正2）火焰矯正方法一般使用氣焊或氣割的大號焊炬或割炬或特制火焰矯形槍，采用中性氧乙炔焰或其它氣體火焰作為加熱源。加熱溫度的高低取決于工件厚度、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式和變形量的大小，一般應(yīng)控制在鋼材回火溫度以下。加熱的部位及形狀也依工件的結(jié)構(gòu)形式和變形情況而定。其基本原則是在平面突起部位及彎曲凸出的一側(cè)，即纖維被拉長處進行加熱。加熱區(qū)的大小和數(shù)量依完全得到矯正為據(jù)。三種火焰矯正方法。§3.4放樣、劃線與號料§3.4.1

放樣§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料1.

放樣的目的在生產(chǎn)中，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜和特殊形狀的產(chǎn)品、部件、零件，劃線前應(yīng)先行放樣，即按設(shè)計圖樣在放樣平臺上，將其局部或全部按1:1的比例畫出結(jié)構(gòu)部件或零件的圖形和平面展開尺寸。（1）通過放樣，顯示圖樣上各圖形相互關(guān)系，零件、部件間的相互配合，修正設(shè)計時可能出現(xiàn)的尺寸上的矛盾、結(jié)構(gòu)上的不合理等差錯。（2）通過放樣確定零件的真實形狀和實際尺寸。放樣時應(yīng)考慮焊接結(jié)構(gòu)制造的特點，如焊接的收縮變形、各種加工余量等，以便確定零件劃線時毛坯的實際尺寸。（3）通過放樣制作樣板。成批或大量生產(chǎn)，或雖小批量生產(chǎn)卻有相同外形零件時，為減少劃線工作量，使零件外形準(zhǔn)確，有互換性，利用樣板進行劃線排料，將邊角廢料降低到最低程度?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2.

展開放樣1）可展表面是運用某種方法把設(shè)計曲面攤平到一個平面上，形成展開圖的放樣過程。（1）可展與不可展表面的基本知識可展表面是指焊件表面相鄰的兩條素線處于平行或相交的狀態(tài)（即能構(gòu)成一個平面）?？烧贡砻婺軌蛉科秸財傞_在一個平面上而不發(fā)生撕裂或皺折。典型的可展表面有平面、柱面和錐面?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）不可展表面不可展表面是指焊件表面母線為曲線或相鄰的兩條素線處于交叉的狀態(tài)。不可展表面只能進行近似的展開處理。典型的不可展表面有球面、圓環(huán)面及螺旋面等。（2）展開放樣的方法展開圖樣的方法有計算法、圖解法和計算機輔助法等。1）計算法根據(jù)零件的已知幾何尺寸，推導(dǎo)計算形成零件展開圖樣需要的幾何尺寸參數(shù)。對于可展表面，一般可以直接推導(dǎo)出展開圖上邊界曲線的方程，但習(xí)慣上仍求出曲線上各等分素線端點的位置。對于不可展表面，可計算出近似展開所需的長度、半徑等幾何參數(shù)，可利用它們繪制零件的展開圖。計算法具有展開準(zhǔn)確、迅速，不受作業(yè)場地大小的限制?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料計算法展開的基本步驟：

①繪制出焊件的必要視圖，有時可徒手畫出；②將焊件的截面分為若干等分，等分?jǐn)?shù)越多。則展開圖越準(zhǔn)確；③由等分點向相關(guān)視圖引素線至結(jié)合線，如為相貫體大致求出結(jié)合線；④繪制放樣草圖，并標(biāo)注用于計算的各線代號；⑤把等分點折算成角度，可按計算公式依次作出計算，但要校驗；⑥把計算出的結(jié)果按照放樣圖直接展開在鋼板上。2）圖解法圖解法展開是按照投影原理進行，先畫出相關(guān)視圖，在視圖中增加一些輔助性線條，然后求出實長、實形和相貫線等，再作出展開圖。由于受作圖手段、工具、積累誤差等因素的影響，相對精度較低，但對于一般焊件的精度要求，可以滿足。同時受場地、位置的制約，大型焊件的展開作業(yè)比較困難，往往先分塊展開，然后再拼接合成?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料②研究開發(fā)計算機輔助展開放樣系統(tǒng)。通用性強、功能全面、使用方便，具有參數(shù)化和可視化特點。用戶輸入原始條件后，系統(tǒng)可輸出展開圖的數(shù)據(jù)信息（如板料質(zhì)量、重心）、圖形信息等。這些信息科直接用于制造展開樣板，也可作為計算機輔助制造的數(shù)據(jù)源。利用計算機輔助展開放樣系統(tǒng)、計算機編程自動切割系統(tǒng)，把劃線、切割等工序一次完成，是高效而經(jīng)濟的先進加工技術(shù)，是焊接結(jié)構(gòu)制造中金屬材料放樣展開的發(fā)展方向。計算機輔助展開放樣的編程有兩個重要步驟：一是建立構(gòu)件展開的計算公式（數(shù)學(xué)模型）；二是采用計算機能識別的算法語言編制程序。①把計算法中得到的數(shù)學(xué)公式作為數(shù)學(xué)模型，通過編程由計算機進行運算得到數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)進行展開放樣。該方法計算效率高，結(jié)果準(zhǔn)確。3）計算機輔助法計算機輔助展開放樣方法有兩種?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料（3）展開實例1）球面的分瓣展開使用“平行線法”，展開步驟：①將俯視圖作12等分，并與圓頂?shù)腛相連，即為12瓣的結(jié)合線；②在主視圖中從圓頂邊1`起6等分，得點1`、2`、3`、4`、3`、2`、1`，作水平線交于圓周，然后投影到俯視圖中即為4個園；…③在俯視圖上取分段中點M，連接OM并延長，取1-1長等于主視圖1`-1`的弧長。過各點作垂線，且量取俯視圖各個瓣交點1-1（弧長）、2-2（弧長）……1-1（弧長）對應(yīng)的弧長，然后光滑連接成曲線，即得展開圖?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）球的分帶展開§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料3）正圓柱螺旋面的展開三角形展開法：①將俯視圖12等分，得到12各四邊形，再講四邊形分為2三角形，則俯視圖由24各三角形組成；②求出a、b、c的實長，然后用三角形作出展開圖?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料圖解法：§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料4）兩節(jié)等徑90°彎頭的展開（計算法）計算公式：§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料5）圓管偏心平交正圓錐的展開（圖解法）§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料6）兩節(jié)等徑彎頭的展開（計算機輔助法）§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.4.2

劃線§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料1.

樣板劃線法劃線是根據(jù)設(shè)計圖樣及工藝上的要求（如留取加工余量、焊縫收縮量等），按1:1的比例，將待加工工件形狀、尺寸及各種加工符號劃在鋼板或經(jīng)初加工的坯料上的加工工序。劃線按使用工具可分為手工劃線和機械自動劃線；手工劃線又分為直接劃線和樣板劃線。對于單件生產(chǎn)、零件形狀簡單，可直接劃線，但生產(chǎn)效率低，且難以保證劃線工件的精度和質(zhì)量，在實際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。為了提高生產(chǎn)效率，減少不必要的重復(fù)性勞動；保證零件尺寸和形狀的準(zhǔn)確性；當(dāng)進行大批量生產(chǎn)時，便于套材號料，合理利用材料；便于對工件尺寸形狀進行檢查控制，保證零件的準(zhǔn)確性和相互間的一致性。（1）制作樣板的方法樣板制作方法有兩種?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）過樣法（2）樣板的種類1）號料樣板2）加工樣板1）直接放樣法根據(jù)施工圖樣直接在樣板材料上劃出零件實形，并標(biāo)注產(chǎn)品合同號、圖號、材質(zhì)規(guī)格尺寸等參數(shù)的作圖方法。先將工件實形按1:1的比例在劃線平臺上，并作實形線條的延長線；再將大于工件的樣板材料覆蓋在已放樣的實形圖上，用劃針或粉線將各條延長線過到樣板材料上，然后按輪廓線剪出樣板的方法。根據(jù)用途的不同，可分為：用于在鋼板或型材上實地劃線的樣板。在變形加工中用來檢查工件彎曲形狀和角度是否達(dá)到要求的樣板。主要用于彎曲成形工序，也稱為卡樣板。有內(nèi)卡樣板和外卡樣板之分?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料3）檢查樣板專門用來檢查工件質(zhì)量的樣板，又稱檢具。加工樣板有時也可用作檢查樣板。（3）樣板的材料國內(nèi)多用油氈紙和普通薄鐵板（0.4~1.0mm）作為樣板材料。為了保持樣板平面剛性和形狀準(zhǔn)確，有時需要釘上木板架。用于重要工件及作長期保存和反復(fù)使用的樣板，有時也用鍍鋅薄鋼板制作。在工件數(shù)量較少，短期使用，質(zhì)量要求不高的情況下，也可采用黃紙板來制作。要求所制作的樣板或樣桿表面平整光潔，易于劃線和標(biāo)記，厚度一般不大于2mm；有一定強度而又易裁剪，且彈性盡量低；不受環(huán)境溫度和濕度的影響，尺寸不易發(fā)生變化；輕便易攜帶，經(jīng)濟實用?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2.

機械自動劃線法（1）光學(xué)（電子）照相法先嚴(yán)格地按照零件圖繪制成1:10或1:100的零件平面圖，然后用照相的方法將平面圖拍攝成底片，再在暗室中用光學(xué)放大設(shè)備講點放大到與實物成1:1的試樣，并投射到待加工的鋼板上，工人按照投放在鋼板上的零件實樣進行劃線。（2）數(shù)字程序控制自動劃線法計算機數(shù)控劃線與數(shù)字程序控制切割機聯(lián)合使用，其基本原理是按施工圖及工藝要求，編制出計算機程序，由計算機控制切割機割嘴運動，直接割出工件所需的形狀。在切割的同時完成劃線、號料工作。（3）電印（靜電印刷）劃線法是在光學(xué)照相法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用氧化鋅的光導(dǎo)電性能的一種靜電照相法，是靜電攝影原理所展示的靜電印刷裝置。將投影底片的線條和標(biāo)記直接印刷到涂有感光劑的鋼板上，整個劃線過程完全在自動狀態(tài)下進行?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料3.劃線時的板厚處理§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料（1）板料的板厚處理當(dāng)板厚≤1.5mm時，可以忽略板厚的影響。各種展開原理與方法均是面向零厚度的理想曲面的。實際上都存在板厚，當(dāng)板厚較大時應(yīng)考慮板厚對展開長度和兩板面接口處形狀的影響?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料（2）兩構(gòu)件接口處的板厚處理構(gòu)件有兩個以上的形體相交的結(jié)合處即為接口。分不開坡口和開坡口兩種。1）兩圓管形成90°接口（不開坡口）若不進行處理，接縫的中部缺肉，彎頭夾角將小于90°。當(dāng)內(nèi)側(cè)圓按外表皮展開，外側(cè)圓按內(nèi)表皮展開時，可的滿意效果?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）兩圓管形成90°接口（開坡口）3）兩圓管形構(gòu)件相交形成接口4.劃線放樣時的余量開對稱無鈍邊X形坡口時，完全是板中心層部分接觸，展開時按中心層的尺寸展開。垂直相交時，支管以里皮尺寸展開，主管孔以外皮尺寸展開。斜角時，按1）和2）兩項展開原則處理。放樣展開的形狀和尺寸是零件的設(shè)計尺寸（是加工制成后的尺寸）；樣板的形狀和尺寸是零件加工前的坯料尺寸，它是由零件的設(shè)計尺寸、工藝余量和加工余量組成。（1）工藝余量零件在加工過程中，由于工藝條件和工藝因素的影響而造成的尺寸變化和偏差，主要是焊縫收縮量和成形后的修邊余量?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料焊縫收縮余量的大小與焊縫的數(shù)量、尺寸、形式及工件的厚度、尺寸形狀、材料性質(zhì)、焊接方法、焊接參數(shù)等因素有關(guān)。1）焊縫收縮量§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）修邊余量修邊余量指的是在變形加工時，由于影響變形的因素很多，難以掌握工件的準(zhǔn)確形狀而預(yù)先加放的余量。

該余量待工件成形后，再按正確的尺寸進行二次劃線，予以去除。余量的大小取決于設(shè)備的加工能力、工藝條件和生產(chǎn)技術(shù)水平，一般在20~50mm之間選取。（2）加工余量主要包括邊緣加工余量和切割余量。1）邊緣加工余量切割后需邊緣機械加工（如刨邊、端銑）時留取的余量。§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2）切割余量切割余量（切割時切口的寬度）的大小取決于板厚和切割方法?！?.4.3

號料§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料1.

號料的準(zhǔn)備及注意事項號料是用放樣所取得的樣板或樣桿，在原材料或經(jīng)粗加工的坯料上劃下料線、加工線、檢查線及各種位置線的工藝過程。（1）首先要熟悉和弄清施工圖樣，了解和掌握每一個工件的加工過程和每道工序的加工特點與技術(shù)要求，以便能正確掌握工件下料尺寸和畫出必要的施工標(biāo)記。（2）要認(rèn)真檢查、核對所用樣板的正確性，弄清每一個零件的材質(zhì)要求、規(guī)格和數(shù)量。檢查各種使用工具是否安全可靠。（3）對數(shù)量、種類較多的零件號料時，應(yīng)先進行排版布料，應(yīng)盡可能地采用巧裁套料的方法，提高材料的利用率?？蓪⑹褂孟嗤铺柌牧锨液穸认嗤牧慵性谝黄?，統(tǒng)籌安排，長短搭配，但同時應(yīng)考慮下道裁料工序的方便和加工的可能性?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料材料利用率的計算公式：（4）需要拼接的零件，應(yīng)同時一次號料完成，且應(yīng)做好拼接標(biāo)記，劃出拼接的基準(zhǔn)線，并按照產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)單元成套進行下料，以利于裝配而縮短生產(chǎn)周期。（5）用劃針、石筆及粉線劃好線后，為防止被涂抹不清和便于以后的加工，保證尺寸的精度，孔中心及中心線、基準(zhǔn)線、加工線的兩端都要用沖子打上印跡。此外，還要在坯料上標(biāo)明各種加工符號，并指出正反面，如正彎、反彎及開坡口面等，以指導(dǎo)切割、成形、組焊等后續(xù)工序的進行?！?.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料2.劃線、號料的尺寸公差3.二次號料（1）有變形加工的零件，在變形加工之前不能確定其下料尺寸，如封頭的制作。在成形之后，要去掉多余的毛邊和加工余量，需要進行二次號料。

在鋼材上直接劃線或用樣板進行號料時的公差要求。二次號料是在加工過程中，工序間對工件或部件的又一次劃線。

在下列情況下需要二次號料：（2）有要求鉆孔的零件或構(gòu)件，如連接孔、安裝孔、裝配孔等，位置及形狀要求較嚴(yán)格，需要在變形加工后，裝配-焊接之前，有的甚至是在裝配-焊接之后，才進行加工制作，為確定其準(zhǔn)確的位置和保證其正確的孔形，此時，也需要進行二次劃線。

§3.備料工藝與設(shè)備§3.4放樣、劃線與號料（3）尺寸較大的構(gòu)件，如橋式吊車主梁等長大構(gòu)件，其長度尺寸要求很嚴(yán)，在不是大批量機械化生產(chǎn)的情況下，往往是采取先下加長的荒料，待裝焊之后，再按要求的尺寸長度將多余的部分去掉，也需要進行二次劃線。

二次劃線號料是在第一次劃線的基礎(chǔ)之上進行的，就其劃線方法來說，兩者是一樣的，有的也需要預(yù)先制作樣板，照樣板進行劃線；有的則是在構(gòu)件上直接進行劃線。二次號料與第一次號料的不同：（1）二次號料是在成形的構(gòu)件或部件上進行的，因此它受部件形狀、尺寸和位置的影響，任意性小，難度較大，要求有更豐富的實踐經(jīng)驗和操作技術(shù)水平。

（2）二次號料應(yīng)先依據(jù)工件形狀和技術(shù)要求來確定部件的基準(zhǔn)點和基準(zhǔn)線，然后再行劃線，以保證劃線的準(zhǔn)確性。

§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.5.1

機械切割1.

鋸切準(zhǔn)備制作焊接結(jié)構(gòu)的原材料，經(jīng)劃線和號料后即轉(zhuǎn)入下料工序。金屬材料的下料可采用機械切割和熱切割等完成。金屬材料的機械切割包括剪切、沖切、鋸切和聯(lián)合沖剪等方法。鋸切是一種以切削的方法將各種型材和一定規(guī)格的鋼板實施切斷的加工方法。鋸切的切口平滑、尺寸準(zhǔn)確、精度高；但切割速度慢、效率低，只能切割在一定尺寸范圍內(nèi)較小的型材、管材、棒材或板材，所以在焊接結(jié)構(gòu)制造生產(chǎn)中應(yīng)用較少。鋸切分為有齒鋸切、無齒鋸切、砂輪鋸切三種。無齒鋸切（線切割），以高速旋轉(zhuǎn)摩擦生熱來加熱軟化金屬，同時以強力推進磨削而切斷金屬材料，屬于小型材料精密切割。砂輪鋸切，是用厚為2.5~5mm的高強度砂輪片為切削刃具，高速旋轉(zhuǎn)（可達(dá)5000r/min），對金屬進行快速磨削加工而切斷金屬，主要用于切斷小截面的管材、棒材和小規(guī)格型材?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2.

剪切（1）剪切的原理及特點通過剪刃對鋼材的剪切部位施加一定的剪切力，使剪刃壓入鋼材表面，當(dāng)產(chǎn)生的切應(yīng)力達(dá)到或超過金屬的抗剪強度時，便會使金屬產(chǎn)生斷裂而分離。1）原理§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2）特點剪切具有操作方便，生產(chǎn)效率高，既可剪切板料，也可剪型材；切口平齊，加工質(zhì)量高。剪切主要用于中、薄板的下料，受剪切機功率的制約，鋼板剪切厚度≤40mm。剪切的工件都會發(fā)生彎曲、扭曲等變形，剪切后需矯平。切口邊緣出現(xiàn)加工硬化區(qū)，硬化區(qū)域的寬度與板材厚度成正比，一般板厚≤25mm時，硬化區(qū)域在1~2.5mm范圍內(nèi)。（2）常用剪切設(shè)備及應(yīng)用范圍1）剪板機剪板機用于對板料的直線剪切。按其傳動方式有機械傳動剪板機（板厚≤10mm）、液壓傳動剪板機（板厚＞10mm）。①機械傳動龍門式剪板機按刀刃裝配位置不同分為：平刃剪板機（兩刀刃上下平行）和斜刃剪板機（兩刀刃成一定角度）?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝平刃剪切時，上、下剪刃的夾角為零，所需剪切力較大，適用于剪切厚度不大的板材，特別適用于薄板類坯料的剪切。斜刃剪切時，一般剪切角Φ為2°~6°。剪刃是逐漸與材料接觸來完成剪切的，所需剪切力較小適用于剪切較厚的鋼板。由于斜刃剪切材料受力不均，剪下的零件變形較大?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝②數(shù)控液壓剪板機是傳統(tǒng)的機械式剪板機的更新。其機架和刀架采用整體焊接結(jié)構(gòu)，經(jīng)振動消除應(yīng)力，確保機架的剛性和加工精度。采用先進的集成式液壓控制系統(tǒng)，提高了整體的穩(wěn)定性與可靠性。采用先進數(shù)控系統(tǒng)，剪切角和刀刃間隙能無級調(diào)節(jié)，工件切口平整，無毛刺，能取得最佳的剪切效果。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2）聯(lián)合沖剪機該機屬于多工位沖剪機。機床一端裝有上下剪刃，可進行板料剪切；另一端可進行沖剪加工，如沖孔、落料加工等；中間則可剪斷型鋼。上剪刃或沖頭由同一傳動軸通過偏心機構(gòu)帶動，各做上下往復(fù)運動，完成沖剪工作。既無自動停剪裝置，又無壓斜裝置，也無大的放料平臺，全由人工操作，質(zhì)量難以保證，主要用于沖孔和剪切中小型材?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝3）圓盤剪切機通過圓盤刀具的不斷旋轉(zhuǎn)并對工件施加一定的剪切力是使工件沿剪口斷裂分離而實現(xiàn)剪切的。依靠調(diào)整兩刀刃間隙的大?。ㄒ话?.05~0.2mm）決定剪切厚度；依靠兩剪輪的角度大小決定剪切材料的形狀。按照圓盤的配置方法可分三種。直配置適用于將板料剪裁成條料或?qū)⒎脚髁霞羟谐蓤A坯料；斜直配置適用于剪裁圓形坯料或園內(nèi)孔；斜配置用于剪裁任意曲線輪廓的坯料?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝4）振動剪床可用于剪切4mm以下鋼板的直線或曲線工件（包括圓孔）。工作部分為刃口很短（20~30mm）的兩把剪刀，下剪刀固定在車身上，上剪刀裝在刀座上，刀座靠偏心軸經(jīng)連桿帶動，作每分鐘1500~2000次快速振動。上剪刀的行程為4~8mm，兩剪刃的間隙（約為0.2~0.3mm）及重疊部分的大小根據(jù)板料厚度調(diào)整。在剪切材料時，剪切過程是不連續(xù)的，生產(chǎn)率很低，且剪切質(zhì)量差，適合小批量或單件生產(chǎn)。對剪切不同形狀和尺寸的零件或毛坯適應(yīng)性好。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝5）型鋼剪斷機型鋼剪斷機工作原理和操作方法基本上與鋼板的剪切相同，只是上下剪刃的形狀不同。型鋼剪斷機的剪刃形狀應(yīng)與被剪型鋼的斷面形狀相適應(yīng)。按照可剪斷型鋼的種類有單用和多用之分。單用途型鋼剪斷機如角鋼剪斷機、圓鋼棒料剪斷機等，其剪刃形狀是不可更換的，適合于大量專業(yè)化生產(chǎn)中采用。多用途型鋼剪斷機有多個不同形狀的剪口或具有多種形狀的剪刃，可根據(jù)欲剪切型鋼的類型進行更換?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.5.2

熱切割1.

氣體火焰切割常見的鋼材熱切割方法有：氣體火焰切割、等離子弧切割、激光切割等。（1）氣割原理氣割的實質(zhì)是金屬在氧中的燃燒過程。利用可燃?xì)怏w和氧氣混合燃燒的火焰產(chǎn)生的熱量預(yù)熱被切割金屬表面，并使其呈活化狀態(tài)，然后送進高純度、高速度的切割氧流，使金屬在氧氣中劇烈燃燒生成金屬氧化物熔渣，并放出大量的熱量，借助這些燃燒熱和高溫熔渣的熱傳導(dǎo)，不斷加熱切口金屬，直至工件底部；同時借助高速氧流把燃燒生成的氧化物熔渣吹除；再由被切割工件與割炬相對移動形成切縫。氣割設(shè)備簡單、使用靈活方便；切割速度快、生產(chǎn)效率高；成本低、適用范圍廣?？汕懈罡鞣N形狀的金屬零件，厚度達(dá)1000mm；可切碳鋼、低合金鋼；可用于零件毛坯的下料，也可用于零件的開坡口或割孔。氣割三個階段：預(yù)熱、燃燒、吹渣§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（2）實現(xiàn)氣割的條件氣割的金屬應(yīng)滿足一下條件：1）金屬在氧氣中的燃點應(yīng)低于熔點。2）燃燒形成的金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬的熔點，且流動性好，粘度要小。這是保證氣割進行的基本條件。如低碳鋼燃點約為1100~1350℃，熔點約為1500℃，低碳鋼氣割性良好。隨鋼含碳量的增加，燃點相應(yīng)提高，熔點下降，則氣割性能變差。當(dāng)Wc大于0.7%時，鋼的燃點高于熔點，便難以氣割。銅、鋁、鑄鐵等是燃點高于熔點的材料，不能用氣割下料，可選用等離子弧切割。便于高壓氧從割縫中吹掉氧化物。低、中碳鋼和普通低合金鋼氧化物熔點低于金屬本身，可氣割?；铱阼F、鋁、不銹鋼的氧化物熔點高于金屬熔點，難以氣割?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝3）金屬燃燒時應(yīng)能放出大量的熱。4）金屬應(yīng)有較低的熱導(dǎo)率。5）金屬中含有阻礙氣割過程中進行和增大金屬淬硬性的成分及雜質(zhì)要少。放出大量的熱，以預(yù)熱下層金屬是實現(xiàn)連續(xù)切割的條件。低碳鋼氣割時所放出的熱量占預(yù)熱金屬所需熱量的70%。金屬應(yīng)具有較低的熱導(dǎo)率，否則熱量散失較快，切口溫度降低，低于金屬的燃點，使切割無法繼續(xù)進行。銅、鋁等金屬因此難以氣割。一些合金元素對氣割過程的進行、金屬淬硬性有影響。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（3）氣割設(shè)備及其應(yīng)用氣割按其控制方式分為手工切割、機械切割和自動切割三種類型。1）手工切割設(shè)備手工切割設(shè)備的組成主要有割炬、燃?xì)馄?、氧氣瓶、減壓閥和回火防止器等。割炬是實現(xiàn)手工氣割的主要設(shè)備，其作用是將可燃?xì)怏w與氧氣按一定比例和方式混合后，形成具有一定熱量和形狀的預(yù)熱火焰，并在預(yù)熱火焰中心噴射切割氧氣流進行切割。按結(jié)構(gòu)不同，可分為射吸式割炬和等壓式割炬。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝?yán)檬止飧羁赏瓿芍本€和圓形工件的下料。切割速度的快慢和割嘴的高低是人工控制的，其在割縫較長和形成切割過程中，難以滿足尺寸精度和表面粗糙度要求。雖然手工切割有其局限性，但在一些使用半自動和自動切割不方便的場合，特別是在野外和高空作業(yè)時還是必要的。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2）機械切割設(shè)備機械切割設(shè)備由機用割炬、行走小車或其它形式電動機驅(qū)動機械行走機構(gòu)、電控系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)等組成。按其結(jié)構(gòu)形式和功能可分為小車式直線切割機、搖臂仿形切割機、直角坐標(biāo)仿形切割機。①小車式直線切割機又稱半自動切割機。是通用的機械式氣割設(shè)備，主要用來切割直線及開坡口。由直流電動機驅(qū)動，無極調(diào)速，切割小車沿直線導(dǎo)軌行走進行自動切割。若配用大號割炬，切割厚度可達(dá)300mm；配上圓心定位器和半徑桿，可切割半徑較大（直徑大于200mm）的圓形工件?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝②搖臂仿形氣割機當(dāng)切割形狀復(fù)雜多變的工件時，一般選擇搖臂仿形切割機。仿形機構(gòu)是采用磁輪在自轉(zhuǎn)過程中跟蹤靠模板的邊緣復(fù)制切割軌跡，割炬隨仿形機構(gòu)運動完成仿形切割。磁輪由直流電動機驅(qū)動，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。仿形氣割機可固定安裝在工作平臺上。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，只要樣板準(zhǔn)確、安裝平穩(wěn)，既可提高生產(chǎn)效率又能保證零件的質(zhì)量，非常適合有一定批量的通形中、小尺寸零件的下料?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝③直角坐標(biāo)仿形氣割機利用磁頭沿樣板邊緣移動，并通過傳遞機構(gòu)門架和橫梁作X-Y二軸移動，實現(xiàn)任何形狀零件的自動切割?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝切割機橫梁上安裝3各割炬，同時切割3個形狀和尺寸相同的工件?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝④門式氣割機由驅(qū)動裝置的門型機架和割炬組、軌道以及電氣和氣體操作盤等組成。是加工大規(guī)格鋼板的板邊、焊接坡口的氣割設(shè)備。切割精度高，作為替代機械刨邊或銑邊加工的有效設(shè)備。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝3）自動切割設(shè)備自動切割設(shè)備是一種不需要在切割前劃線，無需靠模板或樣板進行全自動氣割的切割機。具有切割效率、切割精度高的特點，已得到普遍使用。自動切割設(shè)備按自動控制的模式，可分為光電跟蹤切割機和數(shù)控切割機兩類?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝①光電跟蹤氣割機利用光電原理，按圖樣的線條或樣板的輪廓進行自動跟蹤，同時帶動割炬進行仿形切割的一種自動化切割設(shè)備。光電跟蹤切割機不需要編程和輸入大量的數(shù)據(jù)，可省去制作號料樣板和號料所需的材料和時間，而且能同時切割出多個零件。缺點是除了切割平臺外，還需配備跟蹤平臺，切割機的占地面積較大。光電跟蹤切割跟蹤長度和跟蹤寬度大多數(shù)在2m以下。既可氣割，有能配上等離子割槍進行等離子弧切割，特別適合單件和小批量加工鋼材和有色金屬材料使用?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝②數(shù)控氣割機數(shù)控氣割機是一種高效的自動化切割設(shè)備，已成為批量生產(chǎn)型焊接結(jié)構(gòu)加工單位不可缺少的下料工具。按所切割工件形式不同可分為板材坐標(biāo)式數(shù)控氣割機、型材數(shù)控氣割機和管材數(shù)控氣割機。根據(jù)加工工件圖樣和數(shù)控裝置的規(guī)定由人工編出切割程序，由計算機根據(jù)程序進行運算，使割嘴沿圖樣要求的軌跡運動進行切割。是現(xiàn)代熱切割技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝數(shù)控氣割機的套料程序軟件可通過重復(fù)、移動、旋轉(zhuǎn)、組合及連接等方式，把多個套料程序組合起來形成一個套料程序，并且在指定切割順序后，所有輔助功能，如起動、停止、切口補償?shù)瘸绦蜃詣由伞τ诓慌鋫渥詣犹琢宪浖臄?shù)控系統(tǒng)，為加快編程速度，縮短待機時間，采用FastCAM自動編程和自動套料軟件，專用于板材的切割下料。該軟件功能包括工程制圖、工程圖輸入、DXF文件的優(yōu)化編輯、切割路徑的自動設(shè)計、批量零件的優(yōu)化套排、切割過程中材料、時間和損耗等成本的核算和剩余材料的計算機管理等。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（4）氣割用氣體氣割所用氣體：助燃?xì)怏w和可燃?xì)怏w。1）可燃?xì)怏w乙炔、丙烷、丙烯、氫、天然氣、液化石油氣等?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝氣割時，可燃?xì)怏w的選用應(yīng)根據(jù)以下因素決定：①氣體燃燒效率的高低可燃?xì)怏w的熱效率高低主要從發(fā)熱量和火焰溫度兩方面進行評定。發(fā)熱量是指單位體積可燃?xì)怏w完全燃燒時放出的熱量；火焰溫度是指火焰內(nèi)焰的溫度。中性焰，在距焰心2~4mm處溫度最高，可達(dá)3100~3150℃，主要用于氣割時的預(yù)熱。碳化焰的溫度為2700~3000℃，易使工件邊緣增碳，極少使用。氧化焰的溫度可達(dá)3100~3300℃，氣割時應(yīng)用較多，主要適于切割碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等材料?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝②經(jīng)濟性③安全性④儲運的方便性氣割時，要從兩方面考慮選擇可燃?xì)怏w的經(jīng)濟性：一是可燃?xì)怏w本身造價的高低；二是氣割時可燃?xì)怏w與氧氣的消耗量的大小?？扇?xì)怏w易引起爆炸。固態(tài)最方便、液態(tài)次之、氣態(tài)較不方便?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（5）影響氣割質(zhì)量的主要因素2）助燃?xì)怏w助燃?xì)怏w為氧氣，切割用氧的純度要求在99.5%以上。影響氣割質(zhì)量和氣割過程的主要因素：預(yù)熱火焰能率、切割氧純度、切割氧流量、切割氧壓力、氧流形狀、割嘴到工件表面的距離、切割速度及鋼材的初始溫度。1）預(yù)熱火焰能率火焰能率是指可燃?xì)怏w的消耗量，主要取決于割據(jù)和割嘴的大小。火焰能率過大，易造成工件表面熔化，增加工件表面粘渣；但能率過低，熱量不足，則氣割速度減慢，使氣割過程難以進行。預(yù)熱火焰多采用中性焰（氧與乙炔的混合比β=1.1~1.2）或輕微的氧化焰（β＞1.2）。一般不采用碳化焰。2）切割氧氣割的實質(zhì)是鐵和氧法人燃燒。影響燃燒反應(yīng)的是氧的純度、氧流量大小、壓力和氧流形狀?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝①切割氧純度②切割氧流量③切割氧壓力④切割氧流形狀3）切割速度純度越高，切割速度越快，氧消耗量下降。氧流量越大，吹渣力提高，切割速度加快，切口質(zhì)量越高；但流量過大，切口被冷卻，切割速度反而下降。壓力越大，切割厚度增大，切口質(zhì)量越好。氧流形狀直而長，切割厚度增大，切口質(zhì)量越好。切割速度的快慢與板厚、預(yù)熱火焰、氧純度和流量、鋼板的初始溫度、割炬形狀等因素有關(guān)。一般來說，板厚越大，氣割速度越慢；速度過快會使后拖量增加切割質(zhì)量下降。指在氣割過程中，在切割面上切割氧氣流軌跡的始點與終點在水平方向上的距離?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝4）割嘴的傾斜角5）割嘴至工件表面的間距6）鋼材初始溫度一般割嘴應(yīng)垂直于工件表面進行切割，在切割不同板厚的材料時，為減小后拖量，應(yīng)注意割嘴的角度。當(dāng)直線切割時，板厚在4~20mm，割嘴后傾20°~30°，以減小后拖量，提高氣割速度；板厚在20~30mm，割據(jù)應(yīng)與被割件表面垂直；板厚>30mm，割嘴應(yīng)前傾20°~30°。間距越小，空氣對氧氣流的污染減小，切割速度提高；但間距過小，切口會發(fā)生滲碳，割嘴易被飛濺物堵塞，壽命降低。一般直筒形割嘴間距保持在3~5mm；擴散形割嘴，用氧-乙炔切割時距離為8~11mm，用氧-液化石油氣切割時距離取6~10mm。初始溫度越高，加熱到燃點的時間縮短，切割速度提高?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2.

等離子弧切割（1）等離子弧切割原理及特點1）原理等離子弧切割是利用高速、高溫、高能量的等離子弧焰流來加熱和熔化被切割材料，利用空氣或其它氣體作為工作氣體，借助等離子弧焰流的沖擊力排出已熔化金屬，從而達(dá)到切割金屬的目的。

在高溫等離子焰流形成的同時，噴嘴孔道內(nèi)弧柱周圍的冷卻氣體被弧柱加熱，在孔道內(nèi)形成高溫高壓氣體，從噴嘴內(nèi)向外高速噴出，使等離子弧的焰流在孔道口處具有很高的速度，表現(xiàn)出強大的沖擊力。既可以采用氧化切割模式，也可采用熔化切割模式，或者兩種模式共存。由于等離子弧柱溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬、非金屬的熔點，主要靠熔化切割?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝②切割質(zhì)量高③切割速度快，生產(chǎn)效率高④切割用等離子弧的電源空載電壓高，等離子流速高，熱輻射強，噪聲、煙氣和煙塵嚴(yán)重，工作衛(wèi)生條件較差。2）特點①適用范圍廣等離子弧是高能量密度的壓縮電弧，溫度一般在10000℃，最高溫度可達(dá)50000℃

。能切割現(xiàn)有的任何氣體火焰和電弧所不能切割或難切割的不銹鋼、銅、鋁、鑄鐵以及其它難熔金屬和非金屬材料。切割厚度可達(dá)150mm，甚至更厚。由于等離子弧柱較細(xì)，沖刷力大，所以切口窄小，邊緣平滑整齊，熱影響區(qū)小，不會產(chǎn)生氣割時出現(xiàn)的邊緣淬裂、淬硬或變形較大等現(xiàn)象尤其適合加工各種成形零件。切割厚度≤25mm的碳鋼時，速度可達(dá)氣割的5~6倍，但切割厚板的能力不及氣割。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（2）等離子弧切割方法及用途等離子弧切割方法，因采用不同的工作氣體而有所不同。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（3）等離子弧切割設(shè)備按機械化和自動化程度，等離子弧切割設(shè)備可分為手工等離子弧切割、機械等離子弧切割和數(shù)控等離子弧切割設(shè)備。機械等離子弧設(shè)備主要由電源、高頻發(fā)生器、供氣系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、控制箱、割炬、切割小車等組成?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（4）等離子弧切割工藝參數(shù)1）工作氣體種類①氮氣攜熱性好，動能大，熱壓縮效果好，價廉易得應(yīng)用廣；但引弧效果和穩(wěn)弧性較差，要求較高的空載電壓（165V）；且要求其純度在99.5%以上，否則會增加鎢極燒損而引起雙弧現(xiàn)象、燒壞噴嘴。等離子弧切割是一種熔融切割方法，影響切割效率和質(zhì)量的主要工藝參數(shù)有：工作氣體的種類和流量、電源的空載電壓和切割電壓、切割速度、切割電流、割嘴與工件的距離、鎢極到噴嘴的距離、噴嘴孔徑等

。等離子弧切割用氣體有：N2、Ar、H2及它們的混合氣體，壓縮空氣、水蒸氣等。采用純氮氣，空載U=250~350V，工作U=150~200V，可切割工件厚度≤120mm，且切口質(zhì)量較高。②氬氣熱容大，引弧較容易，空載電壓70~90V，弧焰溫度較高；但切割厚度小于30mm，造價高，不經(jīng)濟，一般不使用純氬作切割氣體。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝③氫氣攜熱和導(dǎo)熱性好，壓縮作用大，但空載高壓高>350V，電弧穩(wěn)定性較差，一般氫氣是作為輔助氣體來使用。在切割時，兩種氣體混合使用效果比單一氣體要好，因為它們可以取長補短。選擇時，主要根據(jù)被切割材料的性質(zhì)、厚度及其它工藝條件確定。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2）氣體流量氣體流量應(yīng)與噴嘴孔徑相適應(yīng)。3）空載電壓與工作電壓空載電壓由切割電源決定，但與切割厚度及選用的氣體有關(guān)。用Ar作工作氣體，空載電壓可低些；用N2、H2等雙原子氣體作工作氣體時，空載電壓應(yīng)高些。電流和電壓決定了等離子弧的功率P，P越大，可提高切割速度和切割厚度；但是電流越大，弧柱變粗，切口變寬，割嘴易燒損。所以，切割大厚度工件時，以提高切割電壓為好。但也應(yīng)注意，當(dāng)工作電壓達(dá)到空載電壓的2/3時，就會出現(xiàn)電弧不穩(wěn)現(xiàn)象，因此，為了提高工作電壓需選用較高的空載電壓（>150V）?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝4）切割電流5）切割速度切割電流的確定：是提高生產(chǎn)效率的主要標(biāo)志，一般在保證切割質(zhì)量的前提下盡量選用較高的切割速度。速度快，切口小，熱影響區(qū)小。速度過快，不能割透工件；速度過慢，生產(chǎn)率下降，切口質(zhì)量低。6）噴嘴到工件的距離距離越大，電壓越高，弧柱在空氣中顯露長度增加，熱量散失增多，且對熔融金屬的吹力減小，切口處熔渣較多，切口質(zhì)量降低；反之，距離太小，噴嘴和工件易斷路，燒壞或堵塞噴嘴。一般取8~10mm。7）鎢極到噴嘴的距離距離合適，電弧燃燒穩(wěn)定，壓縮效果好。但過大，引弧困難，電弧不穩(wěn)；而過小，切割能力下降，一般取孔道償L+（2~4）mm，月6~11mm?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝8）噴嘴直徑噴嘴孔徑d與孔道長度L是決定機械壓縮效應(yīng)強弱的主要因素。兩者的大小一般由其比值來決定，即d/L=1:1.5~1:1.8較合理，一般d取2~4mm，L取4~7mm。3.

激光切割（1）激光的產(chǎn)生及特點激光是利用原子受激輻射原理在激光器中使工作物質(zhì)受激勵而獲得經(jīng)放大后射出的光。LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation（LASER）1）激光的產(chǎn)生由原子結(jié)構(gòu)可知，電子繞核旋轉(zhuǎn)，具有不同的軌道，在不同的軌道上電子處于不同的能級。由于離子有趨于低能級的特性，平衡狀態(tài)時，低能級粒子數(shù)多于高能級離子數(shù)（分布規(guī)律符合波爾茲曼公式）。若提供一個能源，使低能級離子吸收能量，躍遷到高能級，使高能級粒子數(shù)多于低能級粒子數(shù)，實現(xiàn)粒子居集數(shù)反轉(zhuǎn)?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝高能級粒子有向低能級自發(fā)躍遷的趨勢，一個電子自發(fā)躍遷一個能級，放出一個光子，進行自發(fā)輻射。自發(fā)輻射放出的光子頻率與躍遷的能級差成正比，符合普朗克公式。光子又激發(fā)E2能級的粒子，使之受激放出頻率、相位、方向與偏振方向完全一致的光子，即受輻射。

E2能級一粒子產(chǎn)生兩個完全相同的光子，這兩個光子再激發(fā)E2能級的粒子就產(chǎn)生4個相同的光子，雪崩式反應(yīng)，使入射光子得到放大，使光強迅速增強。在粒子受激輻射系統(tǒng)兩端設(shè)置兩塊相互平行的反射鏡，構(gòu)成光學(xué)諧振腔，平行于諧振腔軸線的光，在兩個反射鏡之間振蕩放大，越來越強，直至E2能級的粒子都受激躍遷到E1能級時，粒子居集數(shù)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象消失，光強不再增加。在反復(fù)反射過程中，與諧振光方向、波長不一致的光，不能形成諧振的光隨時逸出諧振腔外而消失，最后得到光束是方向一致、亮度極高的單色光，激光。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝（2）激光切割的原理、類型及特點1）激光切割的原理2）激光的特點①亮度高，是世界上最亮的光源；②方向性好，近于理想的平行光，遠(yuǎn)距離傳播時，擴散面積很??；③單色性好，光譜寬度極窄，比氪燈的光譜還窄幾個數(shù)量級；④功率密度高，激光束經(jīng)聚焦后其光斑直徑最小能達(dá)到0.01mm，相應(yīng)的功率密度可達(dá)105~107W/cm2，經(jīng)充分聚焦后可達(dá)106~1012W/cm2；⑤相干性好，光的相位相當(dāng)一致；⑥具有反射、折射、投射及被聚焦的特性。利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束的熱能量將被切割工件切口區(qū)熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流（輔助氣體）吹除熔化物而形成切口。§3.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝2）激光切割的類型根據(jù)工件的熱物理特性和輔助氣體的形狀，激光切割過程分為：①激光熔化切割利用激光加熱工件使之熔化，同時借助非汽化輔助氣體排出熔融物質(zhì)形成切口。大多數(shù)金屬材料的切割屬熔化切割。②激光汽化切割當(dāng)高功率密度的激光照射到工件表面時，材料在極短的時間內(nèi)加熱到汽化點，并以氣體或者被氣體沖擊的液態(tài)、固態(tài)微粒形態(tài)逸出，形成切口。大部分有機材料和陶瓷的切割屬于汽化切割。③激光燃燒切割利用激光熱能將工件加熱到燃點，利用活性輔助氣體（氧氣、空氣）使材料燃燒，并排除燃燒產(chǎn)物，形成切口，類似氣割過程。鋼和鈦等金屬的切割屬于燃燒切割。④激光燒蝕利用激光斑點的高溫和穿透力，在脆性材料上燒刻小槽，然后施加一定的外力使材料沿槽口斷開的方法?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝3）激光切割的特點①切口窄小、表面光潔，精度高。如切割一般低碳鋼，切口寬度可小到0.15mm左右；切口表面光潔美觀，工件的尺寸進度可達(dá)±0.5mm，一些工件激光切割后無需再加工，可直接使用或焊接。②可進行薄板高速切割和曲面切割，切口熱影響區(qū)小、切后變形小。熱影響區(qū)寬度僅為0.01~0.1mm。③激光束工作距離大，適合于可達(dá)性較差部位的切割加工；可實現(xiàn)多工位操作。④可切割軟、硬、脆、易碎及合成材料。如木板、布匹、紙板等。⑤無接觸切割、無工具磨損。⑥切割時噪聲低，污染小缺點：設(shè)備昂貴，且受激光發(fā)生器輸出功率的限制，目前只能切割中、小厚度材料，一般切割厚度小于15mm?！?.備料工藝與設(shè)備§3.5下料工藝4）材料的激光切割