数控切割机大型钢结构件生产工艺的改进及应用分析

张冲

摘 要：针对数控切割机大型钢结构件的生产实际情况，结合自身从事工程机械相关经验，探讨了如何实现从多方面开展生产工艺的改进，以及应该注意的相关问题，最后探讨了如何有效处理残余应力问题，希望对于今后全面优化数控切割机大型钢结构件生产加工有所帮助。

关键词：大型钢结构件;生产工艺;工艺改进;残余应力;工艺优化

随着我国建设项目的蓬勃发展，大型钢结构件在建筑、桥梁等中有着广泛的应用。在进行大型钢件的制作方面，数控切割机起到良好的作用。具体的七切割过程中，这里选择长度较长的横梁为案例进行相关的分析，往往能满足相应的比较高的形位公差、尺寸精度的要求。这里重点探讨了相应的数控切割机的生产工艺以及改进相关内容，以往对于广大同仁起到一定抛砖引玉的作用。

1 生产工艺的改进及应用

对于切割机来说，结合相应的应用实际情况来看，横梁则是最为关键的内容，其质量直接影响着整体设备的性能。从这个角度来看，则应充分重视横梁的制作工艺。结合常规工艺来说，实践中存在着横梁变形的问题。在长期的实践中，其中最为重要的两个方面则是相应模具生产中的焊接以及切割的内容。

其中，横梁制作的实践中的钢板切割则是最为关键的内容。在具体的大型钢结构件生产环节中，切割和焊接工作则是重要的组成部分，如果忽视了其中的一个方面，则难以保障高质量的大型钢结构件生产要求。从大型钢结构的横梁制作角度来分析，我们一定要充分重视发挥好焊接等方面的工作，并能加强如何有效全面处理焊接残余应力的消除情况，否则难以满足本项目中所提到的大型钢结构件生产工艺提升目标。

1.1下料切割

（1）造成钢板气切割变形的原因分析

第一，在开展切割的实践环节中，特别是在高温作业环境下，存在着切割区的快速降温情况，这样难免会造成短时内的膨胀收缩问题，从而引发材料的热变形问题。

第二，考虑到切割机的横梁板材则是属于薄型板条的情况，肯定会存在着抗弯强度和刚度都比较差，具体实践应用中存在着更大的变形问题。

（2）切割变形对横梁使用的板材影响

第一，考虑到这种变形问题大都集中于平面内弯曲情况，则会造成尺寸精度受到影响;

第二，在对于变形的板条进行校直环节来说，往往会受到诸多因素的影响，难以实现预期的效果要求。

从这个角度来看，为了全面保持质量要求，则应明确如何有效处理控制变形的问题，这些都是在下料切割中应该强制采取的措施。

（3）切割工艺及防治措施

第一，从图纸出发，落实具体的切割工艺要求，符合先关的路径优化，从精度上予以有效控制;

第二，可以选择采用半自动气割机，以及相应的配套设备，有针对性地在切割下料前有效确认相关参数，以保障满足相应的半自动气割机行车的平稳性要求;

第三，选择符合实际需求的切割方式，合理优化相应的切割参数;

第四，重点控制好切割变形问题，重点落在长线条切割方面。结合相应的1-1.5m的间隔要求，落实好相关的桥点固;

第五，合理化实现套料的優化，保障材料利用率的提升，有效控制生产成本;

第六，控制对于超过7m的切割件来说，保障直线度误差在3mm范围内，便于为下步的焊接奠定基础。在通过必要的锤击矫正处理的基础上，有效保障直线度控制在2mm范围内的精度要求。

通过上述步骤的优化处理，以保障落实好合格的切割件各方面的要求。在满足下料切割的基础上，这样就可以准备开始焊接处理。

1.2焊接

针对结构复杂的钢构件的焊接来说，应重视此过程中存在着残余应力的分布情况，其会造成对于钢件的稳定性、承载能力方面的影响。

（1）焊接残余应力产生的原因

针对焊接过程中的钢材中金相组织在温度动态化的影响进行分析，其存在着较大的焊接残余应力。再加上原本存在的残余应力，和焊接后相互叠加而成。主要则是在快速的受热以及冷却的影响下，造成焊接残余应力的存在。

（2）焊接残余应力对钢结构件的影响

针对焊接残余应力的情况来看，其主要影响到机械加工性能、焊接件稳定程度、结构刚度等方面，为了有效处理这样的措施则应重点从以下几个角度考虑：

一是，选择直流焊机的方式，尽量控制焊接变形，落实好具体的点检要求;

二是，结合工艺要求规范，明确清点要求，落实好合格的切割件要求;

三是，全面根据规范要求来检验焊接平台以及定位器材，落实具体的夹具定位的有效性;

四是，针对焊后变形来讲，则应避免矫正处理，重视相应的预案制定工作：结合经验数据的实际情况，有效提出合理化的反变形措施;合理开展选配，实现调整方式的组装工作;通过角焊、间断焊等措施，有效控制焊接变形问题;重点落实好具体的焊接变形监控措施，可以选择交替焊法来实现焊接参数的进一步优化。

结合具体的应用实践，通过相应的参数优化，往往能确定保障满足切割机横梁的长度在10米左右，精度能满足焊后控制在3mm范围之内，直线度误差控制在2mm范围，通过有效的工艺措施优化，能满足相应的横梁质量的总体要求。

考虑到长期服役的钢结构可能受到尺寸以及形位公差的影响，则应有效开展振动消除应力的措施，这样方可以符合结构稳定性的要求。

2 焊接残余应力的消除措施

结合项目的实际情况，从考虑到满足焊接件的稳定性要求出发，重视如何有效更好地体现出其加工性能，在具体的处理残余应力的过程中，大都是通过机械振动、热处理等方式来予以处理。其中，借助于机械振动的方式，能有效实现结合激振器的激振力的影响，满足有效实现多次循环振动横梁，保障晶格内部的平衡性要求，从而有效控制好残余应力，满足相应的工作稳定性要求。

3 结论

综上所述，结合横梁在焊接及切割环节中存在着易变性、存在着残余应力等情况，则应结合项目的实际需求，重点提出有效的防治措施。从实际来看，可以适当采用锤击法矫正的方案。结合相应的焊接方法、装配工艺方面的参数优化，能力求保障尽可能对于残余应力予以消除，从而全面提升衡量的整体寿命。

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