Einwandfreies CNC-Brennschneiden für dicke Bleche

Mit dem Aufkommen von Großgeräten und der zunehmenden Verwendung von Stahl anstelle von Gusswerkstoffen haben sich ultradicke Bleche im Gerätebau immer mehr durchgesetzt.

Das Brennschneiden ist die erste Stufe bei der Herstellung und Bearbeitung von Bauteilen.

Angesichts des irreversiblen Charakters des Brennschneidens ist das CNC-Brennschneidverfahren für ultradicke Bleche zu einer entscheidenden Technologie für die Hersteller von Großgeräten geworden.

Abbildung 1

1. Merkmale des Brennschneidens von ultradicken Blechen

Sauerstoff und Acetylen für das Schneiden extrem dicker Platten

Das Schneiden von Teilen aus ultradicken Blechen erfordert eine große Menge an Sauerstoff und Acetylen, da diese Teile in der Regel größer sind. Um einen reibungslosen und effizienten Schneidprozess zu gewährleisten, ist eine kontinuierliche und stabile Versorgung mit diesen Gasen von entscheidender Bedeutung.

Große Größe und Gewicht der ultra-dicken Platten

So wiegt beispielsweise eine 220 mm x 2200 mm x 8000 mm große Platte etwa 30 Tonnen. Auch das Gewicht der einzelnen Teile kann beträchtlich sein: Die obere Pleuelstange mit der Nummer 9 Stahlplattezum Beispiel mit einem Gewicht von mehr als 4 Tonnen (siehe Abbildung 1).

Risiko von Schnittfehlern

Ultradicke Bleche sind im Vergleich zu normalen Blechen anfälliger für Schnittfehler, wie z. B. undurchlässiges Schneiden.

Großer Materialausschußverlust

Der beträchtliche Materialverlust bei der Besäumung von ultradicken Platten erschwert die Wiederverwendung der abgeschnittenen Kanten.

Schneiden Verzerrung

Die beim Schneiden entstehende Hitze kann zu einer Verformung des Stahlblechs und damit zu einer Abweichung von den gewünschten Abmessungen führen. Außerdem kann das plötzliche Aufspringen des Blechs unter hoher Belastung zu Sicherheitsrisiken führen. Um diese Qualitäts- und Sicherheitsprobleme zu vermeiden, muss die Verformung beim Schneiden bei der Planung des Schneidprozesses berücksichtigt werden.

2. Ultradicke Plattenschneiden der Abschnitt ist anfällig für Qualitätsmängel

(1) Schnittfehler an der Oberkante

Die Oberkante des Schlitzes bricht zusammen oder tropft in Form von geschmolzenen Fäden ab, was dazu führt, dass abgerundete Ecken zusammenbrechen, weil die Oberkante des Schlitzes zu schnell schmilzt.

Mögliche Ursachen:

• Dicker feuerfester Zunder auf der Stahloberfläche;
• Langsames Schneiden Geschwindigkeit und übermäßige Vorheizflamme;
• Falsche Höhe zwischen den Schneiddüse und dem Werkstück, die große Größe der Schneiddüse und der Sauerstoffüberschuss in der Flamme.

Wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2

(2) Schlechte Ebenheit der Schnittfläche

① Unter dem Rand des Schnittes befindet sich ein konkaver Defekt (siehe Abbildung 3). Außerdem weist der obere Rand einen unterschiedlich starken Schmelzkollaps auf.

Dies kann auf einen hohen Schneidsauerstoffdruck oder eine zu große Höhe zwischen der Schneiddüse und dem Werkstück sowie auf eine verstopfte Schneiddüse zurückzuführen sein, die Windstörungen verursacht.

② Die Schnittfläche ist zu rau.

Dies kann auf eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit oder Verunreinigungen im Stahlblech zurückzuführen sein, die sich auf die Formgebung auswirken.

Wie in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3

(3) Schlechte Vertikalität

① Die Breite der Schnittnaht variiert, sie ist oben schmal und unten breit oder umgekehrt, bedingt durch eine schnelle oder langsames Schneiden Geschwindigkeit, eine verstopfte Schneiddüse, die die Windlinie behindert, und zu wenig oder zu viel Schneidsauerstoff, der zu unzureichendem oder zu starkem Metallabbrand führt.

② Der Schneidbrenner erzeugt einen schrägen Winkel, der nicht senkrecht zur Werkstückoberfläche ist, oder die Windlinie ist falsch.

(4) Schnittfehler an der unteren Kante

① Es gibt eine Vertiefung in der Nähe der unteren Kante und die untere Kante verschmilzt zu abgerundeten Ecken aufgrund einer hohen Schneidgeschwindigkeit, einer verstopften oder beschädigten Schneiddüse und einer verstopften oder beschädigten Luftleitung.

② Die Entfernung von Schlacke auf der Schnittfläche oder der Unterkante ist aufgrund von Faktoren wie einer schnellen oder langsamen Schnittgeschwindigkeit, einer kleinen Schneiddüse, einem niedrigen Schneidsauerstoffdruck, einem Gasüberschuss in der Vorwärmflamme, einer korrodierten oder verschmutzten Stahlblechoberfläche, einer zu großen Höhe zwischen der Schneiddüse und dem Werkstück und einer starken Vorwärmflamme schwierig. Außerdem kann ein hoher Legierungsanteil zu Schlackenbildung am Querschnitt und an der Unterkante führen (siehe Abbildung 4).

Abbildung 4

(5) Risse

Mikrorisse entstehen im Schnittbereich oder in der Wärmeeinflusszone aufgrund des hohen Kohlenstoffäquivalents im Stahlblech, das zu einer hohen Rissempfindlichkeit führt, sowie aufgrund des Fehlens einer angemessenen Vorwärmung und langsamen Abkühlung.

(6) Verformung

Die lokale Erwärmung des Stahlblechs während des Schneidens führt zu einer Verformung durch Materialverschiebung, was zu Maßabweichungen der geschnittenen Teile führt und deren Qualität beeinträchtigt.

Wie in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5

3. Schneidevorgang

(1) Schneidgasversorgungssystem

Um eine gleichmäßige und zuverlässige Versorgung mit Sauerstoff und Acetylengas zu gewährleisten, können mehrere Gasflaschen parallel verwendet werden. Dadurch wird ein stabiler und ununterbrochener Fluss von Acetylengas gewährleistet.

Ein paralleles Gasversorgungspaket kann wie in Abbildung 6 dargestellt erstellt werden. Als Luftsack wird ein φ100 mm dickes Stahlrohr verwendet, dessen beide Enden mit Stahlplatten sicher verschweißt sind.

Sechs Ansaugrohre und ein Ausblasrohr werden in das Stahlrohr gebohrt, wobei darauf zu achten ist, dass die Schweißqualität und die Vermeidung von Airbaglecks.

An jedem Luftein- und -auslass sollten ein gasdichter Kugelhahn und eine Anschlussvorrichtung angebracht werden.

Abbildung 6

(2) Schneidestützrahmen

Aufgrund der Größe und des Gewichts der dicken Platte, die ein Maximalgewicht von 30 Tonnen hat, und der beträchtlichen Größe und des Gewichts der Einzelteile mit einem Maximalgewicht von 4 Tonnen kann der ursprüngliche Stützrahmen der CNC-Schneidemaschine die Anforderungen für das Schneiden nicht erfüllen, da er keine ausreichende Unterstützung für die Lamellen bietet (wie in Abbildung 7a dargestellt).

Um eine stabile Abstützung des Rahmens zu gewährleisten, sind Änderungen am Stützrahmen erforderlich. Nach sorgfältiger Analyse, Forschung und Diskussion wurde beschlossen, H-Stahlabfälle als Stützrahmen für die dicken Platten zu verwenden.

(A) Tragrahmen vor der Umwandlung

(B) Stützrahmen nach der Transformation

Abbildung 7

(3) Optimierung des Schneidprogramms

Zunächst wird die Verarbeitung von Auslassungspunkten eingeführt.

Die größte Herausforderung beim Schneiden von ultradicken Platten (bis zu 220 mm) ist die Sicherstellung eines qualitativ hochwertigen Schnitts, insbesondere die Positionierung der Ein- und Auslaufpunkte der Teile, was häufig zu Schnittfehlern führt.

Wie in den Abbildungen 8a und 8b dargestellt, sind die Schnittpunkte dicker Bleche oft nicht vertikal.

Wenn der Schnittpunkt mit dem Einführpunkt zusammenfällt und die Schnittlinie sich in diesem Moment dreht, wird die Wurzel nicht geschnitten, was zu Fehlern aufgrund von Brüchen durch das Gewicht der Teile führt.

Um das Auftreten solcher Fehler zu verhindern, kann die Optimierung des Ein- und Auslaufs im Schneidprozess eine effektive Lösung sein.

Abbildung 8

Zweitens kann es zu einer Verformung der Teile kommen, wenn die Richtung während des Schneidevorgangs nicht richtig beachtet wird. Dies liegt daran, dass die Expansionskraft das Teil wegdrückt, was zu Unstimmigkeiten in der Größe des Teils und der Programmgröße führt.

Um dieses Problem zu lösen, legt unsere Analyse nahe, dass, wenn Schneidestahl Wenn die Platten leicht sind, führt das geringe Gewicht zu geringem Druck und minimaler Reibung mit dem Tragrahmen, so dass das Teil durch die Expansionskraft weggedrückt wird. Andererseits erzeugt das hohe Gewicht einen hohen Druck und eine erhebliche Reibung mit dem Tragrahmen, so dass das Teil nicht durch die Expansionskraft weggedrückt werden kann.

Es ist wichtig, dies beim Schreiben des Programms zu berücksichtigen. Während des Schneidevorgangs sollte das Teil so weit wie möglich mit einem schweren Teil verbunden sein.

Auf der Grundlage dieses Prinzips werden in Abbildung 9 die Entladung, die Schnittfolge und die Schnittrichtung der oberen Pleuelstange dargestellt.

Abbildung 9

Schließlich kann die Optimierung des Layouts durch die Optimierung der Größe größere Kosten sparen.

Beim Entwurf des Programms kann mehr Zeit für die Optimierung des Layouts aufgewendet werden. Es ist am besten, alle verbleibenden Materialreste zu verwenden, und mehrere Personen können zusammenarbeiten, um die Größe des Teils zu überprüfen und das Programm zu erstellen, nachdem die Genauigkeit bestätigt wurde.

Für dickere zu schneidende Teile sollten das Brennermodell, die Anzahl der Schneiddüsen und der Sauerstoffdruck erhöht werden.

Der Sauerstoffdruck und die Dicke des zu schneidenden Teils, das Brennermodell und die Parameter für das Schneiden ultradicker Bleche sollten auf der Grundlage der Ausrüstung vor Ort, der Schneideerfahrung und der beigefügten Tabelle ausgewählt werden.

Parameter für Ultradickblech-Autogen Brennschneiden

(4) Schnittleistung

Der Zuschnitt der Stahlplatte muss gleich beim ersten Versuch korrekt erfolgen.

Schneiden Sie zunächst die weggeworfenen Ecken der Stahlplatte ab und passen Sie die Schnittluft und stellen Sie sicher, dass der Schnittabschnitt keine der genannten Mängel aufweist.

Es ist wichtig, den Schneideprozess genau zu überwachen und alle auftretenden Probleme schnell zu lösen.

4. Schlussfolgerungen

Mit der richtigen Vorbereitung und einem gut definierten Schneideprozess ist das Schneiden von ultradicken Platten durchweg in einem einzigen Versuch erfolgreich gewesen. Die Qualität und das Aussehen der geschnittenen Produkte entsprechen den Prozessanforderungen, was zur Herstellung von qualifizierten Teilen führt (siehe Abbildung 10).

Abbildung 10

Der Produktionsprozess für das Brennschneiden von ultradicken Stahlplatten mit der aktuellen Anlage wurde etabliert und bietet eine technische Grundlage für die Herstellung ähnlicher Produkte.