备料工艺-钢材矫正及预处理

1、教学目标及内容教学目标及内容n教学目标教学目标了解钢材变形的原因及矫正原理了解钢材变形的原因及矫正原理熟悉钢材矫正的方法及钢材预处理方法熟悉钢材矫正的方法及钢材预处理方法n教学内容教学内容钢材变形的原因钢材变形的原因钢材矫正原理钢材矫正原理钢材矫正的方法钢材矫正的方法钢材预处理钢材预处理钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)钢材的矫正钢材的矫正 焊接结构的零件加工过程一般要经过焊接结构的零件加工过程一般要经过钢材的矫正、预处钢材的矫正、预处理、划线、放样、下料、弯曲、压制、校正等工序。理、划线、放样、下料、弯曲、压制、校正等工序。 钢材因受外力，加热等因素的影响，会使表面产生不平、钢

2、材因受外力，加热等因素的影响，会使表面产生不平、弯曲、扭曲、波浪等变形缺陷；存放不妥和其他因素影响弯曲、扭曲、波浪等变形缺陷；存放不妥和其他因素影响会使钢材表面产生铁锈、氧化皮等，这些都将直接影响零会使钢材表面产生铁锈、氧化皮等，这些都将直接影响零件和产品的制造质量。件和产品的制造质量。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)钢材的矫正钢材的矫正一、钢材变形的原因一、钢材变形的原因轧制过程中引起的变形轧制过程中引起的变形钢材在轧制过程中，可能产生残余应力而变钢材在轧制过程中，可能产生残余应力而变形。如在轧制钢板时，当轧辊沿其轴线方向形。如在轧制钢板时，当轧辊沿其轴线方向受热、弯曲或调整

3、不均，造成轧辊间隙不一受热、弯曲或调整不均，造成轧辊间隙不一致，而引起的板料变形。致，而引起的板料变形。备料过程中引起的变形备料过程中引起的变形钢板备料一般采用气割、剪切或等离子切割钢板备料一般采用气割、剪切或等离子切割和冲裁等。采用气割和等离子切割时，由于和冲裁等。采用气割和等离子切割时，由于局部受到不均匀的加热，产生残余应力使钢局部受到不均匀的加热，产生残余应力使钢板变形。尤其切割窄而长的钢板，引起的弯板变形。尤其切割窄而长的钢板，引起的弯曲变形最明显。采用剪切或冲裁钢板时，板曲变形最明显。采用剪切或冲裁钢板时，板材边缘受到剪切力的作用会产生塑性变形。材边缘受到剪切力的作用会产生塑性变形。

4、存放不当引起的变形存放不当引起的变形焊接结构使用的钢材，均是较长、较大的钢板焊接结构使用的钢材，均是较长、较大的钢板和型材，如果吊装、运输和存放不当，钢材就和型材，如果吊装、运输和存放不当，钢材就会因自重而产生弯曲、扭曲和局部变形。会因自重而产生弯曲、扭曲和局部变形。 造成钢材变造成钢材变形的原因是形的原因是多方面的。多方面的。钢材在加工钢材在加工时不能超过时不能超过允许偏差，允许偏差，否则必须进否则必须进行矫正。行矫正。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)二、钢材矫正原理二、钢材矫正原理 假如钢材的厚度方向由很多层纤维组成，各层纤维长度在任何一段距离内假如钢材的厚度方向由很多层纤

5、维组成，各层纤维长度在任何一段距离内又都相等，则钢材必然是平直的；若各层纤维的长度在某一段距离内不等，则又都相等，则钢材必然是平直的；若各层纤维的长度在某一段距离内不等，则钢材必然是弯曲的。因此，钢材变形后各层纤维长度必然不等，其中一部分纤钢材必然是弯曲的。因此，钢材变形后各层纤维长度必然不等，其中一部分纤维较长，而另一部分纤维较短。维较长，而另一部分纤维较短。矫正原理就是通过外力或加热作用，使钢材较矫正原理就是通过外力或加热作用，使钢材较短部分的纤维伸长或较长部分纤维缩短，最后使各层纤维长度趋于相等，这样短部分的纤维伸长或较长部分纤维缩短，最后使各层纤维长度趋于相等，这样就完成了钢材变形的矫

6、正。就完成了钢材变形的矫正。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)三、钢材矫正的方法三、钢材矫正的方法冷矫正冷矫正冷矫正是指在常温下进行的矫正。冷矫正时容易冷矫正是指在常温下进行的矫正。冷矫正时容易产生硬化现象，故适用于矫正塑性较好的钢材。产生硬化现象，故适用于矫正塑性较好的钢材。根据矫正时钢材的温度分根据矫正时钢材的温度分热矫正热矫正热矫正是指将钢材加热至热矫正是指将钢材加热至7001000后进行矫正。后进行矫正。当钢材变形较大而塑性又较差或在缺少足够动力设当钢材变形较大而塑性又较差或在缺少足够动力设备的情况下，应采用热矫正。备的情况下，应采用热矫正。 根据外力的性质分：手工矫正、

7、火焰矫正、高频热点根据外力的性质分：手工矫正、火焰矫正、高频热点矫正、机械矫正等。矫正、机械矫正等。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)（一）手工矫正（一）手工矫正 1.手工矫正的工具和设备手工矫正的工具和设备 手工矫正使用的手工矫正使用的工具工具主要有：主要有：手锤、大锤、型锤、铜锤、木锤等。手锤、大锤、型锤、铜锤、木锤等。 使用使用设备设备主要是平台。主要是平台。 平台常用平台常用规格有：规格有： 10001500mm、20003000mm等，有平台高度一般在等，有平台高度一般在200300mm之之间。平台材质多采用铸铁或铸钢浇铸间。平台材质多采用铸铁或铸钢浇铸而成，有时也可用

8、较厚钢板代替。而成，有时也可用较厚钢板代替。 1500100015001000钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC) 2.手工矫正的方法手工矫正的方法 手工矫正主要矫正薄钢板的变形。薄钢板常见的变形有中间凸起、边缘成波手工矫正主要矫正薄钢板的变形。薄钢板常见的变形有中间凸起、边缘成波浪形、对角翘起等。浪形、对角翘起等。 1500100015001000a)a)中间凸起的矫正：薄钢板中间凸起，则说明中间纤维比四周纤维长，即通常中间凸起的矫正：薄钢板中间凸起，则说明中间纤维比四周纤维长，即通常所说的四周紧、中间松。矫正时，可由凸起的周围开始逐渐向四周锤击。所说的四周紧、中间松。矫正时，可

9、由凸起的周围开始逐渐向四周锤击。b)b)四周呈波浪变形的矫正：如果薄钢板四周呈波浪形，说明薄板中间部分纤维四周呈波浪变形的矫正：如果薄钢板四周呈波浪形，说明薄板中间部分纤维比四周短，即板的四周松而中间紧。矫正时，应从四周向中间逐步锤击。比四周短，即板的四周松而中间紧。矫正时，应从四周向中间逐步锤击。c)c)对角翘起的矫正：薄钢板对角翘起则说明翘起部分纤维长，没翘起部分纤维对角翘起的矫正：薄钢板对角翘起则说明翘起部分纤维长，没翘起部分纤维短。矫正时，应沿没有翘起的对角线进行锤击，使其延伸而得到矫平。短。矫正时，应沿没有翘起的对角线进行锤击，使其延伸而得到矫平。钢材的矫正及预处理LEE MAN (

10、SCETC) （二）机械矫正（二）机械矫正 机械矫正使用的设备有机械矫正使用的设备有专用设备和通用设备专用设备和通用设备。专用设备有。专用设备有钢板矫正机、圆钢与钢管矫正机、型钢矫正机、型钢撑直机等；钢板矫正机、圆钢与钢管矫正机、型钢矫正机、型钢撑直机等；通用设备指一般的压力机、卷板机。通用设备指一般的压力机、卷板机。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC) 1.钢板矫正钢板矫正 采用钢板矫正机。采用钢板矫正机。 钢板矫正机的矫正原理：矫正时钢板受轴辊的摩擦力所带动，当钢板矫正机的矫正原理：矫正时钢板受轴辊的摩擦力所带动，当钢板通过上、下轴辊时，被强行反复弯曲，其弯曲应力超过材料的钢板

11、通过上、下轴辊时，被强行反复弯曲，其弯曲应力超过材料的屈服极限，使其纤维产生塑性伸长，最后趋于平直。屈服极限，使其纤维产生塑性伸长，最后趋于平直。钢材矫正视频钢材矫正视频 钢板矫正机有多种形式，钢板矫正机有多种形式，根据轴辊数目分类。轴辊根据轴辊数目分类。轴辊数量越多，矫正的质量越数量越多，矫正的质量越好。通常好。通常511辊用于矫辊用于矫正中厚板；正中厚板；1129辊多用辊多用于矫正薄板。于矫正薄板。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC) 钢材矫正视频钢材矫正视频钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)钢材矫正机钢材矫正机钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)常用

12、钢板矫正机的结构和特点常用钢板矫正机的结构和特点结构形式简图主要特点用途上排辊轮倾斜的矫正机表3-2图1上排辊轮轴整体作上下调整；角可调整薄板及屈服强度高的板料上置边辊的矫正机表3-2图2上置边辊轴可按进料方向及出料的需求进行调节中厚板成对导向辊的矫正机表3-2图3成对导向辊的矫正速度：v1 v2 v3，产生附加拉力薄板及屈服强度高的板料钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)2.型钢矫正型钢矫正型钢矫正原理和钢板矫正原理基本相同，型钢矫正原理和钢板矫正原理基本相同，当型钢通过上、下辊轮之间使其反复弯当型钢通过上、下辊轮之间使其反复弯曲时，型钢纤维被拉长而矫正。在矫正时，型钢进入辊轮后

13、要来回滚动几次便能曲时，型钢纤维被拉长而矫正。在矫正时，型钢进入辊轮后要来回滚动几次便能矫直，这种矫正机不但能使弯曲型钢矫直，还能矫正型钢断面的几何形状。矫直，这种矫正机不但能使弯曲型钢矫直，还能矫正型钢断面的几何形状。下图为型钢矫正机工作辊示意图。其上、下两列辊交错排列，上列辊的位置可以下图为型钢矫正机工作辊示意图。其上、下两列辊交错排列，上列辊的位置可以上、下调整，辊的形状与被矫正型钢的断面形状相同。若矫正断面形状不同型钢上、下调整，辊的形状与被矫正型钢的断面形状相同。若矫正断面形状不同型钢时，辊轮可按型钢断面形状调换。时，辊轮可按型钢断面形状调换。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SC

14、ETC)（三）火焰矫正（三）火焰矫正1.火焰矫正原理火焰矫正原理火焰矫正就是利用金属局部受热后所引起的新的变形来矫正原有的变形。火焰矫正就是利用金属局部受热后所引起的新的变形来矫正原有的变形。2.矫正工艺矫正工艺加热方式加热方式有点状加热（主要用于薄板波浪变形）、线状加热（主要用于有点状加热（主要用于薄板波浪变形）、线状加热（主要用于角变形）、面状加热（主要用于弯曲变形）。角变形）、面状加热（主要用于弯曲变形）。加热位置加热位置火焰矫正的效果主要取决于火焰加热的位置，不同的加热位置可火焰矫正的效果主要取决于火焰加热的位置，不同的加热位置可以矫正不同形式的变形。加热位置应选择在金属纤维较长的部位

15、，以矫正不同形式的变形。加热位置应选择在金属纤维较长的部位，即材料弯曲部分外侧。即材料弯曲部分外侧。加热范围加热范围取决于变形量的大小取决于变形量的大小加热温度加热温度不同火焰热量加热，可以获得不同矫正变形的能力不同火焰热量加热，可以获得不同矫正变形的能力 。若火焰的热量。若火焰的热量不足，就会延长加热时间，使受热范围扩大，加热正、反面温差减小，不足，就会延长加热时间，使受热范围扩大，加热正、反面温差减小，因此达不到预想矫正效果。所以加热速度越快，热量越集中，加热处因此达不到预想矫正效果。所以加热速度越快，热量越集中，加热处正反面温差就越大，矫正能力就越强，矫正变形量也越大。正反面温差就越大，

16、矫正能力就越强，矫正变形量也越大。钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC)四、钢材预处理四、钢材预处理预处理的内容：预处理的内容：净化、矫形和涂底漆。净化、矫形和涂底漆。预处理工序的对象：预处理工序的对象：加工前后的钢板、钢管、型钢。加工前后的钢板、钢管、型钢。（一）净化的作用、目的（一）净化的作用、目的1 1、消除原材料表面的油污和锈蚀物，保证焊接质量；、消除原材料表面的油污和锈蚀物，保证焊接质量；2 2、为下一道工序做准备，满足下一道工序的工艺要求；、为下一道工序做准备，满足下一道工序的工艺要求；3 3、为保持设备的耐腐蚀性。、为保持设备的耐腐蚀性。钢材的矫正及预处理LEE MAN

17、 (SCETC)（二）净化的方法（二）净化的方法机械净化法机械净化法化学清洗法化学清洗法喷砂法喷砂法弹丸法弹丸法抛丸法抛丸法钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC) （1）喷砂法）喷砂法 喷砂是目前广泛用于钢板、喷砂是目前广泛用于钢板、钢管、型钢及各种钢制件的钢管、型钢及各种钢制件的预处理方法预处理方法,它不但它不但可以清除可以清除工件表面的铁锈、氧化皮工件表面的铁锈、氧化皮等等各种污物各种污物,而且能使钢材表面而且能使钢材表面产生一层均匀的产生一层均匀的粗糙表面粗糙表面。 喷砂使用的压缩空气的压喷砂使用的压缩空气的压力一般为力一般为0.50.7MPa,由于砂由于砂粒是从喷嘴喷出粒是从

18、喷嘴喷出,这种运动状这种运动状态的砂粒对喷嘴有较强的磨态的砂粒对喷嘴有较强的磨损作用损作用,因此因此,喷嘴采用硬质合喷嘴采用硬质合金、陶瓷等耐磨材料制成。金、陶瓷等耐磨材料制成。砂粒采用坚硬的清洁干燥的砂粒采用坚硬的清洁干燥的硅砂硅砂,粒度应均匀。粒度应均匀。1.机械净化法机械净化法钢材的矫正及预处理LEE MAN (SCETC) （2）弹丸法）弹丸法 弹丸除锈法多用于零件或部件的整体除锈，除锈弹丸除锈法多用于零件或部件的整体除锈，除锈效率不高。效率不高。 它是利用在导管中高速流动的压缩空气气流，使它是利用在导管中高速流动的压缩空气气流，使铁丸冲击金属表面的锈层，达到除锈的目的。铁丸冲击金属表面的锈层，达到除锈的目的。 弹丸除锈的铁丸直径为弹丸除锈的铁丸直径为0.80.5mm（厚板可用（厚板可用2.0 mm），压缩空气压力一般为），压缩空气压力一般为0.40.5 MPa。 （3）抛丸法）抛丸法 抛丸法是利用专门的抛丸机将铁丸或其他磨料高抛丸法是利用专门的抛丸机将铁丸或其他磨料高速地抛射到钢材的表面上，以消除钢材表面的氧速地抛射到钢材的表面上，以消除钢材表面的氧化皮、铁锈和污垢。化皮、铁锈和污垢。钢材的矫正及预