海洋平台建造工艺 任务一 平面舱壁板加工 4-1金属材料切割和边缘加工.ppt

* * * * 情景五 材料切割与加工 * * 情景五 材料切割与加工 任务一 船用材料的切割 任务二 型钢成型加工 任务三 板材成型加工 * * 教学安排 1.能力目标 能说明构件的切割方法和注意事项； 能说明坡口的加工方法； 能制定板材上零件的切割顺序。 2.知识目标 掌握金属的物理切割方法； 掌握金属的火焰切割和等离子切割方法； 掌握坡口的加工方法； 掌握板材上零件的切割顺序； * * 活动设计 在金属材料加工实训室进行，给学生讲授钢材的切割方法，结合使用剪板机、半自动火焰切割机的使用，掌握金属材料的物理、化学切割方法。 课程采用教师讲解、演示、学生实做再总结的方式进行，对于如何根据工艺文件完成坡口切割，要求学生能独立完成任务，对实做中处理不当的地方，要求学生能提出修改意见，最后再来进行成果展示和评价。 * * 一、切割原理简介 二、构件边缘加工设备 三、构件边缘加工的主要工艺要求 船体构件的边缘加工 * * 船体构件边缘分析 边缘类型 直边 曲边 曲直混合边 边缘剖面 加工工艺 物理切割 化学切割 机械剪切 等离子切割 激光切割 高压水切割 氧乙炔切割 氧丙烷切割 * * 1.机械剪切过程 1）定义：被加工金属受剪刀挤压产生剪切变形和撕裂的过程 2）过程 弹性变 形阶段 塑性变 形阶段 断裂 阶段 切割 形成 一、切割原理简介 * * 1.机械剪切过程 1） 定义：被割金属在氧气中燃烧并去渣的过程 2） 过程 2.气割过程（gas cutting） 预热 燃烧 去渣 燃点 形成 割缝 一、切割原理简介 * * 3） 金属可气割的条件 （1）被割金属的燃点应低于其熔点 （含碳量低于0.7%的黑金属） （2）氧化物的熔点应低于金属熔点，并且具有良好的流动性 （3）金属在氧气中燃烧时应能放出较多的热量 （4）金属的导热率不应过高 （5）金属中不应含有使气割过程恶化的杂质 一、切割原理简介 1.机械剪切过程 1） 定义：被割金属在氧气中燃烧并去渣的过程 2） 过程 2.气割过程（gas cutting） * * 一、切割原理简介 采用具有较强导电能力、能受电场和磁场作用的处于完全电离状态的气体（等离子体—由带电的离子所组成，整体却保持电中性），通过设定装置，获得流速300-1500m/s、温度15000-33000摄氏度的高速高温等离子弧及其焰流，将割缝处的金属熔化、蒸发并吹离基体，随着割嘴的移动而形成割缝。 3.等离子切割 1.机械剪切过程 2.气割过程（gas cutting） * * 由激光器发出水平激光束经过45度全反射镜变为垂直向下的激光束，再由透镜聚焦成极小光斑，光斑处激光的功率密度高达106-109W/cm2，使光斑下的被切材料产生高达10000℃以上的局部高温而瞬时熔化或气化，在材料上形成割缝。 4.激光切割 3.等离子切割 1.机械剪切过程 2.气割过程（gas cutting） 一、切割原理简介 * * 将水加压到数百兆帕后，使高压水通过一个特殊设计的小孔径喷嘴，以约为三倍音速的速度喷射出具有极高动能的水射流来切割各种材料。 水射流切割可分为纯水射流切割和添加磨料的水射流切割（主要用于钛、铝合金、高强钢、不锈钢等）。切割较小厚度的钢板，速度可达254-356mm/min，钢板的最大切割厚度为178mm。 5.水射流切割 4.激光切割 3.等离子切割 1.机械剪切过程 2.气割过程（gas cutting） 一、切割原理简介 * * 6.光电跟踪切割 一、切割原理简介 5.水射流切割 4.激光切割 3.等离子切割 1.机械剪切过程 2.气割过程（gas cutting） * * 7.数控切割的过程 1）思路 数控切割控制属连续轮廓控制系统，构件的轮廓形状一般都能分解为直线、圆弧和其他二次曲线，可以利用这些曲线的插补公式进行运算，从而控制割嘴的运动轨迹。 2）常用的插补方法：逐点比较法 数字积分法 时间分割法 一、切割原理简介 6.光电跟踪切割 5.水射流切割 4.激光切割 3.等离子切割 1.机械剪切过程 2.气割过程（gas cutting） * * O A(xA,yA) xA yA M(xM,yM) xM yM * * 1.机械剪切设备 压力剪切机 龙门剪床(guillotine shears) 冲剪机 圆盘剪切机(disk shears) 二、船体构件边缘加工设备 * * 2.气割设备 手工气割机 半自动气割机(semi-automatic gas cutting machine) 门式自动气割机(multiple-torch automatic gas cutting machin