[发明专利]一种降低H型钢腹板切割热影响区深度的火焰切割工艺

说明书

本发明公开了一种降低H型钢腹板切割热影响区深度的火焰切割工艺，属于钢结构加工技术领域。本发明先根据H型钢腹板厚度T₁计算切割高度Y，计算公式为：当6mm≤T₁≤18mm时，割嘴高度Y＝0.25T₁+180/T₁；当18mm＜T₁≤40mm时，割嘴高度Y＝6+180/(T₁‑5)；调整好割嘴高度后，再根据H型钢腹板厚度T1和割嘴高度Y来确定切割速度V，计算公式为：当6mm≤T₁≤18mm，切割速度V＝0.28Y+5；当18mm＜T₁≤40mm，切割速度V＝6Y/T₁；其中切割速度单位为毫米秒，计算结果采用四舍五入取整。本发明为解决现有H型钢火焰切割工艺中热影响区深度较大的问题，提供一种降低火焰切割热影响区深度的火焰切割工艺，该工艺有效地减少了实际加工的二次机加工余量，减少了设备和人工投入，提高了加工效率。

技术领域

本发明涉及钢结构加工技术领域，更具体地说，涉及一种降低H型钢腹板切割热影响区深度的火焰切割工艺。

背景技术

随着经济的快速发展，我国基础工程建设也取得突飞猛进的发展。目前，国内市场的结构用钢主要是钢板为主，以焊接、铆栓、栓焊等作为连接方式，成为国内工程结构建设的主要形式。但是随着新材料、新工艺以及新技术的发展下，H型钢以其强重比合理、精度高、残余应力小、承载能力大等优点逐渐被工程设计和承建单位认可。

此外，随着近几年一些大型工程设计实施，由H型钢剖分成T型钢的需求也越来越大。火焰切割工艺是目前钢结构加工领域比较常用的一种热割方法，尤其是针对使用剖分T型钢作为结构支撑的桥梁工程及深海通道工程来说，通常会采用火焰切割将H型钢的腹板沿着轧制方向进行切割形成两个相等或不等的T型钢，以满足实际工程中在腹板部位进行打孔、铆接等使用要求。但是H型钢腹板在进行火焰切割后，由于高温加工使得切割附近材料的组织和性能发生改变，该变化区域称作火焰切割的热影响区，该变化区域组织和性能与母材相比有较大区别。为了满足实际材料性能的整体性和稳定性，对于一些需要进行打孔、铆接等二次加工的型钢构件来说，需要通过机加工对火焰切割后H型钢腹板热影响区进行车削。因此对于火焰切割工艺来说，在不可避免进行二次机加工的情况下，降低火焰切割热影响区深度将有效的减少实际机加工的工作量。

为了减小火焰切割对H型钢腹板切割热影响区深度的影响，本发明采用根据腹板厚度制定不同的切割速度和切割高度来设定稳定的切割工艺，从而达到实现降低热影响区深度的目的。

经检索，关于减小火焰切割对H型钢腹板切割热影响区深度的影响已有大量专利公开，如中国专利申请号：2011104548524，发明创造名称为：一种特厚钢板火焰切割工艺，公开了一种厚钢板的火焰切割工艺，其采用数控火焰切割机对特厚钢板进行火焰切割；将待切割钢板放置到数控火焰切割机上，通过设定数控火焰切割机中的切割参数(如预热时间、预热氧压力、切割氧压力和丙烷压力)，调整割咀火焰强度，起割前在切割点预热，达到设定的预热时间后，打开切割氧，待熔渣沿边缘向下流淌时，向前移动割炬，当熔渣从底部排出时，加快割炬移动速度至正常切割作业，能够切割厚度为200～600mm的特厚钢板。该方案涉及厚规格钢板的切割工艺，且采用的是数控火焰切割，与本发明采用的半自动火焰切割存在很大的不同；此外，本发明主要的切割对象为H型钢产品，在研究对象上存在较大的差异。

又如中国专利申请号：2017112981581，发明创造名称为：一种中、高碳钢钢板的火焰切割工艺，公开了一种中、高碳钢钢板的火焰切割工艺，采用数控火焰切割机，按照钢板厚度值设置切割参数，调整割咀火焰强度，使二次火焰的长度达到待切割钢板底部，达到设定的预热时间后，进行切割；钢板切割后进行堆垛缓冷或者高温回火。该方案主要是切割厚度50～250mm的中、高碳钢钢板，与本发明主要切割对象为6～40mm厚度的H型钢腹板有很大差异，且本发明切割后不需要缓冷等热处理，切割效率高、成本低。