卷板开平料为什么切开就弯:内应力从哪来
一卷三吨的料开平完,看着是平的,剪成条就翘。不是开平机没调好,是卷板在轧制和卷取时存下的内应力被切缝释放了。这篇讲清什么件必须留余量、什么件要先矫平再下料。
2004 年一批电梯门套,2mm 的 304,开平料。整张板看着很平,剪成 300mm 宽的条,每根都往一边弯,最长的那根 2.4 米,侧弯 8mm,装上去缝对不齐。车间第一反应是剪板机的问题,查了半天,机器没问题。
现象:整张平,切开弯
这种变形有两个典型样子。一种是镰刀弯,条子沿长度方向弯成弧形;一种是中间拱起,两头翘,放在平台上按得住一头,另一头弹起来。
规律很明显:越窄越明显,越薄越明显,切得越多越明显。整张板不动它,什么事都没有。
这就说明变形不是加工过程产生的,是板子里本来就有的应力,被切缝放出来了。
内应力是三道工序攒下的
轧制的时候,板厚方向变形不均匀,表层和心部的残余应力本来就不一样。这是第一层。
卷取的时候,卷筒带着张力卷,外层受拉、内层受压,卷径越小、卷得越紧,这一层越大。一卷三吨的料,外层和内层的应力状态完全不同,同一卷的头、中、尾,开出来也不一样。
开平的时候,板材经过多辊反复弯曲,消除掉大部分曲率,也消除了大部分应力,但不是全部。11 辊和 21 辊的开平机,消除的程度差很多。
切缝就是撤掉约束
整张板是一个自平衡的应力体,各部分的应力互相咬着,所以看着平。一切开,约束没了,剩下的应力自己找平衡,件就弯了。
切得越窄,能参与平衡的截面越小,弯得越厉害。切一条 300mm 的条,比切一条 600mm 的条,侧弯大一倍不止。
对称切割比单边切割好。从中间往两边切,应力释放比较均匀;从一边一路切过去,靠边的末条弯得最狠。
哪些件最怕这个
窄长条首当其冲:门套线条、踢脚线、包边条、栏杆的扁管面板。这些件本身就窄,切完再精加工,余量都没有。
大平面拼板也怕。几块板拼一堵墙,切完每块都微微翘,拼缝就对不严,打胶盖不住。
还有需要二次加工的件。弯了以后再折弯,角度和尺寸全跟着偏,越做越错。
五条对策,按成本排
留余量最有效。每边留 10 到 15mm,切开以后让它先变,矫平或者铣边到尺寸。这批门套后来就是这么救的,多花了两个工时,但料没废。
先矫平。辊式矫平机过一遍,或者用平板机压。矫平要在下料前做,切完再矫,效果差一半。
对称下料,从中间往两边排。这条不花钱,只是排料的人要多想一步。
自然时效,放 24 小时再加工。急单做不到,但常规单可以。我们厂现在对 2mm 以下的开平料,默认放一天。
6mm 以上用中厚板原平,不用开平料。原平板是单张轧的,内应力小得多,贵一点,但省事。
采购时该问哪几句
问卷径,卷径小的应力大;问开平机的辊数,11 辊以下是老设备;问是不是去应力开平,有些厂加了张力矫直,效果不一样。
同一卷料的头尾,开出来的平整度也不同。大批量做窄条件,最好指定用同一段料,别头尾混用。
便宜的开平板,往往是小厂用旧机器开的,单价差三五百一吨,废掉两根条就赔回去了。
板材的波浪与平整度见不锈钢板为什么会有波浪纹,冷轧热轧的区别在冷轧板与热轧板,边部状态的影响可以看不锈钢板的边部。