Lograr un oxicorte CNC impecable para placas gruesas

Con la llegada de los equipos a gran escala y la creciente utilización del acero frente a los materiales de fundición, las placas ultraespesas son cada vez más frecuentes en la fabricación de equipos.

El oxicorte es la fase inicial de la fabricación y transformación de componentes estructurales.

Dada la naturaleza irreversible del oxicorte, el proceso de oxicorte CNC para placas ultragruesas se ha convertido en una tecnología crucial para los fabricantes de grandes equipos.

Figura 1

1. Características del oxicorte de chapa ultragruesa

Oxígeno y acetileno para el corte de chapa ultragruesa

El corte de piezas de chapa ultragruesa requiere una gran cantidad de oxígeno y acetileno, ya que estas piezas suelen ser de mayor tamaño. Para garantizar un proceso de corte fluido y eficaz, es crucial disponer de un suministro continuo y estable de estos gases.

Gran tamaño y peso de las placas ultragruesas

Como ejemplo, una placa de 220 mm x 2200 mm x 8000 mm de grosor pesa aproximadamente 30 toneladas. Además, el peso de las piezas individuales puede ser bastante considerable, con la biela superior número 9 chapa de acerode más de 4 toneladas (véase la figura 1).

Riesgo de defectos de corte

Las planchas ultragruesas son más propensas a los defectos de corte, como el corte impermeable, en comparación con las planchas normales.

Grandes pérdidas de material

La importante pérdida de material durante el proceso de canteado de las planchas ultragruesas dificulta la reutilización de los bordes cortados.

Distorsión de corte

El calor generado durante el proceso de corte puede causar deformaciones en la chapa de acero y provocar desviaciones de las dimensiones deseadas. Además, el rebote repentino de la chapa sometida a grandes esfuerzos puede provocar riesgos para la seguridad. Para evitar estos problemas de calidad y seguridad, es esencial tener en cuenta la distorsión de corte al formular el proceso de corte.

2. Ultragrueso corte de chapa la sección es propensa a los defectos de calidad

(1) Defectos en el corte del borde superior

El borde superior de la hendidura se colapsa o cae en forma de cordones fundidos, lo que provoca el colapso de las esquinas redondeadas debido a que el borde superior de la hendidura se funde demasiado rápido.

Posibles causas:

• Gruesas incrustaciones refractarias en la superficie del acero;
• Corte lento velocidad y una llama de precalentamiento excesiva;
• Altura incorrecta entre el boquilla de corte y la pieza, el gran tamaño de la boquilla de corte y el exceso de oxígeno en la llama.

Como se ilustra en la imagen 2.

Figura 2

(2) Mala planitud de la superficie de corte

① Hay un defecto cóncavo bajo el borde de la sección de corte (véase la figura 3). Además, el borde superior presenta diversos grados de colapso por fusión.

Esto puede atribuirse a una elevada presión de oxígeno de corte o a una altura excesiva entre la boquilla de corte y la pieza, así como a una boquilla de corte obstruida que provoca interferencias con el viento.

② La sección de corte tiene una rugosidad excesiva.

Esto puede deberse a una velocidad de corte excesiva o a impurezas en la chapa de acero que afectan a su formación.

Como se muestra en la figura 3.

Figura 3

(3) Poca verticalidad

① La anchura de la costura de corte varía, siendo estrecha en la parte superior y ancha en la inferior o viceversa, debido a una rápida o corte lento velocidad, una boquilla de corte obstruida que interfiere con la línea de viento y un oxígeno de corte inadecuado o excesivo que provoca una combustión insuficiente o excesiva del metal.

② El soplete de corte crea un ángulo oblicuo que no es perpendicular a la superficie de la pieza a cortar o la línea de viento es incorrecta.

(4) Defectos de corte en el borde inferior

① Hay depresión cerca del borde inferior y éste se funde en esquinas redondeadas debido a una velocidad de corte rápida, una boquilla de corte obstruida o dañada y una línea de aire obstruida o deteriorada.

② La eliminación de escoria en la superficie de corte o el borde inferior es difícil debido a factores como una velocidad de corte rápida o lenta, una boquilla de corte pequeña, una presión de oxígeno de corte baja, un exceso de gas en la llama de precalentamiento, una superficie de chapa de acero corroída o sucia, una altura excesiva entre la boquilla de corte y la pieza, y una llama de precalentamiento fuerte. Además, un alto contenido de aleación puede provocar la formación de escoria en la sección transversal y el borde inferior (véase la figura 4).

Figura 4

(5) Grietas

Las microfisuras aparecen en la sección de corte o en la zona afectada por el calor debido al alto equivalente en carbono de la chapa de acero, que provoca una alta sensibilidad a las fisuras, unido a la falta de medidas adecuadas de precalentamiento y enfriamiento lento.

(6) Deformación

El calentamiento local de la chapa de acero durante el corte provoca la deformación por desplazamiento del material, lo que provoca la desviación dimensional de las piezas cortadas y afecta a su calidad.

Como se ilustra en la figura 5.

Gráfico 5

3. Proceso de corte

(1) Sistema de suministro de gas de corte

Para mantener un suministro constante y fiable de oxígeno y gas acetileno, se pueden utilizar varias botellas de gas en paralelo. Esto garantizará un flujo estable e ininterrumpido de gas acetileno.

Se puede crear un paquete de suministro de gas paralelo como se muestra en la Figura 6. Un tubo de acero de φ100mm se utiliza como la bolsa de aire, y ambos extremos están firmemente soldadas con placas de acero.

Se taladran seis tubos de admisión y uno de salida de aire en la tubería de acero, teniendo cuidado de asegurar una adecuada calidad de soldadura y evitar cualquier fuga del airbag.

A cada entrada y salida de aire debe añadirse una válvula de bola estanca al gas y un dispositivo de conexión.

Figura 6

(2) Bastidor de soporte de corte

Debido al gran tamaño y peso de la placa gruesa, que tiene un peso máximo de 30 toneladas, y al considerable tamaño y peso de las piezas individuales, con un peso máximo de 4 toneladas, el bastidor de soporte original de la máquina de corte CNC no puede cumplir los requisitos de corte, ya que no proporciona un soporte suficiente para las lamas (como se muestra en la figura 7a).

Para garantizar un apoyo estable del bastidor, es necesario realizar modificaciones en el bastidor de soporte. Tras un cuidadoso análisis, investigación y debate, se decidió utilizar acero de desecho en forma de H como bastidor de soporte de chapa gruesa.

(A) Bastidor de soporte antes de la transformación

(B) Bastidor de soporte tras la transformación

Figura 7

(3) Optimización del programa de corte

Inicialmente, se introduce el procesamiento de puntos de salida.

El mayor reto a la hora de cortar planchas ultraespesas (de hasta 220 mm) es garantizar un corte de calidad, especialmente la colocación de los puntos de entrada y salida de las piezas, que a menudo provoca defectos de corte.

Como se ilustra en las figuras 8a y 8b, los puntos de corte de chapas gruesas no suelen ser verticales.

Cuando el punto de corte coincide con el punto de entrada, si la línea de corte gira en este momento, la raíz no se cortará, provocando defectos debidos a fracturas por el peso de las piezas.

Para evitar que se produzcan estos defectos, la optimización de la entrada y la salida en el proceso de corte puede ser una solución eficaz.

Figura 8

En segundo lugar, si no se presta la debida atención a la dirección durante el proceso de corte, puede provocar la deformación de las piezas. Esto se debe a que la fuerza de expansión empujará la pieza hacia fuera, provocando incoherencias en el tamaño de la pieza y el tamaño del programa.

Para solucionar este problema, nuestro análisis sugiere que cuando acero de corte En el caso de las placas, el peso ligero produce una presión baja y una fricción mínima con el bastidor de soporte, lo que hace que la pieza sea empujada por la fuerza de expansión. Por otro lado, el peso elevado produce una presión alta y una fricción significativa con el bastidor de soporte, lo que impide que la pieza sea empujada por la fuerza de expansión.

Es importante tener esto en cuenta al escribir el programa. Durante el proceso de corte, la pieza debe estar conectada a una pieza pesada en la medida de lo posible.

Basándose en este principio, la descarga, la secuencia de corte y la dirección de corte de la biela superior se representan en la figura 9.

Figura 9

Por último, la optimización del trazado puede ahorrar mayores costes al optimizar el tamaño.

Al diseñar el programa, se puede dedicar más tiempo a optimizar el diseño. Es mejor utilizar el material sobrante, y varias personas pueden colaborar para verificar el tamaño de la pieza y generar el programa tras confirmar su exactitud.

Para cortar piezas más gruesas, se debe aumentar el modelo de antorcha, el número de boquilla de corte y la presión de oxígeno.

La presión de oxígeno y el grosor de la pieza de corte, el modelo de soplete de corte y los parámetros de corte de placas ultragruesas deben seleccionarse en función del equipo de campo, la experiencia de corte y la tabla adjunta.

Parámetros para oxicorte de placas ultragruesas Corte con llama

(4) Rendimiento de corte

Cuando se corta la chapa de acero, debe hacerse correctamente en el primer intento.

Comience cortando las esquinas descartadas de la placa de acero, ajustando el aire de corte línea, y asegurándose de que la sección cortada no presenta ninguno de los defectos mencionados.

Es importante vigilar de cerca el proceso de corte y abordar rápidamente cualquier problema que surja.

4. Conclusiones

Con una preparación adecuada y un proceso de corte bien definido, el corte de tableros ultragruesos ha logrado sistemáticamente el éxito en un solo intento. La calidad y el aspecto de los productos cortados cumplen los requisitos del proceso, lo que se traduce en la producción de piezas cualificadas (como se muestra en la figura 10).

Figura 10

Se ha establecido el proceso de producción para el oxicorte de chapas de acero ultragruesas utilizando el equipo actual, lo que proporciona una base técnica para la fabricación de productos similares.