후판의 완벽한 CNC 화염 절단 달성

대형 장비가 등장하고 주조 소재보다 강철의 활용도가 높아지면서 장비 제조에 초후판이 점점 더 보편화되고 있습니다.

화염 절단은 구조 부품의 제조 및 가공의 초기 단계입니다.

화염 절단의 비가역적 특성을 고려할 때, 초박형 판재용 CNC 화염 절단 공정은 대형 장비 제조업체에게 중요한 기술이 되었습니다.

그림 1

1. 초후판의 화염 절단 특성

초후판 절단용 산소 및 아세틸렌

초박판 부품의 절단에는 일반적으로 크기가 더 크기 때문에 많은 양의 산소와 아세틸렌이 필요합니다. 원활하고 효율적인 절단 공정을 보장하려면 이러한 가스를 지속적이고 안정적으로 공급하는 것이 중요합니다.

초두께 플레이트의 큰 크기와 무게

예를 들어 220mm x 2200mm x 8000mm 두께의 플레이트의 무게는 약 30톤입니다. 또한 상단 커넥팅 로드 9번을 비롯한 개별 부품의 무게도 상당히 무거울 수 있습니다. 강판의 무게는 4톤이 넘습니다(그림 1 참조).

절단 결함 위험

초두께 플레이트는 일반 플레이트에 비해 불투수 절단과 같은 절단 결함이 발생하기 쉽습니다.

대규모 재료 스크랩 손실

초박형 플레이트의 테두리 공정에서 재료 손실이 크면 잘린 가장자리를 재사용하기가 어렵습니다.

절단 왜곡

절단 과정에서 발생하는 열로 인해 강판에 변형이 발생하여 원하는 치수에서 벗어날 수 있습니다. 또한 높은 응력 하에서 강판이 갑자기 튀어나오면 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 이러한 품질 및 안전 문제를 방지하려면 절단 공정을 공식화할 때 절단 왜곡을 고려하는 것이 필수적입니다.

2. 매우 두꺼운 플레이트 절단 섹션은 품질 결함이 발생하기 쉽습니다.

(1) 상단 가장자리 절단 결함

슬릿의 위쪽 가장자리가 너무 빨리 녹아서 둥근 모서리가 무너져 내리거나 녹은 끈의 형태로 떨어집니다.

가능한 원인:

• 강철 표면의 두꺼운 내화 스케일;
• 슬로우 커팅 속도와 과도한 예열 불꽃;
• 사이의 높이가 잘못되었습니다. 절단 노즐 공작물, 커팅 노즐의 큰 크기, 화염 속 과잉 산소 등입니다.

그림 2와 같이

그림 2

(2) 절단 표면의 평탄도 불량

절단된 부분의 가장자리 아래에 오목한 결함이 있습니다(그림 3 참조). 또한 상단 가장자리는 다양한 정도의 용융 붕괴를 나타냅니다.

이는 높은 절단 산소 압력 또는 절단 노즐과 공작물 사이의 과도한 높이, 바람 간섭을 유발하는 절단 노즐 막힘 등이 원인일 수 있습니다.

절단 부분이 과도하게 거칠어졌습니다.

이는 과도한 절단 속도 또는 강판 형성에 영향을 미치는 강판의 불순물 때문일 수 있습니다.

그림 3과 같이

그림 3

(3) 열악한 수직성

절단 솔기의 폭은 빠르고 또는 그 반대로 위쪽이 좁고 아래쪽이 넓거나 그 반대의 경우 다양합니다. 느린 절단 속도, 바람 라인을 방해하는 막힌 절단 노즐, 불충분하거나 과도한 절단 산소로 인해 금속이 불충분하거나 과도하게 연소되는 경우입니다.

절단 토치가 공작물 표면과 수직이 아닌 비스듬한 각도를 만들거나 바람 선이 올바르지 않습니다.

(4) 하단 절단 결함

절단 속도가 빠르거나 절단 노즐이 막히거나 손상된 경우, 에어 라인이 막히거나 열화되어 하단 모서리 부근이 함몰되고 하단 모서리가 둥근 모서리로 녹아내립니다.

절단 속도, 작은 절단 노즐, 낮은 절단 산소 압력, 예열 불꽃의 과도한 가스, 부식되거나 더러워진 강판 표면, 절단 노즐과 공작물 사이의 과도한 높이, 강한 예열 불꽃 등의 요인으로 인해 절단면 또는 하단 가장자리에서 슬래그를 제거하기 어렵습니다. 또한 합금 함량이 높으면 단면과 하단 가장자리에 슬래그가 형성될 수 있습니다(그림 4 참조).

그림 4

(5) 균열

강판의 탄소 당량이 높아 균열 민감도가 높고 적절한 예열 및 느린 냉각 조치의 부족으로 인해 절단 부분이나 열 영향 영역에 미세 균열이 나타납니다.

(6) 변형

절단 중 강판이 국부적으로 가열되면 재료 이동 변형이 발생하여 절단 부품의 치수 편차가 발생하고 품질에 영향을 미칩니다.

그림 5에서 볼 수 있듯이

그림 5

3. 절단 과정

(1) 가스 공급 시스템 절단

산소와 아세틸렌 가스의 일관되고 안정적인 공급을 유지하기 위해 여러 개의 가스통을 병렬로 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 아세틸렌 가스의 안정적이고 중단 없는 흐름을 보장할 수 있습니다.

그림 6과 같이 병렬 가스 공급 패키지를 만들 수 있습니다. φ100mm 강관을 에어백으로 사용하고 양쪽 끝을 강판으로 단단히 용접합니다.

6개의 흡입 파이프와 1개의 공기 배출 파이프가 강관에 드릴로 뚫려 있습니다. 용접 품질 에어백이 새는 것을 방지합니다.

각 공기 흡입구와 배출구에는 기밀 볼 밸브와 연결 장치를 추가해야 합니다.

그림 6

(2) 절단 지지 프레임

최대 무게가 30톤에 달하는 후판의 크기와 무게가 크고, 최대 무게가 4톤에 달하는 개별 부품의 크기와 무게가 상당하기 때문에 기존 CNC 절단기 지지 프레임은 슬랫을 충분히 지지하지 못하기 때문에 절단 요구 사항을 충족할 수 없습니다(그림 7a 참조).

프레임을 안정적으로 지지하기 위해서는 지지 프레임의 수정이 필요했습니다. 면밀한 분석과 연구, 논의 끝에 폐 H형강을 후판 지지 프레임으로 활용하기로 결정했습니다.

(A) 변환 전 지지 프레임

(B) 변환 후 지지 프레임

그림 7

(3) 커팅 프로그램 최적화

처음에는 리드아웃 포인트 처리가 도입됩니다.

초두께 보드(최대 220mm)를 절단할 때 가장 큰 과제는 품질 절단, 특히 부품의 리드인 및 리드아웃 포인트의 위치가 절단 결함으로 이어지는 경우가 많다는 점입니다.

그림 8a와 8b에서 볼 수 있듯이, 후판 절단 지점은 수직이 아닌 경우가 많습니다.

절단 지점이 리드인 지점과 일치할 때, 이때 절단 선이 회전하면 뿌리가 절단되지 않아 부품 무게로 인한 파손으로 불량이 발생합니다.

이러한 결함을 방지하기 위해 절단 공정에서 리드인 및 리드아웃을 최적화하는 것이 효과적인 해결책이 될 수 있습니다.

그림 8

둘째, 절단 과정에서 방향에 대한 적절한 주의를 기울이지 않으면 파트의 변형이 발생할 수 있습니다. 이는 팽창력으로 인해 파트가 밀려나면서 파트의 크기와 프로그램 크기가 일치하지 않게 되기 때문입니다.

이 문제를 해결하기 위해 분석 결과, 다음과 같은 경우 강철 절단 플레이트의 경우, 무게가 가벼우면 압력이 낮고 지지 프레임과의 마찰이 최소화되어 부품이 팽창력에 의해 밀려납니다. 반면에 무게가 무거우면 압력이 높고 지지 프레임과 마찰이 심해져 팽창력에 의해 부품이 밀려나지 않습니다.

프로그램을 작성할 때 이 점을 고려하는 것이 중요합니다. 절단 과정에서 부품은 가능한 한 무거운 조각에 연결해야 합니다.

이 원리에 따라 상부 커넥팅로드의 방전, 절단 순서 및 절단 방향은 그림 9에 나와 있습니다.

그림 9

마지막으로 레이아웃을 최적화하면 크기를 최적화하여 더 큰 비용을 절감할 수 있습니다.

프로그램을 설계할 때 레이아웃을 최적화하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다. 남은 재료를 활용하는 것이 가장 좋으며, 여러 사람이 협업하여 파트의 크기를 확인하고 정확성을 확인한 후 프로그램을 생성할 수 있습니다.

두꺼운 부품을 절단하려면 토치 모델, 절단 노즐 수 및 산소 압력을 높여야 합니다.

산소 압력 및 절단 조각 두께, 절단 토치 모델, 초후판 절단 매개변수는 현장 장비, 절단 경험 및 첨부된 표를 기준으로 선택해야 합니다.

초후판 옥시아세틸렌의 파라미터 화염 절단

(4) 커팅 성능

강판을 절단할 때는 첫 번째 시도에서 올바르게 수행해야 합니다.

먼저 강판의 버려진 모서리를 잘라내어 공기 절단 라인을 확인하고 잘라낸 부분에 언급된 결함이 없는지 확인합니다.

절단 과정을 면밀히 모니터링하고 발생하는 문제를 신속하게 해결하는 것이 중요합니다.

4. 결론

적절한 준비와 잘 정의된 절단 공정을 통해 초박형 보드 절단은 한 번의 시도에서 지속적으로 성공을 거두었습니다. 절단된 제품의 품질과 외관이 공정 요구 사항을 충족하여 자격을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다(그림 10 참조).

그림 10

현재 장비를 활용한 초후판 화염 절단 생산 공정이 확립되어 유사 제품 제조를 위한 기술적 기반이 마련되었습니다.