伍偉

摘要：對寬帶鋼質(zhì)量的檢測十分必要，因此就要對寬帶鋼的力學(xué)性能試樣進(jìn)行檢測，但是在對試樣進(jìn)行加工時，總會出現(xiàn)影響測量數(shù)據(jù)的問題。文章首先分析寬帶鋼試樣的變形原因，然后討論該變形可能對整個寬帶鋼生產(chǎn)引起的后果，最后探討變形的解決辦法以及改進(jìn)后所產(chǎn)生的效果。

關(guān)鍵詞：寬帶鋼；力學(xué)性能；變形程度；機(jī)械加工質(zhì)量

中圖分類號：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0062-02

帶鋼即以卷狀為主要交貨狀態(tài)，長度很長，寬度不要小于600毫米的扁平的鋼材。本文中使用的鋼材為重鋼生產(chǎn)的寬度為1000～1630毫米、厚度為1.2～19毫米的寬帶鋼，生產(chǎn)工藝有碳素結(jié)構(gòu)、低合金高強(qiáng)度和硅鋼等。生產(chǎn)的鋼材在進(jìn)行取樣檢測時總會出現(xiàn)一些形變，如彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，而這些變形容易導(dǎo)致測試的準(zhǔn)確性降低，那么這些變形的形成原因是什么，如何避免這些變形呢，還需要做進(jìn)一步的探討。

1 寬帶鋼試樣機(jī)械加工變形原因分析

1.1 寬帶鋼試樣取樣加工流程

生產(chǎn)線在對寬帶鋼進(jìn)行力學(xué)性能試樣機(jī)械取樣的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T2975-1988。嚴(yán)格按照規(guī)定流程進(jìn)行采樣檢測，具體的取樣流程為：首先由生產(chǎn)廠送去截取的試樣，物理室對所收集的試樣進(jìn)行驗收整理，將試樣進(jìn)行編號，然后對試樣按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行鋸切或者剪切，相應(yīng)地打上序列號，進(jìn)而對鋸切好的試樣進(jìn)行刨削，對刨削好的試塊進(jìn)行自檢，自檢合格后方可對寬帶鋼試樣進(jìn)行力學(xué)性能檢測。

在對寬帶鋼試樣進(jìn)行取樣加工時要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)即GB/T2975-1988執(zhí)行，以此保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和權(quán)

威性。

即使嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，但所取得的試樣總會出現(xiàn)影響實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的形變產(chǎn)生，這里主要有彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。

1.2 寬帶鋼試樣彎曲變形原因分析

寬帶鋼試樣的彎曲變形是一種很常見的變形之一。寬帶鋼的交貨狀態(tài)主要為卷狀，那么廠家送達(dá)物理室的鋼板試樣大多是從卷狀鋼板上直接剪切下，該試樣自然就會保持原來的狀態(tài)即卷狀。為避免這種情況，有些廠家平行于軋制方向進(jìn)行剪切，但是同樣的彎曲變形還是不能完全

消除。

除了上述的切割方向產(chǎn)生的彎曲變形外，試樣本身的形狀還會引起彎曲變形。如所取得的試樣過長，那么長度長了很容易產(chǎn)生彎曲變形，但是這種彎曲變形并不會使試樣發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。但是如果試樣的長度不足，試樣還會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變，那么這里產(chǎn)生的形變則更為復(fù)雜。具體形變可參見圖1和圖2所示。

1.3 寬帶鋼試樣扭轉(zhuǎn)變形原因分析

寬帶鋼在進(jìn)行取樣時，在垂直于壓方向進(jìn)行取樣，剪板機(jī)的剪刃一點點地從左至右依次劃開試樣，那么這就是剪切邊不同時受力，試樣的頭部先受力，剪切應(yīng)力與試樣扭轉(zhuǎn)抗力受力不均，頭部兩端剪切應(yīng)力大于扭轉(zhuǎn)抗力，試樣頭部兩端分別向力大的方向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，如此一來便使試樣產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)形變。

除了剪切過程所施加的力會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變外，試樣本身還會影響扭轉(zhuǎn)形變的產(chǎn)生。當(dāng)剪切寬度一樣時，試樣的厚度約厚，所需要的剪切時間越長，那么產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變的程度就越厲害。如圖3所示。

由此可見，在對寬帶鋼試樣進(jìn)行取樣時，試樣變形的產(chǎn)生不僅與外在施加的剪切力有關(guān)系，與剪切方向、試樣的大小、試樣本身的薄厚都有關(guān)系，因此寬帶鋼試樣變形產(chǎn)生原因多樣且復(fù)雜，那么該變形對實驗數(shù)據(jù)有何影響，還需要進(jìn)一步的討論。

2 寬帶鋼試樣機(jī)械加工變形對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響

2.1 彎曲變形對寬帶鋼試樣機(jī)械加工測試結(jié)果影響

根據(jù)所使用的切割標(biāo)準(zhǔn)即GB/T228-2002標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對試樣進(jìn)行機(jī)械加工時，試樣的位置同機(jī)床和切削的運(yùn)動處必須處于正確的位置，方向應(yīng)按照與切割方向相同。確定試樣在機(jī)械加工時的基準(zhǔn)面的準(zhǔn)確性，在機(jī)床或夾具內(nèi)有正確的位置。

由于剪切的原因，致使剪切面很容易變得粗糙，那么粗糙的剪切面就不能作為機(jī)械加工的基準(zhǔn)面了，這時可以用兩側(cè)的軋制面作為試樣的基準(zhǔn)面。

對已經(jīng)產(chǎn)生彎曲變形的試樣進(jìn)行裝夾時，由于形變，使鉗口與試樣的基準(zhǔn)面接觸面積不完全，并且相應(yīng)的接觸點不在同一條直線上，這就是兩端的基準(zhǔn)面不平行，那么這就使加工后的試樣形狀不完全符合標(biāo)準(zhǔn)，可能會產(chǎn)生梯形或平行四邊形，而不是所需要的矩形。上述原因都最終影響實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，即可能造成試樣的平面度和尺寸的進(jìn)度不符合規(guī)定的額度。

2.2 扭轉(zhuǎn)變形對寬帶鋼試樣機(jī)械加工測試結(jié)果影響

同彎曲變形相似，寬帶鋼試樣在剪切時發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時，那么試樣兩側(cè)的軋制面就不能作為測試的基準(zhǔn)面，這時只能將剪切面作為寬帶鋼測試的基準(zhǔn)面，將此面裝入有臺鉗的刨床中。但是在將試樣進(jìn)行加工時，加工出來的試樣可能會出現(xiàn)中間為矩形、兩邊為平行四邊形的不符合規(guī)定的形狀產(chǎn)生，這樣就會使得最終的平面度和尺寸精度超出相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

除此之外，如此一來就不能同時裝夾多個試樣，這就會帶來各種各樣的麻煩，如使試樣的加工時間延長，那么就增加工人的工作量，同時，長時間的切割作用還會使設(shè)備和刀具的磨損程度加大。

由此可見，不論是彎曲形變還是扭轉(zhuǎn)形變，這兩種形變都會對試樣產(chǎn)生不利的影響，但是這種影響并不能夠徹底地消除，那么如何將其影響降到最少，這就需要從問題產(chǎn)生的源頭入手，將試樣彎曲及扭轉(zhuǎn)變形的影響程度降到最低。

3 改進(jìn)該試樣產(chǎn)生形變的措施

3.1 改進(jìn)彎曲變形的措施

由上述可知，寬帶鋼產(chǎn)生彎曲變形的因素有很多種，那么首先就要從源頭開始控制彎曲變形的產(chǎn)生。

根據(jù)寬帶鋼試樣變形產(chǎn)生的原因，首先，試樣在進(jìn)行截取時，剪切方向以及試樣的卷曲程度都會影響寬帶鋼試樣的變形，所以在進(jìn)行剪切時應(yīng)將彎曲面向下放置，通過壓料壓頭和剪切作用使得彎曲變形盡可能地減小。

其次，在對多個試樣進(jìn)行剪切時，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整每次剪切式樣的數(shù)量，不宜過多，當(dāng)然少了也會造成資源的浪費。調(diào)整加持試樣的數(shù)量，然后再增大鉗夾與試樣的接觸面積，通過接觸面的傳遞可以阻止試樣產(chǎn)生大的彎曲

變形。

最后，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許滿足力學(xué)性能檢測的情況下，可適當(dāng)?shù)販p小試樣的長度，彎曲形變的產(chǎn)生極容易發(fā)生在長條狀的試樣上，因此減少長度、增加試樣的剛性就會減小彎曲的弧度。

3.2 改進(jìn)扭轉(zhuǎn)變形的措施

對于設(shè)備本身而言，保持剪刃的鋒利，盡量減少由剪刃所帶來的摩擦壓力使得試樣發(fā)生變形。此外還要根據(jù)實際適當(dāng)調(diào)整上下剪刃之間的間隙，具體計算方法為應(yīng)調(diào)整間隙為3.5%t～5%t（t為試樣厚度）。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示，在試樣厚度在5.5～8.5毫米厚度下，剪切時間控制在2.5～3.0秒時，要求剪切寬度為35毫米，該試樣并沒有發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。由此可見，在進(jìn)行試樣的剪切時，剪切時間、剪切厚度以及剪切寬度都會影響試樣的扭轉(zhuǎn)變形。

在進(jìn)行試樣的剪切時，將試樣放置在剪板機(jī)壓頭下部，利用剪板機(jī)壓頭的壓力使試樣的扭轉(zhuǎn)變形減小，并且剪刃可以在不破壞試樣的情況下減掉多余的材料。

同彎曲變形相同，在進(jìn)行粗加工和細(xì)加工時根據(jù)需要調(diào)整不同的墊鐵高度，增大鉗口夾持面積，鉗口的壓力可以有效地減少扭轉(zhuǎn)變形的產(chǎn)生。

除此之外，在試樣的長度滿足力學(xué)性能檢測的情況下，盡可能地減小試樣的長度，通過增加試樣的剛度來減小試樣的扭轉(zhuǎn)變形。

以上幾種方法都是盡可能地減小試樣彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形的設(shè)計，在實際生產(chǎn)中已經(jīng)產(chǎn)生了良好的效果，在不降低試樣質(zhì)量的情形下，試樣的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形都得到了一定的控制。而設(shè)備的效率都得以提升，設(shè)備以及刀具的磨損度都有了改善，在力學(xué)性能檢測中還延長了鉗口的使用壽命，并且由于彎曲變形的減少，試樣的測量與檢測的準(zhǔn)確度都有了一定的保障，為生產(chǎn)廠提供了可靠的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。

綜上所述，由于寬帶鋼應(yīng)用廣泛，其產(chǎn)生的影響也不容小覷，因此嚴(yán)格把握寬帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量是十分必要的，但是在進(jìn)行寬帶鋼試樣采集時，總會出現(xiàn)影響檢測結(jié)果的變形，但不論是彎曲變形還是扭轉(zhuǎn)變形，都會對寬帶鋼力學(xué)性能試樣機(jī)械加工帶來很多的麻煩。就目前技術(shù)而言還不能完全把這兩種形變完全避免掉，因此提高切割工藝，改進(jìn)設(shè)備先進(jìn)性，將彎曲和扭轉(zhuǎn)變形程度降到最低，是每個技術(shù)人員應(yīng)該鉆研的課題。

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