客户实例--振华重装坡口工艺浅析

  坡口是指在焊接前，将零件的边缘通过某些方式削去一部分，使其更有利于焊接或提升焊接质量。坡口切割主要作用于中厚板及厚板的焊接，特别在船厂、桥梁、起重机械等行业有广泛的使用。

坡口类型

坡口的形式多种多样，从截面形状区分，有V形、Y形、K形、X形、U形等，从连续性上分，有连续坡口、间断坡口、渐变坡口、带缺口坡口等。

图例一（常见坡口示意图）

图例二（变坡口零件示意图）

坡口加工方式

坡口的加工可分为冷加工和热加工两种方式。

冷加工可通过铣边机把坡口铣出来，虽然速度慢，但具有坡口加工后变形小的优势，在长条板的坡口加工中经常见到，另外一些特殊的坡口类型（如U形）只能通过铣边机加工。

热加工主要包括火焰、等离子、激光切割，又可分为一次坡口和二次坡口两种方式。一次坡口是指零件切割下料的同时把坡口切割出来，二次坡口是指在零件预先切割成形后再进行坡口的二次加工。

本文主要介绍一次坡口相关内容。

（SinoCAM套料软件--坡口工艺实拍）

一次坡口的应用，不仅能有效提升切割效率，还减少了吊装、转运次数，从而降低了生产成本。

前几年，由于坡口切割机切割出的坡口精度和质量得不到保证，只有少数国外品牌的具备坡口切割技术，但由于其价格很高，所以普及率极低。

近几年来，随着国内控制技术的发展，国产坡口切割机质量越来越好，一次坡口切割机渐渐普及起来。但是仅仅满足精度要求是不够的，要得到理想的坡口效果，还需要设置合理的坡口工艺。

（坡口切割实拍）

坡口实际应用

南通振华重装是上海振华重工的子公司，主要生产桥梁、起重机及海工设备，对坡口加工有很高的需求。先后引进了多种坡口切割机，包括火焰坡口机、等离子坡口机、激光坡口机等，南通振华和上海卓畅双方团队的人员多次沟通协商，通过结合实际生产不断优化切割工艺，总结出以下几个对行业比较有帮助的关键点：

（坡口实际加工）

1、实际生产中，首先需要注重坡口角度与钝边尺寸的控制

合理的坡口角度和钝边尺寸对于焊接质量至关重要。角度过大容易导致焊接填充量增加，影响效率，角度过小则容易造成焊接不透；钝边尺寸过大会导致焊缝根部未融合，过小又容易烧穿。因此在切割过程中我们需要对不同切割方式、坡口形式、坡口角度按需设置不同补偿值，从而保证切割后的坡口尺寸符合设计要求。

2、坡口切割需要更大的零件间隙

坡口切割时，输入的能量比直切要大很多，套料时需要根据两个相邻零件边的情况设置不同的零件间距。如一个零件直切，而相邻零件加坡口，和两个零件都是坡口直切的值不同，且前者小于后者。

此外，调整零件间隙时也要考虑不同坡口类型对零件间隙的影响。

（坡口零件）

3、坡口切割顺序控制非常重要，直接影响零件尺寸

坡口切割的顺序控制不好，会导致切割的零件尺寸出现偏差。经过我们多次试验，发现市面上一些套料软件只能在零件内调整切割顺序，不能在整体布局上进行最优路径的排布，导致切割过程中容易出现热变形和尺寸偏差。我们针对性地定制开发了多段切割、跳跃切割等跨零件切割顺序调整后的切割工艺，解决了上述问题。

4、坡口拐角处理是坡口切割中的难点之一

拐角处理不好很容易割坏零件。目前我们在实际切割中我们常用两种处理方式：

一是采用角环切割方式，即拐角处从一条边的坡口过渡到另一条边的坡口时，在拐角出零件外侧走一个环，在这个环里让切割枪进行角度变换；二是采用预摆的方式进行处理，即在拐角前适当位置让切割枪提前调整角度，使切割枪在进入第二段线段时，切割枪的角度已经可以满足第二段线的坡口要求。这两种方式在实际切割过程中根据不同情况灵活选用，可以有效解决拐角处切割不顺、角度转换不及时的问题。

（角环切割方式）

5、坡口共边可以极大的提升材料利用率与切割效率

材料成本是我们这种制造型企业最大的成本，坡口共边后可以把坡口上下两部的材料都用起来，合理控制的情况下，有时利用率能超过100%。坡口共边技术不仅能提高材料利用率，还大幅减少了切割时间和能耗。因此在实际使用中应尽量使用坡口共边技术。

（SinoCAM坡口共边工艺）

结合工厂的实际生产情况，我们总结出：要想坡口切的好，硬件加软件两者缺一不可，相辅相成。除了要有高精度的坡口切割机床外，还需要借助套料软件来实现坡口工艺。为此，我们对比测试了国内外多款套料软件，目前我们使用SinoCAM套料软件设置坡口工艺，并且在使用的过程中，结合实际生产的情况，不断地优化调整工艺，力争实现最理想化的切割加工。

（坡口工艺设置）