钢板火切裂纹演化规律及工艺优化分析

摘要

针对钢板火焰切割（简称“火切”）过程中易出现的裂纹缺陷问题，结合热力学与材料力学理论，通过试验测试与数值模拟相结合的方法，系统分析火切裂纹的演化规律，并提出针对性工艺优化方案。研究选取常用结构钢钢板为对象，重点探究火切温度场分布、冷却速率、钢板厚度及材质成分对裂纹萌生与扩展的影响机制，同时通过设计正交试验，量化预热温度、切割速度、氧气压力等工艺参数与裂纹发生率的关联关系。研究发现，火切过程中局部高温区与低温区的温差应力是裂纹萌生的核心诱因，特定条件下高强度钢板裂纹发生率会显著上升；而通过优化预热温度与切割速度等关键参数，可有效降低裂纹发生率，同时保证切割效率。该研究揭示的裂纹演化规律与工艺优化方法，能切实提升钢板火切加工质量，为工程机械、船舶制造等领域的钢板应用提供有力技术支撑，在工程实践中具有重要价值。