700 MPa級高強鋼縱剪邊部多肉缺陷的原因分析

任振遠，王朋飛

（1.唐山不銹鋼有限責任公司，河北 唐山 063105；2.河北省鍍錫基板技術創新中心，河北 唐山 063105）

某用戶使用700 MPa級高強鋼，經縱剪分條后焊接為圓管作為汽車零部件使用。該用戶在縱剪后原料邊部出現多肉缺陷，由于邊部質量差不滿足焊接要求導致無法使用，損失較大。

1 縱剪邊部多肉缺陷原因分析

1.1 邊部多肉缺陷形貌

鋼卷經縱剪后，觀察鋼板橫截面的形貌，可看出縱剪切邊不良缺陷形貌分兩種：一種為周期性缺陷，另種為非周期性缺陷（見圖1和圖2）。

圖1 周期性多肉、凹口缺陷

圖2 非周期性多肉缺陷

1.2 化學成分、拉伸性能及金相組織分析

1.2.1 化學成分

采用ARL4460型直讀光譜儀對700 MPa級熱軋高強鋼板的化學成分進行測試（見表1）。

表1 高強鋼化學成分%

由表1可看出，該高強鋼的化學成分滿足標準要求。

1.2.2 拉伸性能

在邊部多肉位置附近沿縱向截取拉伸試樣，采用Z330E型330 kN電子拉力試驗機進行室溫拉伸試驗（見表2）。

表2 高強鋼拉伸性能

由表2可看出，該高強鋼的拉伸性能滿足標準要求。

1.2.3 顯微組織

分別在邊部多肉位置和邊部正常位置鋼板上截取金相試樣。經磨制、拋光，用質量分數4%的硝酸酒精溶液腐蝕后，采用Axiover 40MAT型光學顯微鏡觀察鋼板橫截面的微觀形貌（見圖3）。

圖3 鋼板橫截面的金相組織

由圖3可看出，邊部多肉位置和邊部正常位置金相組織相同，均為鐵素體+珠光體組織，晶粒度12級，滿足晶粒度≥7級要求；帶狀組織評級均為2.5級，滿足帶狀組織≤3級要求，金相組織無異常。

1.3 縱剪設備及參數分析

1.3.1 縱剪設備

因縱剪邊部缺陷有周期性規律，且周期的長度與圓盤剪刀具的長度相近，因此調查縱剪過程中圓盤剪刀具磨損情況。經調查，發現縱剪后圓盤剪刀具已崩刀出現缺口（見圖4）。

圖4 圓盤剪刀具崩刀口

由圖4可看出，圓盤剪刀具有崩刀缺口是導致縱剪過程中邊部出現周期性多肉、凹坑缺陷的原因。

1.3.2 縱剪參數

影響縱剪切邊質量的主要參數為圓盤剪側間隙和重合量，側間隙調整主要是為了減少剪切毛刺、浪邊等質量缺陷以及降低機械過載，其大小由鋼板的物理性能及厚度決定。側間隙過大時，剪切時會產生撕裂現象；側間隙過小時，會導致設備超載、刀刃磨損快、切邊發亮、毛邊過多[1]。

剪刃重合量的設定與鋼板的厚度、材質及刀具強度和硬度有關。重合量過大，容易使鋼帶邊緣和圓盤剪剪刃摩擦，影響鋼帶邊緣質量；重合量過小，可能使鋼帶剪不斷（見圖5）。

圖5 圓盤剪側間隙和重合量定義

通過調查用戶端縱剪參數，圓盤剪重合量參數選擇正常，側間隙參數選擇偏小，如表1所示。

表3 圓盤剪側間隙參數 mm

用戶為保證焊縫質量，要求分條卷T度（單卷分條最大寬度-最小寬度的值）在0.5 mm以內，縱剪廠家為保證小T度，調小側間隙參數。根據側間隙參數對切邊質量的影響規律，側間隙參數越小，越容易出現邊部多肉、凹坑缺陷。

2 分析結論及改善措施

根據上述分析結果可知，圓盤剪刀具有崩刀缺口，圓盤剪剛度不足，是導致縱剪過程中邊部出現周期性多肉、凹坑缺陷的原因。圓盤剪側間隙參數設定過小，是導致縱剪過程中邊部出現非周期性多肉、凹坑缺陷的原因。

為改善縱剪邊部多肉問題，建議用戶一是尋找縱剪加工能力強的企業，二是在新企業加工時，根據材料厚度及強度情況，優化圓盤剪側間隙參數。用戶采取措施后，后續加工未出現邊部質量問題。

3 結論

1）圓盤剪剛度不足、圓盤剪側間隙參數設定過小是導致縱剪出現邊部多肉、凹口缺陷的原因。

2）通過選擇縱剪加工能力強的新企業，并調整圓盤剪側間隙參數，縱剪后邊部質量良好，在后續加工中未出現多肉缺陷，提升了產品質量。