什么是薄板？其类型、用途和加工方法

 

薄板是厚度小于 3mm的钢板，也称为薄钢板。被广泛应用于汽车、电气设备和建筑等的零部件。例如汽车车身、电气设备结构、住宅加固板等都是用薄钢板制作而成的。形状上，有的像线圈一样呈卷状，有的呈平板状。厚度为3～6mm的称为“中厚板”或“中钢板”，厚度在6mm以上的称为“厚板”或“厚钢板”。较厚的钢板强度较高，可用于工业机械、船舶等的零部件。

 

薄板应用广泛，根据制造方法等有多种类型，其各自用途也存在差异。下面介绍一下其主要类型。

• 热轧薄板

热轧是一种利用轧辊对加热的金属施加压力，进行压延的工艺方法。轧制温度控制在不会导致金属硬化的范围，在软化的状态下被拉伸延展。加工温度必须高于金属的再结晶温度，如钢的再结晶温度为900～1200℃。热轧的优点是没有加工硬化，变形抵抗小，所以加工性能较好。而热轧也有缺点，例如受热后会膨胀、导致薄板的尺寸精度降低，制造设备和能源成本高。此外，加热会在表面形成氧化膜，导致外观表面粗糙。热轧生产的薄板可用于建筑和工业机械等多个领域。在进行喷涂等表面处理之前，要通过一种称为“酸洗”的工艺去除黑色氧化膜。

• 冷轧薄板

冷轧则是在室温下进行的加工工艺。与热轧一样，冷轧也是利用金属轧辊对金属施加压力，进行压延的工艺方法。在室温下进行压延处理会导致加工硬化，必要时会进行热处理以提高其强度。冷轧无需加热设备，操作简单。另外冷轧还具有尺寸精度高、厚度变化小的优点（没有因加热温度产生的膨胀影响）。此外，表面不会形成氧化膜，因此加工后薄板表面光滑整洁。另一方面，它的缺点是比热轧更难加工。 因此，轧制可能需要重复多次。为了弥补加工困难的缺点，有时会用热轧进行粗加工，用冷轧进行精加工。冷轧薄板通常用于自行车、电气设备等的零部件。冷轧薄板包括被称为SPCC的钢板材料，这些钢板已被标准化流通。不锈钢等防锈材料也会被制成薄板。不锈钢因其高强度也被用作结构材料，厚度小于1mm的不锈钢薄板有时会作为弹性材料使用。

• 电磁钢板

电磁钢板是热轧后再冷轧、之后再经过热处理加工而成。作为一种软磁材料，当电流通过时，它能有效地转化为磁能。电磁钢板在软钢中含有大约3%的硅。含硅成分可以有效地转化为磁能，但是硅的含量过高会导致材料开裂。这种薄板主要用于发电机、变压器和电动机。

 

薄板可以加工成复杂的形状。根据所要求的规格，加工可能比较困难，需要较高的加工技术。

下面介绍一下被认为难以加工的三个要点。

• 需要专用的加工设备

薄板可适用于钣金加工、冲压和焊接等多种加工方法，每种方法都需要使用专用的加工设备，且设备成本较高。另外就冲压而言，必须为每个零件制作专用模具。对于形状复杂的零件，可能需要多个模具。在进行薄板加工时，技术诀窍非常重要，例如模具的尺寸要达到什么精度，才能确保零件加工后的合格尺寸。因此，有经验的人才也是必要的。

• 易受热影响

薄板容易受热变形。例如，在焊接或激光加工过程中受热发生变形。必须使用专用夹具将材料固定到位，并在设定加工尺寸时将热变形因素考虑在内。此外，在测量成品薄板的尺寸时，必须注意避免热胀冷缩的影响。  特别是对于精度要求较高的大型零部件，测量环境可能会导致尺寸发生显著变化，从而导致产品检测错误。在检查过程中也必须注意，确保测量室的温度和湿度恒定，并在测量前让工件在该环境下静置一段时间。

• 要求精度高

薄板还可用于医疗器械等精度要求较高的零部件。高精度加工需要适当的设备和专业技能。另外，必须从设计阶段就开始考虑如何能简单地实现高精度加工。例如选择容易折弯、挤压加工的薄板等，这需要掌握材料知识。例如如果使用成卷的板材进行折弯加工，则折弯方向必须与卷曲方向一致，以防止开裂等，者需要在图纸上明确指示加工要求。为了生产出高精度的薄板零件，生产部门和设计部门需要共同研究零件形状和图纸的注释内容。

 

薄板可以通过切割、开孔和折弯等多种加工方法来实现各种形状的加工。下面介绍一下主要的加工方法。

• 焊接

焊接是一种将薄板之间连接在一起或将管材和薄板连接在一起的加工方法，需要较高的技能水平。薄板焊接主要采用激光焊接、TIG焊接，MAG焊接和点焊等方法。TIG焊接由于薄板容易受热变形，因此需要较高的技能水平。而激光焊接不易受热变形（热变形较小），可进行高精度加工。激光焊接还可通过设置适当的输出功率来确保焊接强度，是一种可用于各种厚度薄板的加工方法。

• 冲裁加工

冲裁加工是指对薄板进行切割或开孔的加工工艺。也称为落料，是大多数零件都需要的加工工艺。在钣金加工中，通常会使用转塔冲床和激光切割机。CO2激光切割机有时也用于钣金加工，但薄板容易受热变形。因此，为了减小变形，可以使用受热影响较小的光纤激光切割机。

• 折弯加工

在钣金加工中，折弯是使用压力设备进行的。另外在冲压加工中，是使用专用模具对金属薄板施加压力进行折弯。在折弯加工中必须考虑材料的回弹特性。所谓回弹是指在折弯加工后，当压力被撤去时，角度会有一定的反弹，形状会有少许复原的现象。根据厚度、材料和尺寸等条件，考虑回弹程度来设计模具和工艺。例如，制作专用模具来调整尺寸、或者进行2次折弯、以及在折弯根部冲压凹槽形状。

• 蚀刻加工

蚀刻加工是一种利用腐蚀金属进行加工的方法，可进行高精度加工。在薄板表面涂上抗蚀树脂进行遮蔽，再通过曝光进行烘烤，然后对表面进行显影，使其只露出需要腐蚀的表面。随后，将薄板放入蚀刻溶液中进行腐蚀处理，并在薄板上蚀刻出需要加工的图案。最后，去除并清洗残余的抗蚀剂，完成整个加工过程。

 

薄板是指厚度在3mm以下的钢板，包括热轧、冷轧和电磁钢板等。需要注意的是，加工时需要使用专用的加工设备，且薄板易受热影响。薄板除了焊接加工、冲裁加工、折弯加工以外，还可以使用蚀刻等其他加工方法。