Sauerstoffschneiden von Metallen: 5 Prozesse

Dieser Artikel beleuchtet die fünf wichtigsten Prozesse des Sauerstoffschneidens von Metallen. Die Prozesse sind: 1. Autogasschneiden 2. Metallpulverschneiden 3. Schneiden von Flussmitteln 4. Sauerstofflanzenschneiden 5. Sauerstoffbogenschneiden.

Prozess Nr. 1 : Autogasschneiden :

Dies ist das am häufigsten eingesetzte thermische Schneidverfahren, das für kohlenstoffarme und niedriglegierte Stahlplatten verwendet wird und oft als "Brennschneiden" oder "Gasschneiden" bezeichnet wird. Mit ihr können Stahl mit einer Dicke von bis zu 2 m geschnitten werden.

Ein Sauerstoffgas-Prozess beinhaltet das Vorwärmen einer kleinen Zone, von der der Schnitt gestartet werden soll, auf die Zündtemperatur des Materials. Anschließend wird komprimierter Sauerstoff auf das heiße Metall aufgebracht, was zu einer sehr hohen Oxidationsgeschwindigkeit führt, die häufig von einer Wärmeentwicklung aufgrund exothermer Natur der Reaktion begleitet wird.

Das verwendete Brenngas ist im Allgemeinen Acetylen, aber Propan, LPG (verflüssigtes Erdölgas), Erdgas oder Methylacetylenpropadien-stabilisiert (MAPP oder MPS) können je nach Verfügbarkeit und Kostenerwägungen ebenfalls eingesetzt werden.

Der Brenner für das Acetylen-Acetylen-Schneiden ist in Abb. 19.2 dargestellt. Es hat eine Mischkammer für Sauerstoff und Acetylen wie in einem Schweißbrenner. Nach dem Mischen strömt das Gasgemisch jedoch aus der Brennerdüse durch eine Anzahl kleiner Löcher, die in einem Kreis um das zentrale Loch herum angeordnet sind, durch den ein reiner Sauerstoffstrom unter Druck gebracht werden kann, indem ein Hebel am Brennergriff gedrückt wird. Der Durchmesser dieser Löcher variiert und nimmt mit zunehmender Dicke des zu schneidenden Materials zu.

Wenn das zu schneidende Material auf seine Entzündungstemperatur * angehoben wird (was für Kohlenstoffstähle 870 bis 950 ° C beträgt, abhängig vom Kohlenstoffgehalt) und reiner Hochdrucksauerstoff damit reagiert, sind die folgenden Reaktionen im Fall von möglich Eisenwerkstoffe.

1. Fe + O → FeO + Wärme (267 KJ) ……………… (19.1)

2. 2Fe + 1, 5O ₂ → Fe ₂ O ₃ + Wärme (825 KJ) …………. (19.2)

3. 3Fe + 2O ₂ → Fe ₃ O ₄ + Wärme (1120 KJ) ………… (19.3)

Die dritte Reaktion findet hauptsächlich unter enormer Wärmeabgabe statt. Die zweite Reaktion tritt in gewissem Maße nur beim Schneiden von schwereren Abschnitten auf. Theoretisch werden 0, 29 m ³ O ₂ 1 kg Eisen zu Fe ₃ O ₄ oxidieren. In der Praxis ist der Sauerstoffverbrauch jedoch höher als dieser Wert für Plattendicken von weniger als 40 mm und für höhere Dicken niedriger, für den Dickenbereich von 100 bis 125 mm der geringste.

Die exotherme Reaktion zwischen O ₂ und Fe erzeugt genug Wärme, um den thermischen Schneidevorgang ohne Vorwärmung der Flamme nur mit Sauerstoff fortzusetzen. In der Praxis ist dies jedoch nicht möglich, da bei brennendem Schmutz, Farbe, Zunder usw. Viel Wärme verbraucht wird ., und eine beträchtliche Menge geht durch Strahlung verloren. Der auf die Oberfläche auftreffende Hochgeschwindigkeitsstrahl bewirkt auch eine Kühlwirkung, die durch Vorheizen kompensiert werden muss.

Die chemische Reaktion zwischen Eisen und Sauerstoff ist selten vollständig, und die Analyse des ausgeblasenen Materials (oder der Schlacke) zeigt oft an, dass 30% bis 40% der Schlacke Ausgangsmaterial sind.

Stahl und einige andere Metalle können durch Acetylenflamme geschnitten werden, wenn sie die folgenden Bedingungen erfüllen:

(1) Der Schmelzpunkt des Metalls sollte höher sein als seine Entzündungstemperatur.

(2) Das durch Reaktion mit Sauerstoff gebildete Metalloxid sollte einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Schmelzpunkt des Ausgangsmaterials aufweisen und sollte im geschmolzenen Zustand flüssig sein, um leicht ausblasen zu können.

(3) Es sollte eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben, so dass das Material schnell auf seine Entzündungstemperatur angehoben werden kann.

Wenn ein Werkstück durch einen thermischen Schneidprozess geschnitten wird, wird die Schnittbreite als KERF bezeichnet, was beim Autogengasprozess eine Funktion der Sauerstofflochgröße in der Düsenspitze, der Flussrate von Sauerstoff und der Vorwärmgase und der Geschwindigkeit ist Schneiden und die Art des Materials, das geschnitten wird.

Schnittgeschwindigkeit und Drag:

Für jedes Metall gibt es eine beste Schnittgeschwindigkeit. Die Dicke und Art des zu schneidenden Materials bestimmen die Spitzengröße. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn der Sauerstoffdruck des Schneidens, die Schnittgeschwindigkeit, die Spitzengröße und die Vorheizflammen so kontrolliert werden, dass ein enger, sauberer Schnitt erzielt wird. Bei unsachgemäß hergestellten Schnitten entstehen unregelmäßige Kanten mit Schlacke, die am Boden der Platten haften. Ein Hinweis auf die richtige Schnittgeschwindigkeit sind die "Schlepplinien", die durch den Sauerstofffluss über das nahe geschmolzene Metall verursacht werden, das die Seiten des Schnittes bildet.

Unter Zug ist der Betrag zu verstehen, um den die Unterseite des Schnitts hinter der Oberseite zurückbleibt. Sie wird normalerweise in Prozent der Werkstückdicke ausgedrückt; Wenn also eine Platte mit einer Dicke von 10 mm geschnitten wird und der Verzögerungsbetrag 5 mm beträgt, würde dies einen Widerstand von 50% (5/10 x 100 = 50%) bedeuten, wie in 19.3 angegeben.

Die Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit auf Widerstand, Schnitt und die Art des Schnittes sind in Abb. 19.4 dargestellt. Feine, recht vertikale Ziehlinien zeigen einen guten Schnitt an; Dies wird normalerweise erreicht, wenn der Funkenstrom unter dem Werkstück einen Steigungswinkel von 15 ° hat. Wenn das Werkstück aus irgendeinem Grund nicht getrennt wird, wird der Schnitt als "nicht fallender Schnitt" bezeichnet.

Eine höhere als die optimale Geschwindigkeit ohne entsprechende Erhöhung des Sauerstoffflusses führt zu einem größeren Widerstand. Ein umgekehrter Widerstand kann erzielt werden, wenn der Sauerstofffluss zu hoch und die Schnittgeschwindigkeit zu niedrig ist. Eine durch einen falschen Winkel verursachte Verzögerung wird nicht als Ziehen betrachtet.

Eine niedrige Schnittgeschwindigkeit führt häufig zu Unregelmäßigkeiten im Schnitt, wobei übermäßiges Metall oxidiert wird, was einen breiteren Schnitt verursacht. Auch die Oberkanten sind unzulässig abgerundet. Bei einer Materialstärke von 50 mm kann die Schnittbreite normalerweise innerhalb von ± 0, 4 mm gehalten werden.

Der zum Autogenschneiden von Sauerstoff verwendete Sauerstoff sollte eine Reinheit von mindestens 99, 5% haben. Die Geschwindigkeit des Schneidens des Sauerstoffstrahls ist auch ein kritischer Faktor für das Erreichen eines gewünschten Qualitätsschnitts, da eine niedrigere Geschwindigkeit möglicherweise nicht ausreicht, um die Schlacke, das geschmolzene Metall und die durch die Reaktion von Sauerstoff gebildeten gasförmigen Produkte wie CO, CO ₂, SO ₂ zu entfernen mit Kohlenstoff und Schwefel in Stahl, während eine höhere Strahlgeschwindigkeit Rauheit an den Schnittkanten verursachen kann. Die Vorwärmflamme für das Schneiden von Acetylen-Acetylen sollte neutral oder oxidierend sein.

Die Richtlinien für optimale Einstellungen zum Schneiden von gereinigtem unlegiertem Stahl können nach dem in Tabelle 19.1 angegebenen Zeitplan erreicht werden:

Der obige Zeitplan dient zum Schneiden mit normalen Spitzen; Die Geschwindigkeit kann jedoch durch Verwendung von Hochgeschwindigkeitsspitzen um 25 bis 50% erhöht werden.

Maschinenschneiden:

Das manuelle Brennschneiden wird umfangreich eingesetzt und bietet völlig zufriedenstellende Schnitte für eine Vielzahl von Schneidvorgängen. Maschinenschneiden findet jedoch zunehmend Verwendung, da es höhere Geschwindigkeit, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit bietet. Die Brennschneidmaschinen können zum Geradenschneiden, Kreisschneiden, zur Plattenkantenvorbereitung und zum Formschneiden verwendet werden.

Gerad- und Kreisschneiden:

Die meisten der verfügbaren Maschinen können sowohl auf geraden Strecken als auch auf einer Kreisbahn arbeiten. Kreise verschiedener Größe können durch richtiges Setzen eines Radiusstabbefestigungsmittels geschnitten werden.

Plattenrandvorbereitung:

Dicke Platten erfordern in der Regel eine Fase oder Furchung, um sie für das Schweißen vorzubereiten. Schrägschnitte können leicht gemacht werden, indem der Brenner im gewünschten Winkel eingestellt wird. Für die Herstellung von J- oder U-Kanten wird jedoch eine Furchenspitze verwendet, die normalerweise dazu ausgelegt ist, einen großen Sauerstoffstrahl bei niedriger Geschwindigkeit abzugeben. Der Schweißbrenner wird beim Starten des Schnitts in einem Winkel von etwa 20 ° zur Horizontalen gehalten und im weiteren Verlauf auf etwa 5 ° abgesenkt.

Form Culling:

Beim Formschneiden werden Konturen jeder gewünschten Form geschnitten. Dies kann durch manuelle Betätigung erreicht werden, jedoch ist die Endbearbeitung im Allgemeinen nicht zufriedenstellend, abgesehen von sehr rauen Arbeiten. Brennschneidmaschinen können mit photoelektrischen oder elektronischen Tracern oder sogar mit Vorlagen ausgezeichnete Ergebnisse erbringen.

In den neuesten Einheiten werden auch NC-Systeme (Numerical Control) und CNC-Systeme (Computer Numerical Control) eingesetzt. Verfolgungsvorrichtungen stellen Mittel bereit, um dem Umriss der Zeichnung zu folgen, um ein Rad anzutreiben, das wiederum die Traktion für das Antreiben der Abschussmaschine bereitstellt.

Die modernsten Mehrbrenner-Schneidemaschinen werden von NC-Geräten gesteuert, die über eine Computersteuerung verfügen. Unabhängig von der Art der Ablaufverfolgung ist der Schneidvorgang im Wesentlichen derselbe. Einer der Fortschritte beim automatischen Brennschneiden ist das Schneiden von Schrägkanten an konturförmigen Teilen. Maßtoleranzen, die mit einer modernen Brennschneidemaschine mit Spuranschnittsteuerung erzielt werden, können bis zu + 0 und -0, 8 mm betragen.

Schablonen-Tracer sind nicht so einfach zu verwenden wie elektronische oder Photo-Zell-Tracer, werden jedoch in den meisten Fertigungsbetrieben immer noch sehr häufig verwendet. Schablonen können aus Streifenmaterial oder massivem Metall oder sogar aus Holz hergestellt werden, abhängig von dem verfügbaren Abtastkopf und der gewünschten Schneidgenauigkeit.

Metallurgische Effekte des Brennschneidens:

Das Flammenschneiden von Flussstahl hat auf das an den Schnitt angrenzende Metall nur sehr geringe physikalische oder metallurgische Wirkungen, aber die Härte der Kanten steigt mit zunehmendem Kohlenstoff- oder Legierungsgehalt. Die gehärteten Kanten sind schwer zu bearbeiten und können unter Last reißen. Um einen solchen Zustand zu vermeiden, ist es am besten, das Metall vorzuwärmen. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt sollte auf 175-350 ° C erhitzt werden, während HSLA-Stähle (hochfeste und niedriglegierte Stähle) Vorwärmtemperaturen von 315 bis 480 ° C erfordern.

Grobbleche verziehen sich nicht beim Brennschneiden, aber Platten mit einer Dicke von 15 mm oder weniger müssen möglicherweise geklemmt werden oder der Schneidaufwand zu jeder Zeit ist eingeschränkt.

Anwendungen:

Das Brennschneiden mit Sauerstoffgas wird häufig für das allgemeine Schneiden von Stahl- und Gusseisenformen verwendet. Konstruktionsformen, Rohre, Stangen und ähnliche andere Materialien können für die Konstruktion auf die gewünschte Länge geschnitten werden oder bei Schrott- und Bergungsarbeiten zerkleinert werden. Das Verfahren kann in Stahlwerken oder Gießereien zum Schneiden von Toren, Steigrohren, Knüppeln und Gussteilen verwendet werden. Es kann für schweres Schneiden von bis zu 2 m dicken Bauteilen und zum Schneiden von Stapeln verwendet werden.

Stapelschneiden:

Durch das Schneiden mehrerer identischer Teile oder von Platten und Blechen, indem Sie sie stapeln und in einem Durchgang schneiden, können Sie viel Zeit sparen. Die Platten sollten fest eingespannt sein, da durch den Luftspalt der Schnitt verloren gehen kann.

Die Gesamtstärke des Stapels wird durch die erforderliche Schnitttoleranz und Dicke des Oberteils festgelegt. Bei einer Schnitttoleranz von 0, 8 mm sollte die Stapelhöhe auf 50 mm begrenzt sein; Bei einer Toleranz von 1, 6 mm kann die Stapeldicke 100 mm betragen. Die maximale Stapelhöhe für das Schneiden von Autogas ist normalerweise auf 150 mm begrenzt.

Wenn eine hohe Vorheizflamme für einen dicken Stapel verwendet wird oder wenn das Schneidgut weniger als 5 mm dick ist, wird oben eine 6 mm dicke "Abfallplatte" verwendet. Sie schützt nicht nur die obere Platte, sondern sorgt auch für ein besseres Anfahren, eine schärfere Kante des Lop-Produktionsstücks und kein Einknicken des oberen Bogens.

Brennschneiden von Gusseisen und rostfreien Stählen:

Eisen und kohlenstoffarme Stähle können leicht flammgeschnitten werden, aber Gusseisen lässt sich durch dieses Verfahren nicht leicht schneiden, da die Kindling-Temperatur über seinem Schmelzpunkt liegt. Außerdem hat es ein feuerfestes Silikatoxid, das eine Schlackenbedeckung erzeugt. Chrom-Nickel-Edelstahl kann aufgrund des auf der Oberfläche gebildeten hochschmelzenden Chromoxids auch nicht mit der normalen Brennschneidtechnik geschnitten werden. In ähnlicher Weise bilden Nichteisenmetalle wie Kupfer und Aluminium auch feuerfeste Oxidschichten, die das normale Schneiden von Flammen verhindern. Die Situation wird durch die hohen Wärmeleitfähigkeiten weiter verschärft.

Gusseisen kann jedoch geschnitten werden, vorausgesetzt, es kann bis zu dem gewünschten Grad vorgewärmt werden, und der Sauerstoffdruck beim Schneiden wird für Gusseisen um 25% gegenüber dem für das Schneiden äquivalenter Dicke von Stahlprofilen erforderlichen Wert erhöht. Das Schneiden von Gusseisen wird normalerweise durch eine oszillierende Bewegung des Schneidbrenners erreicht, wie in Abb. 19.5 gezeigt; Die Bewegung variiert mit der Arbeitsdicke. Die Brenneroszillation hilft dem Sauerstoffstrahl, die Schlacke und das geschmolzene Metall in der Schnittfuge auszublasen.

Der Schnitt ist normalerweise breit und rau. Auch die Vorwärmflamme, die zum Schneiden von Gusseisen verwendet wird, ist vom reduzierenden Typ, wobei der Dämpfer auf die andere Seite des Gusseisenteils ausgefahren ist. Das verbrauchte Brenngas hilft, die Vorwärmung in der Schnittfuge aufrechtzuerhalten, wenn diese verbrennt. Gusseisen kann auch unter Verwendung einer Abfallplatte wie beim Stapelschneiden geschnitten werden.

Zum Schneiden von rostfreien Stählen und anderen hitzebeständigen Stählen ist die Bewegung des Brenners vorwärts, dann leicht rückwärts, dann vorwärts und dann leicht rückwärts, wie in Abb. 19.6 gezeigt. Diese Technik kann zum Schneiden von Edelstahl mit einem Standardschneidbrenner bis zu 200 mm verwendet werden, vorausgesetzt, die gesamte Dicke der Startkante wird vor dem Schneiden auf eine leuchtend rote Farbe vorgewärmt.

Nichtrostende Stähle und andere oxidationsbeständige Stähle können auch flammgeschnitten werden, indem eine kohlenstoffarme Stahlplatte geeigneter Dicke auf der Oberseite des zu schneidenden Materials festgeklemmt wird. Der Schnitt wird in der Kohlenstoffstahlplatte gestartet und die durch seine Oxidation erzeugte Wärme liefert zusätzliche Wärme zum Aufrechterhalten der Oxidationsreaktion zum Schneiden von Edelstahl. Das Eisenoxid aus der Abfallplatte hilft auch, die feuerfesten Oxide vom rostfreien Stahl abzuwaschen. Dieses Verfahren zum Brennen von Edelstahl in Flammen führt jedoch zu zusätzlichen Kosten für die Abfallplatte, md-Einrichtzeit, mit niedriger Schneidgeschwindigkeit und schlechter Schnittqualität.

Eine andere Methode zum Schneiden von Edelstahl besteht darin, einen Stahlschweißstab oder ein Stahlband entlang der Schnittlinie zu legen. Die durch die Reaktion von Sauerstoff mit dem Stahlstab oder -band entwickelte Wärme reicht im Allgemeinen aus, um einen Schlitz in der Edelstahlplatte zu schmelzen. Das Schneiden von Edelstahl ist jedoch eher ein Schmelzprozess als ein Oxidationsprozess.

Abgesehen von der Oszillations- und Abfallplattentechnik können auch Gusseisen und Edelstahl durch Pulverschneiden und Flussschneideverfahren geschnitten werden.

Prozess # 2. Metallpulver Schneiden:

Es ist ein Sauerstoffschneidverfahren, bei dem Metallpulver (Eisen oder Aluminium) verwendet wird, um das Schneiden zu erleichtern. Dieses Verfahren wird zum Schneiden von Gusseisen, Chrom-Nickel, Edelstahl und einigen hochlegierten Stählen verwendet. Das Arbeitsprinzip beim Pulverschneiden ist das leichte Einspritzen von Metallpulver in den Sauerstoffstrom, lange bevor er auf das zu schneidende Metall trifft.

Das Pulver wird durch seinen Durchgang durch die Sauerstoff-Acetylen-Vorwärmflammen erhitzt und entzündet sich fast sofort im Sauerstoffschneidestrom. Das Pulver aus einem Pulverdispenser wird unter Verwendung von Druckluft oder Stickstoff zum Rand des Schneidbrenners befördert, wie in Abb. 19.7 dargestellt.

Das gezündete Pulver sorgt für eine viel höhere Temperatur im Strom und hilft dabei, das Metall auf die gleiche Weise abzutrennen wie das Schneiden von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Vorwärmen ist beim Pulverschneiden nicht unbedingt erforderlich.

Die Schnittgeschwindigkeit und der Sauerstoffdruck beim Schneiden sind ähnlich wie beim Schneiden von Weichstahl. Zum Schneiden von Material mit einer Dicke von mehr als 25 mm sollte jedoch eine um eine Größe größere Düse verwendet werden. Die Fließgeschwindigkeiten werden im Allgemeinen bei 010 bis 0-25 kg Eisenpulver pro Minute des Schneidens gehalten. Beim Pulverschneiden verbleibt normalerweise eine Skala auf der Schnittfläche, die beim Abkühlen leicht entfernt werden kann.

Die Metallpulver-Ausscheidung wurde ursprünglich zum Schneiden von Edelstahl eingeführt, wurde jedoch erfolgreich zum Schneiden von legierten Stählen, Gusseisen, Bronze, Nickel, Aluminium, Stahlpfannen, bestimmten Feuerfestmaterialien und Beton verwendet. Das gleiche Grundverfahren kann auch zum Aushacken und Schärfen zum Konditionieren von Knüppeln, Blüten und Brammen in Stahlwerken verwendet werden.

Das Pulverschneiden ist auch für das Stapelschneiden nützlich, bei dem das Vorwärmen einer gewöhnlichen Flammenabschreckung auf der unteren Platte (den unteren Platten) entweder aufgrund einer großen Tiefe oder eines Abstands zwischen den Platten nicht ausreichend ist. Durch das Metallpulver und seine Reaktion im Sauerstoff wird der Schnitt auch über Trennungen vollzogen. Beim Pulverschneiden wird jedoch ziemlich viel Rauch erzeugt, der entfernt werden muss, um die Gesundheit des Bedieners zu schützen und um Interferenzen mit anderen Vorgängen in der Umgebung zu vermeiden.

Prozess Nr. 3: Schneiden von chemischen Flussmitteln:

Beim Sauerstoffschneidprozess wird ein chemischer Fluss in den Sauerstoffstrom injiziert, während Metallpulver beim Pulverschneiden eingespritzt wird. Das Flussmittel verbindet sich mit den feuerfesten Oxiden und macht sie zu einer löslichen Verbindung. Die chemischen Flüsse können Natriumsalze wie Natriumcarbonat sein.

Abb. 19.8 zeigt eine der Einstellungen für das Fluxschneiden. Bei diesem Verfahren saugt Sauerstoff Flussmittel aus einem Trichter mit einer Geschwindigkeit von 0 bis 0 bis 30 kg pro Minute an und strömt durch den Sauerstoffstrahl.

Das Verfahren zum Schneiden von Flussmitteln beinhaltet das Erwärmen des Einleitungspunkts des Schneidens auf weiße Wärme, das Schneidensauerstoffventil wird dann zur Hälfte geöffnet und der Fluss des Sauerstoffstroms wird zum Brenner geleitet. Wenn das geschmolzene Metall die Unterkante des Werkstücks erreicht, bewegt man den Brenner entlang der Schnittlinie und das Schneid-Sauerstoffventil ist vollständig geöffnet. Zum Anhalten des Betriebs wird zuerst das Flussmittelzufuhrventil geschlossen und dann werden die anderen Brennerventile abgeschaltet.

Es wird empfohlen, die Flussmittelzuführung 10 m vom Schneidebereich entfernt zu positionieren. Es sollte auch sichergestellt werden, dass die Schläuche, durch die das Flussmittel-Sauerstoff-Gemisch geführt wird, keine scharfen Krümmungen aufweisen, da es sonst zu Verstopfungen kommen kann.

Dieses Verfahren kann zum Schneiden von Gusseisen, Chromstahl, Chromnickelstahl, Kupfer, Messing und Bronze verwendet werden. Es wird jedoch nicht empfohlen zum Schneiden von Stählen mit hohem Nickelanteil, beispielsweise 15 Cr 35 Ni-Stahl. Durch das Entwickeln effizienterer Verfahren wie dem Plasmaschneiden verliert das chemische Flussschneiden jedoch langsam seine industrielle Bedeutung.

Prozess Nr. 4: Sauerstoff-Lanzen-Schneiden:

Sauerstofflanzierung ist ein Sauerstoffschneidverfahren, das zum Schneiden von Metallen mit Sauerstoff verwendet wird, der durch ein Verbrauchsrohr zugeführt wird. Die Sauerstofflanze besteht aus einem schwarzen Eisenrohr mit kleinem Durchmesser (3-13 mm). Das Lanzenrohr ist mit Fittings und Nippeln und einem Sauerstoffumschalter für den schnellen Wurf verbunden, wie in Abb. 19.9A gezeigt. Sauerstoff wird durch einen Schlauch in das Rohr mit einem regulierten Druck von 550 bis 620 kPa eingeleitet. Das Lanzenrohr wird beim Schneidvorgang verbrannt.

Der Hauptunterschied zwischen dem Sauerstofflanzenschneiden und dem gewöhnlichen Brennschneidbrenner besteht darin, dass in dem Brenner keine Vorheizflamme vorhanden ist, um das Material auf der Zündtemperatur zu halten. Die Sauerstofflanze wird hauptsächlich zum Schneiden von heißem Metall insbesondere in Stranggussstahlwerken eingesetzt.

Da der Stahl ausreichend heiß ist, bewirkt der Sauerstoffstrom eine schnelle Oxidation, und es wird geschnitten. Für andere Anwendungen, z. B. für schwere oder tiefe Schnitte, wird ein Standardbrenner verwendet, um ein Vorwärmen zu bewirken, gefolgt von einer Sauerstofflanze zum Schneiden. Das Ende der Sauerstofflanze wird heiß und schmilzt, um Eisen für die Reaktion bereitzustellen, um die Schneidtemperatur auf hoher Temperatur zu halten.

Andere Methoden, die verwendet werden, um die zum Starten des Schnittes benötigte Wärme zu erhalten, umfassen das Anbringen eines glühenden Stahlstücks an der Startposition oder das Erwärmen des Endes der Lanze, bis sie heiß ist. Wenn es mit dem zu schneidenden Metall in Kontakt gebracht wird und der Sauerstoff eingeschaltet wird, brennt das Ende des Rohrs auf brillante Weise und liefert genügend Wärme, um den Schnitt zu beginnen.

Ein Spritzschutzschild ist häufig erforderlich, um den Bediener vor der Spritzschlacke zu schützen. Dies kann bequem durch Verwendung eines Eimers in umgedrehter Position mit einem 13-mm-Loch in seinem Boden erreicht werden, durch den die Sauerstofflanze an die gewünschte Stelle gelangt, wie in Abb. 19.9B gezeigt.

Die Sauerstofflanze ist ein hervorragendes Werkzeug zum Durchstechen von Löchern in Stahl. Zum Beispiel kann ein Loch mit einem Durchmesser von 65 mm innerhalb von zwei Minuten in einen 300 mm dicken Stahl geschnitten werden. Dieses Verfahren wird auch zum Abstechen von Hochöfen eingesetzt. Die übliche Vorrichtung erlaubt das Schneiden von Material mit einer Dicke von bis zu etwa 2 m.

Manchmal wird das Pulverschneiden auch mit Lanzenschneidgeräten durchgeführt. Eisen- und Aluminiumpulver werden im Lanzenstiel mit Sauerstoff gemischt und brennen am Rohrende. Pulver-Schneidlanze kann erfolgreich zum Schneiden von Aluminiumbarren, Bronze, Stahl und Gusseisen mit Einschlüssen, Schamottesteinen und Beton verwendet werden.

Einige proprietäre Sauerstofflanzenrohre sind ebenfalls erhältlich. Solche Rohre sind mit abgeschnittenen Drahtstücken aus Aluminium und Stahl oder Magnesium und Stahl ausgestattet. Aluminium und Magnesium oxidieren leicht und erhöhen die Reaktionstemperatur. Der Stahl des Rohrs und die Stahldrähte neigen dazu, die Reaktion zu verlangsamen, während Aluminium- und Magnesiumdrähte dazu neigen, die Reaktion zu beschleunigen. Diese Art von Lanze kann in Luft, Unterwasser oder in nicht brennbaren Materialien verbrennen. Die enorme Menge an erzeugter Wärme kann fast alles schneiden, darunter Beton, Ziegelsteine ​​und andere Nichtmetalle.

Prozess Nr. 5: Sauerstoffbogenschneiden:

Bei diesem Verfahren wird die notwendige Wärme zum Vorwärmen oder Schmelzen des Materials durch einen Lichtbogen zwischen einer verbrauchbaren röhrenförmigen Elektrode und dem Basismetall zugeführt. Die verwendete Elektrode hat eine Flussmittelabdeckung und ist entweder mit einer Gleichstrom- oder einer Wechselstromversorgungseinheit verbunden, obwohl Gleichstrom mit Negativelektrode im Allgemeinen bevorzugt wird, da sie tendenziell schnellere Schneidgeschwindigkeiten ergibt.

Das Verfahren erfordert einen speziellen Kombinationselektrodenhalter und einen Sauerstoffbrenner (siehe Abb. 19.10). Sauerstoff wird dem Loch in der Elektrode mit einem Druck von etwa 5 bar (500 kPa) zugeführt. Die gängigen Elektrodengrößen sind Durchmesser von 5 mm und 7 mm mit einem zentralen Lochdurchmesser von 1-6 mm bzw. 2-5 mm und einer Länge von 450 mm. Der elektrische Strom liegt zwischen 150 A und 250 A, und ein Sauerstoffdruck von 20 kPa bis 500 kPa kann verwendet werden.

Sobald der Schnitt eingeleitet ist, wird die Elektrode entlang der Platte bewegt, wobei der äußere Rand der Flussmittelabdeckung die Oberfläche berührt und einen Winkel von 80 ° bis 85 ° bildet. Das Ende der Elektrode brennt in Form eines Kegels, wodurch die Bogenlänge konstant gehalten wird. Die Flussmittelabdeckung unterstützt das Schneiden von Stählen, die Legierungselemente enthalten, die die exotherme Reaktion zwischen Eisen und Sauerstoff andernfalls verzögern oder stoppen könnten.

Bei einer Verfahrensvariante wird eine gewöhnliche Schweißelektrode zum Schneiden mit Sauerstoff verwendet, der mit Hilfe eines Schneidaufsatzes, der einem Gasschweißbrenner ähnelt, aber nur mit Sauerstoffzufuhr durch die Schnittfuge geleitet wird, zugeführt wird.

Das Sauerstoffbogenschneiden kann zum Schneiden von Edelstahl, Chrom, Nickel, hochlegierten Stählen, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronzen, Moncl, Inconel, Nickel und Gusseisen verwendet werden. Die Schnittqualität ist schlechter als beim Brenngasschneiden von Flussstahl. Materialien mit einer Dicke von 5 mm bis 100 mm können mit diesem Verfahren geschnitten werden; Die Schnittgeschwindigkeit hängt von der Materialstärke ab. Tabelle 19.2 enthält die Daten für das Sauerstoffbogenschneiden von Flussstahl.

Zum Schneiden von oxidationsbeständigen Metallen liefert der Lichtbogen die Wärme zum Schmelzen, und der Sauerstoffstrahl wird zum Ausblasen des geschmolzenen Metalls aus der Schnittfuge verwendet. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Schnittgeschwindigkeit. Zum Beispiel würde die Schnittgeschwindigkeit für 25 mm dicke Edelstahl- oder Monel-Metallplatten etwa 4 m / h betragen, während sie bei Bronze gleicher Dicke 5 m / h betragen würde, verglichen mit 30 m / h für kohlenstoffarmen Stahl.

Dieses Verfahren kann erfolgreich zum Schneiden unter Wasser eingesetzt werden.