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Schneidautomatisierung
Die Erfahrung von ESAB mit dem Autogenschneiden reicht bis ins Jahr 1907 zurück. Das Autogenschneiden gilt als das kostengünstigste Verfahren zum Schneiden von Kohlenstoffstahl. Einer der größten Vorteile ist, dass das Verfahren mit Plasma oder Wasserstrahl auf dasselbe Teil angewandt werden kann. In diesem Artikel erfahren Sie, wie das Autogen-Schneidverfahren funktioniert.
Autogenschneiden ist ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus Brenngasen und Sauerstoff zum Schneiden von Metallen verwendet wird. Zu den üblicherweise verwendeten Brenngasen gehören Propan, Erdgas, Acetylen und einige andere Mischgase. Diese Technik ist besonders beliebt, um Stahlplatten mit CNC-Maschinen zu schneiden.
Beim Autogenschneiden handelt es sich um eine chemische Reaktion zwischen reinem Sauerstoff und Stahl, wodurch Eisenoxid entsteht. Es kann als schnelles, kontrolliertes Rosten beschrieben werden. Ein Autogen-Schneidbrenner mit Flamme wird zum Schneiden von Formen aus Stahlblech verwendet.
Hier sind die Grundlagen des Autogen-Schneidverfahrens:
Vor dem Schneiden des Stahls muss das Metall mit Vorwärmflammen auf seine Anzündtemperatur von etwa 980 °C erhitzt werden. Dadurch reagiert der Stahl leicht mit Sauerstoff. Mit einem Autogenbrenner werden Vorwärmflammen zum Erhitzen des Metalls erzeugt.
Brenngas wird im Brenner mit Sauerstoff vermischt, um ein hochentzündliches Gemisch zu bilden. Der Brenner hat eine Düse mit mehreren kreisförmig angeordneten Löchern, um das brennbare Gasgemisch in mehreren kleinen Strahlen zu bündeln. Dieses Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird außerhalb der Düse gezündet. Die entstehende Vorwärmflamme bildet sich an der Düsenspitze. Durch die Anpassung des Brennstoff-Sauerstoff-Verhältnisses kann die Vorwärmflamme so eingestellt werden, dass die kleinstmögliche Flamme die höchstmögliche Temperatur erzeugt. Dadurch wird die Hitze auf einen kleinen Oberflächenbereich der zu schneidenden Stahlplatte konzentriert.
Beim Einschalten der Vorwärmflamme erreicht die Oberfläche der Platte die Anzündtemperatur (ca. 980 °C). Reiner Sauerstoff wird dann in einem feinen Hochdruckstrahl auf den erhitzten Bereich gerichtet, um die Platte zu durchdringen. Er wird als „schneidender Sauerstoff“ bezeichnet. Wenn der Schneidsauerstoffstrom auf den vorgewärmten Stahl trifft, beginnt ein schneller Oxidationsprozess. Der oxidierte Stahl verwandelt sich in geschmolzene Schlacke. Die Schlacke muss entfernt werden, damit der Sauerstoffstrom durch die Platte dringen kann. Je nach Plattendicke wird der Sauerstoffstrom tiefer in die Platte gedrückt. Dabei wird die geschmolzene Schlacke aus dem Einstichloch geblasen.
Wenn der Sauerstoffstrom durch die Platte sticht, kann der Brenner mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden, um einen kontinuierlichen Schnitt zu bilden. Die während des Prozesses gebildete geschmolzene Schlacke wird ans Ende der Platte geblasen.
Die bei der chemischen Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Stahl entstehende Wärme wärmt die Oberfläche des Blechs vor, aber erst kurz vor dem Schnitt. Diese Wärme reicht jedoch nicht aus, um einen Schnitt ohne Vorwärmflamme durchzuführen. Daher wird während des gesamten Schnitts eine Vorwärmflamme verwendet, um der Platte Wärme zuzuführen, während sich der Brenner bewegt.
Mit diesem Verfahren können nur Metalle geschnitten werden, deren Oxide einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Grundwerkstoff haben. Andernfalls beendet das Metall, sobald es oxidiert, die Oxidation durch Bildung einer schützenden Kruste. Nur Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einige niedrig legierte Stähle erfüllen die oben genannten Bedingungen und können erfolgreich mit dem Autogenverfahren geschnitten werden.
Ein hochwertiger Autogenschnitt hat folgende Eigenschaften:
Dies sind nur die Grundlagen des Autogenschneidens. Zu den Faktoren, die die Qualität der Schnittkante beeinflussen, gehören Schnittsauerstoffdruck, Plattentemperatur, Einstellung der Vorwärmflamme, Geschwindigkeit, Schnitthöhe usw.
Das Autogenschneiden wird in großem Umfang zur Herstellung von Blechkanten für das Nut- und Fasenschweißen verwendet. Das Schneideverfahren wird auch auf folgende Weise eingesetzt:
Das Autogenschneiden ist kosteneffizient und kann auf Metallen unterschiedlicher Dicke angewandt werden. Daher findet das Verfahren Anwendung bei Reparaturarbeiten vor Ort und auf Baustellen.