Mi a lángvágás?

Mi a lángvágás?

A lángvágás technikájának megértése

Ha arra kíváncsi, hogy „mi a lángvágás”, a válasz egyszerű. Termikus vágási eljárás, amely tiszta oxigént és éghető gázt használ az anyagok, például acéllemez átvágására.

A lángvágó pisztoly hőjét az acél felületének vagy élének körülbelül 1800 °C-ra melegítésére használják. Ezután az oxigént finom, nagynyomású sugárban a melegített felületre irányítják. Az acél oxidálódni kezd, és az elfúvása miatt üreg képződik. A hő és az oxigénsugár egyenletes sebességgel mozogva vág bele a fémbe.

A lángvágás során végbemenő tényleges vegyi reakciót néha „gyors rozsdásodásnak” vagy „gyors,irányított rozsdásodásnak” nevezik. Ez egyszerűen azért van, mert az acél gyorsan oxidálódik.

A fém

A lángvágást, más néven „égető”, „termikus” vagy „oxigén-acetilén vágást” széles körben alkalmazzák számos ipari környezetben, de csak egyetlen fémen, az acélon. Minden formájú és méretű acél vágására képes 0,5 mm-től 250 mm-ig.

Az eljárással azonban csak olyan fém vágható, amelynek oxidjai az alapfémnél alacsonyabb olvadásponttal rendelkeznek. Ide tartozik az alacsony széntartalmú, lágyacél és néhány gyengén ötvözött acél. Ellenkező esetben, ha a fém oxidálódik, védőkéreg kezd kialakulni, illetve az anyag megolvad és elfolyik, mielőtt a vágás megtörténne.

Oxigén

Az oxigénforrás tisztasága nemcsak a vágási sebességet, hanem a vágás minőségét is befolyásolja. Legalább 99,5%-os tisztaságúnak kell lennie.

A fúvóka kialakítása létfontosságú szerepet játszik abban, hogy a levegőáram tiszta maradjon. Például megvédi az oxigénsugarat a levegő beszivárgásától, ami légbuborékokat vagy légzárványokat okoz a fémben.

A gázok

Nem minden éghető gáz felel meg, ha lángvágó rendszerről van szó. A legelterjedtebb a propán, az acetilén, a propán-bután gáz, a MAPP (metilacetilén-propadién) és a földgáz. A láng hőmérsékletétől és a hőeloszlástól függően a gáz típusa olyan tényezőket befolyásolhat, mint az él minősége, a lyukasztási idő és a vágási sebesség.

Íme néhány tényező, amely befolyásolhatja, hogy miért válasszon egy adott éghető gázt:

  • Acetilén: Az acetilén állítja elő a legmagasabb hőmérsékletű lángot az összes éghető gáz közül. Ez gyorsabb lyukasztáshoz vezet. Erősebb lángot is képez, csökkentve a hőhatásövezet (HAZ) méretét és a torzítás mértékét.
  • Propán: A propán lánghőmérséklete alacsonyabb, mint az acetiléné. A lyukasztás ezért lassabb, mint az acetilénnél; a vágási sebesség azonban megközelítőleg azonos.
  • MAPP: A MAPP gáz különféle szénhidrogének, metilacetilén és propadién keveréke. Általában acetilén helyett használják, mert egyenletesebb hőforrást biztosít.
  • Propilén: A propilén folyékony olajgáz. Hasonló lánghőmérsékletű, mint a MAPP, és injektáló gázégőt igényel az optimális hőáramlás és a vágások eléréséhez. Úgy működik, hogy a hőt a kúpos hősugár külső széleire koncentrálja.
  • Földgáz: A földgáznak a legalacsonyabb lánghőmérséklete más gázokhoz képest. Ennek eredményeként ennél a leghosszabb a lyukasztási idő.

Lángvágási eljárás

A lángvágás a szénacél vágásának legköltséghatékonyabb eljárása. Ugyanazon az alkatrészen plazmavágással vagy vízsugaras vágással is kombinálható. Íme a működésének alapjai:

1. lépés: Előmelegítés

A lángvágó pisztoly előmelegítő lángja segítségével az acélt körülbelül 1800 °C-os gyújtási (vagy gyulladási) hőmérsékletre hevítik. Ezután készen áll az oxigénnel végbemenő reakcióra.

A pisztoly belsejében az éghető gáz oxigénnel keveredik össze, hogy nagyon gyúlékony keverék jöjjön létre. A fúvókán több, körkörösen elhelyezett lyuk található, hogy a gyúlékony gázkeveréket több kis sugárban fókuszálja. A gáz-oxigén keverék a fúvókán kívül meggyullad, és az előmelegítő lángok közvetlenül a fúvóka csúcsán kívül keletkeznek.

A folyamat során a gáz és az oxigén aránya állítható. Ez segít abban, hogy a lehető legmagasabb hőmérséklet alakuljon ki a lehető legkisebb lángban. Ennek eredményeként jobb az irányítás, és a hő egy kis területen koncentrálható az acéllemez felületén.

2. lépés: Lyukasztás

A lyukasztás egyszerűen a vágandó felület kezdeti beolvadását jelenti. Amikor a lemez felülete vagy széle elérte a gyulladási hőmérsékletet, egy oxigénsugarat is bekapcsolnak, hogy elkezdjék a lemez átlyukasztását. Ezt hívják „vágó oxigénnek”.

A sugarat egyetlen furat képezi a fúvóka közepén. Ahogy a vágó oxigénsugár eléri az előmelegített acélt, megindul a gyors oxidációs folyamat.

Az oxidációs folyamatot exoterm reakciónak nevezik. Magyarul több hőt bocsát ki, mint amennyi a beindításához szükséges. Az oxidált acél ezután olvadt salakot képez, amelyet a sugár elfúj, és így átlyukasztja az anyagot.

A lyukasztás folyamata a lemez vastagságától függően a másodperc töredékét vagy néhány másodpercet is igénybe vehet. Ez alatt az idő alatt a vágó oxigénsugár egyre mélyebbre hatol be a lemezbe. Miközben ez megtörténik, az olvadt salak kifúvódik a lyukból.

Ha ezt megfelelően végzik, kis salaktócsa alakul ki a lemez tetején. Hanyag technika esetén azonban nagy, olvadt acélgejzír keletkezhet.

3. lépés: Vágás

Miután a vágást végző oxigénsugár átjutott a lemezen, a pisztoly elkezdhet állandó sebességgel mozogni. Ez folyamatos vágatot alakít ki. A vágócsúcs és a szabályozókon beállított gázsugarak szabályozzák a vágandó fém vastagságát.

Az exoterm reakció működésének fenntartása érdekében a pisztoly az egész folyamat során melegen tartja az acélt, közvetlenül a vágat előtt. A lemezre ható hő ezért folyamatos, és a pisztoly továbbhaladhat. Ezzel egyidejűleg az olvadt salak kifúvódik a lemez aljából.

Noha ezek a folyamat alapvető lépései, sok más tényező is közrejátszik. Ezek közé tartozik a sebesség, a vágó oxigén nyomása, az előmelegítő láng beállítása, a vágási magasság és a lemez hőmérséklete. Ezek mindegyike befolyásolhatja a vágási él végső minőségét, és meghatározhatja a lángvágási művelet sikerességét.