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Automazione del taglio
Se ti stai chiedendo "cos'è il taglio a ossicombustibile?", la risposta è semplice. È un processo di taglio termico che utilizza ossigeno puro e gas combustibile per tagliare materiali come lamiere d'acciaio.
Il calore emesso da una torcia per il taglio a ossicombustibile viene utilizzato per aumentare la temperatura della superficie o del bordo dell'acciaio a circa 982 °C. L'ossigeno viene quindi indirizzato all'area riscaldata mediante un flusso fine ad alta pressione. L'acciaio inizia a ossidarsi e viene rimosso da un getto di ossigeno in modo da formare una cavità. Il calore e il flusso di ossigeno si muovono a una velocità costante per tagliare il metallo.
L'effettiva reazione chimica che ha luogo durante il taglio a ossicombustibile viene talvolta denominata "arrugginimento rapido" o "arrugginimento rapido controllato", perché si tratta di una reazione che produce una rapida ossidazione dell'acciaio.
Il taglio a ossicombustibile, definito anche "combustione", "taglio a torcia" o "taglio a fiamma", è ampiamente utilizzato in molti ambiti industriali, ma solo su un metallo: l'acciaio. Può tagliare acciaio di tutte le forme e dimensioni con spessori da 0,5 a 250 mm.
Tuttavia, solo il metallo con ossidi a un punto di fusione inferiore rispetto al metallo di base stesso può essere tagliato mediante questo processo. Ciò include i tipi di acciaio dolce a basso tenore di carbonio e alcuni acciai bassolegati. Se si utilizzano altri materiali, una volta che il metallo si ossida, inizia a formarsi una crosta protettiva o il materiale si liquefà e scorre via prima che possa avvenire il taglio.
La purezza della fonte di ossigeno non influirà solo sulla velocità di taglio, ma anche sulla qualità del taglio. La purezza dell'ossigeno non dovrebbe essere inferiore al 99,5%.
Il design dell'ugello svolge un ruolo fondamentale nel garantire che il flusso d'aria rimanga puro; ad esempio, protegge il getto di ossigeno dalla penetrazione dell'aria, che può causare la formazione di bolle o sacche d'aria nel metallo.
Nell'ambito di un sistema di taglio a ossicombustibile, non tutti i gas combustibili sono uguali. I più comuni sono propano, acetilene, gas di petrolio liquefatto al propilene, MAPP (metilacetilene-propadiene) e gas naturale. A seconda della temperatura della fiamma e della distribuzione del calore, il tipo di gas può influire su fattori quali la qualità del bordo, il tempo di perforazione e la velocità di taglio.
Di seguito sono illustrati alcuni fattori che possono influire sul motivo per cui si sceglie un gas combustibile specifico:
Il taglio a ossicombustibile è il processo più conveniente per il taglio dell'acciaio al carbonio. Può anche essere combinato con il taglio al plasma o il taglio a getto d'acqua sulla stessa parte. Di seguito sono illustrati gli aspetti fondamentali del suo funzionamento:
Mediante le fiamme di preriscaldamento di una torcia a ossicombustibile, l'acciaio viene riscaldato alla sua temperatura di accensione (o innesco) di circa 982 °C. A questo punto, è pronto per reagire con l'ossigeno.
All'interno della torcia, il gas combustibile viene miscelato con l'ossigeno per creare una miscela altamente infiammabile. Un ugello con più fori disposti in uno schema circolare concentra la miscela di gas infiammabile emettendo numerosi getti di piccola entità. La miscela carburante-ossigeno si accende all'esterno dell'ugello e le fiamme di preriscaldamento si formano appena fuori dalla punta dell'ugello.
Durante il processo, è possibile regolare il rapporto combustibile/ossigeno. Ciò contribuirà a produrre la temperatura più alta possibile concentrata nella fiamma delle minori dimensioni possibili. Di conseguenza, il controllo è maggiore e il calore può essere concentrato in una piccola area sulla superficie della lamiera d'acciaio.
Per perforazione si intende semplicemente la penetrazione iniziale della superficie da tagliare. Una volta che la superficie o il bordo della lamiera ha raggiunto la temperatura di accensione, viene attivato un getto di ossigeno, denominato "ossigeno di taglio", per iniziare a perforare la lamiera.
Il getto viene prodotto da un unico foro al centro dell'ugello. Il processo di ossidazione rapida inizia quando il flusso di ossigeno di taglio colpisce l'acciaio preriscaldato.
Il processo di ossidazione viene definito "reazione esotermica". In breve, il processo emette più calore di quello necessario per avviare le operazioni. L'acciaio ossidato forma quindi scorie fuse, che vengono rimosse dal getto, consentendo allo stesso di perforare il materiale.
Il processo di perforazione può richiedere una frazione di secondo o diversi secondi, a seconda dello spessore della lamiera. Durante questo periodo, il flusso di ossigeno di taglio procede sempre più in profondità per penetrare nella lamiera. Durante tale passaggio, le scorie fuse vengono rimosse dal foro di perforazione mediante il getto.
Se eseguita correttamente, questa operazione produce un piccolo accumulo di scorie liquide sulla parte superiore della lamiera. Tuttavia, un approccio non corretto può produrre l'espulsione di un grande getto di acciaio fuso.
Una volta che il flusso di ossigeno di taglio si è fatto strada attraverso la lamiera, la torcia può iniziare a muoversi a velocità costante, in modo da formare un taglio continuo. La punta da taglio e i flussi di gas impostati sui regolatori controllano lo spessore del metallo da tagliare.
Per assicurarsi che la reazione esotermica prosegua, la torcia mantiene riscaldato l'acciaio, proprio davanti al taglio, durante tutto il processo. Il calore viene quindi applicato alla lamiera in modo costante, permettendo alla torcia di continuare ad avanzare. Allo stesso tempo, le scorie fuse vengono rimosse dal fondo della lamiera mediante il getto.
Sebbene questi siano i passaggi fondamentali, molti altri fattori influiscono su tale processo. Questi includono la velocità, la pressione dell'ossigeno di taglio, la regolazione della fiamma di preriscaldamento, l'altezza di taglio e la temperatura della lamiera. Ognuno di questi aspetti può influire sulla qualità finale del bordo di taglio e determinare il successo dell'operazione di taglio a ossicombustibile.