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Automazione del taglio
L'esperienza di ESAB con il taglio a ossicombustibile risale al 1907. Il taglio a ossicombustibile è considerato il processo più conveniente per il taglio dell'acciaio al carbonio. Uno dei maggiori vantaggi è che il processo può essere combinato con la tecnica al plasma o a getto d'acqua sulla stessa parte. In questo articolo viene illustrato il funzionamento del processo di taglio a ossicombustibile.
Il taglio a ossicombustibile è un processo in cui una miscela di gas combustibili e ossigeno viene utilizzata per tagliare i metalli. Alcuni dei gas combustibili comunemente utilizzati includono propano, gas naturale, acetilene e alcuni altri gas misti. La tecnica è estremamente popolare sulle macchine CNC per il taglio di lamine di acciaio.
Il taglio a ossicombustibile è una reazione chimica tra ossigeno puro e acciaio per formare ossido di ferro. Può essere descritto come un arrugginimento rapido e controllato. Una torcia da taglio a ossicombustibile con una fiamma viene utilizzata per tagliare forme dalla lamiera d'acciaio.
Di seguito sono illustrate le basi del funzionamento del processo di taglio a ossicombustibile:
Prima di tagliare l'acciaio, il metallo deve essere riscaldato fino alla sua temperatura di accensione, circa 982 °C con fiamme di preriscaldamento. Questo fa sì che l'acciaio reagisca prontamente con l'ossigeno. Una torcia a ossicombustibile viene utilizzata per fornire fiamme di preriscaldamento per riscaldare il metallo.
Il gas combustibile viene miscelato con l'ossigeno all'interno della torcia per formare una miscela altamente infiammabile. La torcia è dotata di un ugello contenente più fori progettati in uno schema circolare per concentrare la miscela di gas infiammabile in numerosi getti di piccole dimensioni. Questa miscela carburante-ossigeno si accende all'esterno dell'ugello. La fiamma di preriscaldamento risultante si forma sulla punta dell'ugello. La regolazione del rapporto carburante/ossigeno consente di regolare la fiamma di preriscaldamento per produrre la temperatura più alta possibile nella fiamma delle minori dimensioni possibili. Questo aiuta a concentrare il calore su una piccola area sulla superficie della lamiera d'acciaio da tagliare.
All'applicazione della fiamma di preriscaldamento, la superficie della lamiera raggiunge la temperatura di accensione (circa 982 °C). L'ossigeno puro viene quindi diretto verso l'area riscaldata in un flusso sottile ad alta pressione per perforare la lamiera. Questo ossigeno viene definito "ossigeno di taglio". Quando il flusso di ossigeno di taglio colpisce l'acciaio preriscaldato, inizia un processo di ossidazione rapida. L'acciaio ossidato si trasforma in scorie fuse. Le scorie devono essere rimosse per consentire al flusso di ossigeno di perforare la lamiera. A seconda dello spessore della lamiera, il flusso di ossigeno viene spinto più in profondità nella lamiera. Nel processo, le scorie fuse vengono rimosse dal foro perforato mediante il getto.
Quando il flusso di ossigeno penetra attraverso la lamiera, la torcia può essere spostata a velocità costante per formare un taglio continuo. Le scorie fuse formate durante il processo vengono rimosse sul fondo della lamiera.
Il calore generato durante la reazione chimica tra l'ossigeno e l'acciaio preriscalda la superficie della lamiera ma proprio davanti al taglio. Tuttavia, questo calore è inadeguato per eseguire il taglio senza fiamma di preriscaldamento. Pertanto, la fiamma di preriscaldamento viene utilizzata durante il taglio per aggiungere calore alla lamiera mentre la torcia si muove.
Solo i metalli con ossidi a un punto di fusione inferiore rispetto al metallo di base stesso può essere tagliato con questo processo. Altrimenti, non appena il metallo si ossida, interrompe il processo di ossidazione formando una crosta protettiva. Solo l'acciaio a basso tenore di carbonio e alcune leghe basse soddisfano la condizione di cui sopra e possono quindi essere tagliati in modo efficace con il processo a ossicombustibile.
Un taglio a ossicombustibile di qualità ha le seguenti caratteristiche:
Quelle appena illustrate sono solo le basi del funzionamento del processo di taglio a ossicombustibile. Alcuni dei fattori che influiscono sulla qualità del bordo di taglio includono la pressione dell'ossigeno di taglio, la temperatura della lamiera, la regolazione della fiamma di preriscaldamento, la velocità, l'altezza di taglio e così via.
Il taglio a ossicombustibile è ampiamente utilizzato per realizzare i bordi delle lamiere per la saldatura di scanalature e smussi. Il processo di taglio trova il suo impiego anche nei seguenti ambiti:
Il processo di taglio a ossicombustibile è conveniente e utilizzabile su metalli di vari spessori. Pertanto, il processo trova applicazione nei lavori di riparazione sul campo e nei cantieri.