Hoe werkt autogeen snijden?

Hoe werkt autogeen snijden?

Autogeen snijden - stapsgewijs proces, kenmerken en toepassing

ESAB heeft als sinds 1907 ervaring met autogeen snijden, dat wordt beschouwd als het meest kosteneffectieve proces voor het snijden van koolstofstaal. Een van de grootste voordelen is dat het proces gecombineerd kan worden met plasma of waterstraal voor hetzelfde deel. In dit artikel leert u hoe het autogeen snijproces werkt.

Wat is autogeen snijden?

Autogeen snijden is een proces waarbij een mengsel van brandbare gassen en zuurstof wordt gebruikt om metalen te snijden. Enkele veelgebruikte brandbare gassen zijn propaan, aardgas, acetyleen en enkele andere gemengde gassen. De techniek wordt zeer veel gebruikt voor CNC-machines voor het snijden van staalplaten.

Hoe werkt autogeen snijden?

Autogeen snijden is een chemische reactie tussen zuivere zuurstof en staal waarbij ijzeroxide wordt gevormd. Het kan worden beschreven als snel, gecontroleerd roesten. Een autogene snijbrander met vlam wordt gebruikt om vormen uit plaatstaal te snijden.

Hier zijn de basisprincipes van het autogene snijproces:

Stap 1: Voorverwarmen

Voordat het staal wordt gesneden, moet het metaal worden verwarmd tot de zelfontbrandingstemperatuur, ongeveer 1000 °C met voorwarmvlammen. Hierdoor reageert het staal gemakkelijk met zuurstof. Een autogene snijbrander wordt gebruikt om het metaal met voorwarmvlammen te verwarmen.

In de brander wordt het brandbare gas gemengd met zuurstof tot een licht ontvlambaar mengsel. De snijbrander heeft een mondstuk met meerdere, in een cirkel aangebrachte gaten waarmee het ontvlambare gasmengsel in meerdere kleine stralen worden geconcentreerd. Dit brandstof-zuurstofmengsel wordt buiten het mondstuk ontstoken. De resulterende voorwarmvlam vormt zich aan de punt van het mondstuk. Door aanpassing van de brandstof-zuurstofverhouding kan de voorwarmvlam worden geregeld om de hoogst mogelijke temperatuur in de kleinst mogelijke vlam te produceren. Daardoor wordt de warmte geconcentreerd op een klein gebied op het oppervlak van de stalen plaat die moet worden gesneden.

Stap 2: Doorsteken

Bij toepassing van een voorwarmvlam bereikt het oppervlak van de plaat de zelfontbrandingstemperatuur (ongeveer 1000 °C). Zuivere zuurstof wordt vervolgens naar het verwarmde gebied geleid in een fijne stroom onder hoge druk om door de plaat te dringen. Dit staat bekend als 'zuurstofsnijden'. Als de stroom snijzuurstof het voorverwarmde staal raakt, begint een snel oxidatieproces. Het geoxideerde staal verandert in gesmolten slak. De slak moet worden verwijderd om de zuurstofstroom door de plaat te laten dringen. Afhankelijk van de plaatdikte wordt de zuurstofstroom dieper in de plaat geduwd. Daarbij wordt de gesmolten slak uit het geperforeerde gat geblazen.

Stap 3: Snijden

Wanneer de zuurstofstroom door de plaat dringt, kan de brander met een constante snelheid worden bewogen om een continue snede te vormen. De tijdens het proces gesmolten slak wordt naar de bodem van de plaat geblazen.

De warmte die ontstaat tijdens de chemische reactie tussen de zuurstof en het staal verwarmt het oppervlak van de plaat voor, maar net voor de snede. Deze warmte is echter onvoldoende om te snijden zonder voorwarmvlam. Daarom wordt gedurende de hele snede een voorwarmvlam gebruikt om warmte aan de plaat toe te voegen, terwijl de brander wordt verplaatst.

Is autogeen snijden geschikt voor alle metalen?

Met dit proces kunnen alleen metalen met oxiden met een lager smeltpunt dan het basismetaal zelf worden gesneden. Anders stopt de oxidatie, zodra het metaal oxideert, door de vorming van een beschermende korst. Alleen staal met een laag koolstofgehalte en sommige lage legeringen voldoen aan de bovenstaande eis en kunnen effectief autogeen worden gesneden.

Kenmerken van een hoogwaardige autogene snede

Een hoogwaardige autogene snede heeft de volgende kenmerken:

  • Vierkante bovenhoek (met minimale radius)
  • Snijvlak plat van boven naar beneden (geen ondersnijding)
  • Snijvlak vierkant t.o.v. het bovenoppervlak
  • Schoon, glad oppervlak met bijna verticale sleeplijnen
  • Weinig tot geen slak aan de onderste rand (gemakkelijk te verwijderen door afschrapen)

Dit zijn slechts de basisprincipes van autogeen snijden. Sommige factoren die de kwaliteit van de snijrand beïnvloeden, zijn snijzuurstofdruk, plaattemperatuur, regeling van de voorwarmvlam, snelheid, snijhoogte etc.

Diverse toepassingen van autogeen snijden

Autogeen snijden wordt veelvuldig gebruikt om plaatranden te maken voor groef- en schuin lassen. Het snijproces wordt ook toegepast bij:

  • Handmatig grof afsnijden
  • Schroot snijden
  • Geautomatiseerd precies contoursnijden
  • Metalliseren
  • Snijden en buigen
  • Vlamharding

Autogeen snijden is kosteneffectief en geschikt voor metalen van verschillende diktes. Daarom wordt het proces toegepast bij reparatiewerkzaamheden in het veld en op bouwplaatsen.