Wat is vlamsnijden en hoe werkt het?

Inzicht in de techniek van het vlamsnijden

Dit artikel beschrijft wat vlamsnijden is en hoe het werkt?

Wat is vlamsnijden?

Vlamsnijden is een thermisch snijproces dat wordt gebruikt om stalen onderdelen te scheiden en vorm te geven. Bij vlamsnijden wordt zuurstof en een brandstof gebruikt om een vlam te creëren waarmee materiaal wordt gesmolten.

Een proces met vele namen

Het proces dat vaak vlamsnijden wordt genoemd, wordt ook met vele andere termen aangeduid zoals zuurstof-acetyleensnijden, zuurstof-brandstofgassnijden, zuurstofbranden, staalbranden, om er maar enkele te noemen. Het proces is nu ongeveer 111-112 jaar oud, aangezien het in 1901 werd gepatenteerd door Thomas Fletcher. Een van de eerste commerciële toepassingen was wat de Britten een 'ongeoorloofde banktoegang' oftewel 'een kluis kraken' noemden.

Hoe werkt vlamsnijden?

Het proces is een thermochemisch proces waarvoor een intense warmtebron, aangeduid als 'voorverwarmen', en zuivere zuurstof nodig zijn. De zuurstof moet een minimale zuiverheid van 99,5% hebben, wat de minimale zuiverheid is die meestal aanwezig is in flessen, cilinders en bulksystemen. Een vermindering van de zuiverheid van 0,1% verlaagt de snijsnelheid met ongeveer 10%. Een hoge zuiverheid is dus van cruciaal belang.

Hoewel de zuurstofbron zuiver kan zijn, kunnen onjuiste verbindingen, beschadigde slangen of lekken in welke vorm dan ook onzuiverheden in het systeem veroorzaken, waardoor de snijsnelheid afneemt. De zeer zuivere zuurstof vormt een groot gevaar en vereist uiterste zorg bij de keuze van de apparatuur en het ontwerp van leidingsystemen voor het gebruik ervan. Er zijn talrijke documenten beschikbaar om u te helpen bij deze veiligheidsproblemen. De Amerikaanse federale wetgeving (OSHA) bevat talrijke eisen voor de te gebruiken apparatuur en de te volgen procedures.

Het proces kan worden gebruikt voor het snijden/afsnijden van vele verschillende materialen met als basisvereiste dat het gevormde oxide een lager smeltpunt moet hebben dan het te snijden basismateriaal. Een goed voorbeeld van een materiaal dat niet kan worden vlamgesneden, is aluminium waarvan het smeltpunt in de orde van grootte van 648-705 °C ligt, maar waarvan het oxide een smeltpunt van ongeveer 2760 °C heeft. Roestvrij staal bevat additieven zoals chroom en nikkel voor 'oxidatieweerstand'. Dit is het proces (oxidatie) dat u probeert te bevorderen, dat wil zeggen dat dit type materiaal niet zonder enige hulp wordt gesneden.

Welke materiaaldikte kan worden gesneden?

Met dit proces kunnen metaalplaten tot 250 cm dik worden gesneden. Voor 1958, toen plasmalassen werd geïntroduceerd, werden alle diktes vlamgesneden. Tegenwoordig wordt metaal dat dunner is dan 0,9 tot 1,3 cm meestal alleen gesneden met plasma of laser, omdat vlamsnijden van dunne materialen zeer moeilijk is. Dun materiaal vereist een zeer intense voorverwarming, aangezien de snijsnelheid die vereist is voor een hoogwaardige snede zeer hoog is; daarom is een voorverwarming met hoge temperatuur en hoge snelheid gewenst.

Het proces voor alle diktes is hetzelfde: eerst moet het materiaal worden 'voorverwarmd' tot een temperatuur van 871-982 °C. Daarna stroomt de zuivere zuurstof naar het voorverwarmde gebied en wordt het staal geoxideerd of gebrand, vandaar de term 'branden'. (De term 'brander' wordt vaak gebruikt voor de operator.) De kwaliteit van het uiteindelijke snijvlak kan uitstekend zijn met een scherpe bovenrand, vierkant/vlak snijvlak en een scherpe slakvrije onderrand.

Wat zijn de regelbare parameters voor vlamsnijden?

De snijkwaliteit is afhankelijk van talrijke parameters, waarvan de belangrijkste de vaardigheid van de brander/operator is. Hier is een korte, maar niet volledige lijst van items/parameters die de snijkwaliteit beïnvloeden:

1. Keuze van het juiste snijpunt
2. Keuze van de juiste snijzuurstofdruk
3. Juiste voorverwarming (een functie van de snijpunt en de operator) omvat zowel de hoeveelheid voorverwarming als de verhouding tussen zuurstof en brandbaar gas
4. Juiste snijsnelheid
5. Juiste afstand tussen punt en werkstuk
6. Keuze van het juiste brandbare gas
7. Een gastoevoersysteem (zowel brandbaar gas als zuurstof) is voldoende om de benodigde hoeveelheid gas met de gewenste druk te leveren.

De meeste van deze parameters kunnen variëren, afhankelijk van het materiaal en de oppervlakteconditie van de te snijden plaat. Al deze parameters worden geregeld door de operator en benadrukken het belang van een goed opgeleide operator en een goede en goed onderhouden machine.