Jak działa proces cięcia tlenowo-paliwowego?

Jak działa proces cięcia tlenowo-paliwowego?

Cięcie tlenowo-paliwowe krok po kroku, charakterystyka i zastosowanie

Doświadczenie ESAB w cięciu tlenowo-paliwowym sięga 1907 roku. Cięcie tlenem jest uważane za najbardziej opłacalny proces cięcia stali węglowej. Jedną z jego największych zalet jest to, że proces można połączyć z plazmą lub strumieniem wody na tej samej części poddawanej obróbce. W niniejszym artykule dowiesz się, jak przebiega proces cięcia tlenowo-paliwowego.

Co to jest cięcie tlenowo-paliwowe?

Cięcie tlenowo-paliwowe to proces, w którym do cięcia metali wykorzystywana jest mieszanina paliw gazowych i tlenu. Niektóre z powszechnie stosowanych paliw gazowych to propan, gaz ziemny, acetylen i kilka innych gazów mieszanych. Technika ta jest niezwykle popularna na maszynach CNC do cięcia blach stalowych.

Jak działa proces cięcia tlenowo-paliwowego?

Cięcie tlenowo-paliwowe to reakcja chemiczna między czystym tlenem a stalą, w wyniku której powstaje tlenek żelaza. Można to opisać jako szybkie, kontrolowane rdzewienie. Palnik do cięcia tlenowo-paliwowego za pomocą płomienia służy do wycinania kształtów z płyty stalowej.

Oto podstawy działania procesu cięcia tlenowo-paliwowego:

Krok 1: Podgrzewanie

Przed rozpoczęciem cięcia stali metal należy podgrzać do temperatury zapłonu około 982℃ (1800°F) za pomocą płomieni podgrzewających. Sprawia to, że stal łatwo wchodzi w reakcję z tlenem. Palnik tlenowo-paliwowy służy do podgrzewania płomieni w celu podgrzania metalu.

Wewnątrz palnika paliwo gazowe jest mieszane z tlenem, tworząc wysoce łatwopalną mieszaninę. Palnik ma dyszę z wieloma otworami o okrągłym układzie, co pozwala skupić palną mieszaninę gazów w wielu małych strumieniach. Mieszanka paliwowo-tlenowa zapala się poza dyszą. Powstały płomień podgrzewania tworzy się na końcówce dyszy. Regulacja stosunku paliwa do tlenu umożliwia regulację płomienia podgrzewania, aby uzyskać najwyższą możliwą temperaturę przy najmniejszym możliwym płomieniu. Pomaga to skoncentrować ciepło na niewielkim obszarze na powierzchni ciętej płyty stalowej.

Krok 2: Przebijanie

Po zastosowaniu płomienia podgrzewania powierzchnia płyty osiąga temperaturę zapłonu, około 982℃ (1800°F). Czysty tlen jest następnie kierowany do nagrzanego obszaru drobnym strumieniem pod wysokim ciśnieniem, aby przebić się przez płytę. Nazywa się to „tlenem tnący”. Szybki proces utleniania rozpoczyna się gdy strumień tlenu tnącego uderza we wstępnie podgrzaną stal. Utleniona stal zamienia się w roztopiony żużel. Żużel musi zostać usunięty, aby strumień tlenu przebił się przez płytę. W zależności od grubości płyty strumień tlenu jest wpychany głębiej w płytę. W trakcie tego roztopiony żużel zostaje wydmuchany z przebitego otworu.

Krok 3: Cięcie

Gdy strumień tlenu przebije się przez płytę, palnik można przesuwać ze stałą prędkością, tworząc ciągłe cięcie. Stopiony żużel powstały podczas procesu jest wdmuchiwany na spód płyty.

Ciepło wytwarzane podczas reakcji chemicznej między tlenem a stalą podgrzewa powierzchnię płyty tuż przed cięciem. Ciepło to jest jednak niewystarczające do wykonania cięcia bez płomienia podgrzewania. Dlatego podczas cięcia używany jest płomień podgrzewania, aby zwiększyć temperaturę płyty podczas ruchu palnika.

Czy proces cięcia tlenowego działa na wszystkich metalach?

Tylko na metalach z tlenkami o niższej temperaturze topnienia niż sam metal rodzimy. W przeciwnym razie, natychmiast po utlenieniu metalu kończy się utlenianie i tworzy się ochronna skorupę. Tylko stal niskowęglowa i niektóre stopy niskostopowe spełniają powyższy warunek i mogą być skutecznie cięte w procesie tlenowo-paliwowym.

Charakterystyka cięcia tlenowo-paliwowego o wysokiej jakości

Wysokiej jakości cięcie tlenowo-paliwowe ma następujące cechy:

  • Kwadratowy górny róg (z minimalnym promieniem)
  • Płaskie lico cięcia od góry do dołu (bez podcięcia)
  • Powierzchnia lica jest kwadratowa w stosunku do górnej powierzchni
  • Czysta gładka powierzchnia z prawie pionowymi liniami oporu
  • Niewielka ilość żużla lub brak żużla na dolnej krawędzi (łatwy do usunięcia przez skrobanie)

Przedstawiliśmy tylko podstawy cięcia tlenowego. Niektóre czynniki, które wpływają na jakość krawędzi cięcia, obejmują ciśnienie tlenu cięcia, temperaturę płyty, ciśnienie tlenu cięcia, regulację płomienia podgrzewania, prędkość, wysokość cięcia itp.

Różne zastosowania cięcia płomieniem tlenowym

Cięcie tlenowo-paliwowe jest szeroko stosowane do wykonywania krawędzi płyt w trakcie spawania spoiny czołowej i spoiny czołowej jednoskosowej. Proces cięcia znajduje również zastosowanie w:

  • Ręcznym cięciu zgrubnym
  • Cięciu odpadów
  • Zautomatyzowanym precyzyjnym cięciu konturowym
  • Metalizowaniu
  • Cięciu i gięciu
  • Hartowaniu płomieniowym

Proces cięcia tlenowo-paliwowego jest opłacalny i pozwala obrabiać metale o różnej grubości. Dlatego proces ten znajduje zastosowanie w terenowych pracach remontowych i budowach.