Was ist das autogene Brennschneiden und wie funktioniert es?

Die Technik des autogenen Brennschneidens verstehen

Der vorliegende Artikel konzentriert sich darauf, was das autogene Brennschneidverfahren ist und wie es funktioniert.

Was ist autogenes Brennschneiden?

Es handelt sich um ein thermisches Schneidverfahren zum Trennen und Formen von Stahlkomponenten. Das autogene Brennschneiden verwendet Sauerstoff und eine Brennstoffquelle, um eine Flamme zum Schmelzen von Material zu erzeugen.

Ein Verfahren, das viele Namen hat

Das häufig als autogenes Brennschneiden bezeichnete Verfahren hat zahlreiche Namen, z. B. Schneiden mit Sauerstoff-Acetylen-Flamme, Autogenschneiden, Sauerstoffbrennen, Stahlbrennen und andere, die hier nicht alle aufgeführt werden können. Das Verfahren ist nun etwa 111–112 Jahre alt und wurde 1901 von Thomas Fletcher patentiert. Eine der ersten kommerziellen Anwendungen war das, was die Briten als „einen unbefugten Bankzugang” oder ein „sicheres Cracking” bezeichneten.

Wie funktioniert das autogene Brennschneiden?

Das Verfahren ist ein thermochemischer Prozess, der eine Quelle intensiver Hitze oder „Vorwärmen” und reinen Sauerstoff erfordert. Der reine Sauerstoff muss mindestens 99,5 % betragen, was durch Gasflaschen und Bulk-Systeme in der Regel erreicht wird. Eine Reinheitsreduzierung von 0,1 % reduziert die Schnittgeschwindigkeit um etwa 10 %. Es ist also offensichtlich, wie wichtig Reinheit ist.

Auch wenn die Sauerstoffquelle rein ist, können durch unsachgemäße Anschlüsse, schlechte Schläuche oder Lecks jeglicher Art Verunreinigungen in das System eindringen und die Schneidgeschwindigkeit verringern. Die hohe Reinheit von Sauerstoff stellt eine sehr gefährliche Situation dar und die Verwendung erfordert äußerste Sorgfalt bei der Auswahl der Ausrüstung und der Konstruktion von Rohrleitungssystemen. Es gibt zahlreiche Dokumente, die bei diesen Sicherheitsfragen helfen. Das Bundesgesetz (OSHA) enthält zahlreiche Anforderungen bezüglich der zu verwendenden Ausrüstung und der zu befolgenden Verfahren.

Das Verfahren kann zum Schneiden/Trennen vieler verschiedener Materialien mit der Grundvoraussetzung verwendet werden, dass das gebildete Oxid einen niedrigeren Schmelzpunkt als das zu schneidende Grundmaterial haben muss. Aluminium ist ein gutes Beispiel für ein Material, das man nicht schneiden kann, weil sein Schmelzpunkt bei 650 bis 700 °C liegt, während das Oxid mindestens 2760 °C erfordert. Rostfreier Stahl enthält Zusätze wie Chrom und Nickel, die der „Oxidationsbeständigkeit” dienen, und das ist der Prozess (Oxidation), den man zu fördern versucht, d. h. diese Art von Material lässt sich nicht ohne eine gewisse Unterstützung schneiden.

Welche Materialstärke kann geschnitten werden?

Mit diesem Verfahren kann Blech mit eine Stärke von bis zu 2,5 m geschnitten werden. Vor 1958, als Plasma eingeführt wurde, wurde das Brennschneiden auf alle Stärken angewandt. Heute wird Metall, das dünner als 3/8–1/2 ist, typischerweise nur durch Plasma oder Laser geschnitten, da es sehr schwierig ist, dünne Materialien durchzubrennen. Dünnes Material erfordert eine sehr intensive Vorwärmung, da die für einen qualitativ hochwertigen Schnitt erforderliche Schnittgeschwindigkeit sehr hoch ist, weshalb eine Hochtemperatur-Vorwärmung mit hoher Geschwindigkeit erforderlich ist.

Das Verfahren ist für alle Dicken gleich, d. h. das Material muss auf eine Temperatur von 870–980 °C „vorgewärmt” werden. Dann wird dem vorgewärmten Bereich reiner Sauerstoff zugeführt und der Stahl wird oxidiert oder verbrannt, daher die Bezeichnung „Brennen”. (Der Bediener wird oft als „Brenner“ bezeichnet.) Die Qualität der endgültigen Schnittfläche kann ganz hervorragend sein, wenn sie eine scharfe Oberkante, eine quadratische/flache Schnittfläche und eine scharfe, schlackenfreie Unterkante aufweist.

Was sind die Parameter, die das autogene Brennschneiden steuern?

Die Schnittqualität hängt von zahlreichen Parametern ab, wobei der primäre die Kompetenz des Brenners/Bedieners ist. Die Schnittqualität ist von zahlreichen Elementen/Parametern abhängig. Die nachfolgende kurze Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit:

1. Richtige Auswahl der Schneidspitze
2. Richtige Auswahl des Sauerstoffdrucks beim Schneiden
3. Richtiges Vorwärmen (es kommt auf die Schneidspitze und den Bediener an) umfasst die Dauer des Vorwärmens sowie das Verhältnis zwischen Sauerstoff und Brenngas
4. Richtige Schneidgeschwindigkeit
5. Entfernung zwischen Düse und Werkstück
6. Richtige Auswahl des Brenngases
7. Ein Gasversorgungssystem (sowohl Brenngas als auch Sauerstoff) das ausreichend ist, um die benötigte Gasmenge mit dem erforderlichen Druck zu liefern.

Die meisten dieser Parameter können je nach Material und Oberflächenbeschaffenheit der zu schneidenden Platte variieren. Alle diese Punkte werden vom Bediener gesteuert und unterstreichen die Bedeutung eines gut ausgebildeten Bedieners sowie einer ordnungsgemäß gewarteten Maschine.