Ein Leitfaden für Gasschweiß- und Schneidetechniken

Haben Sie sich jemals gefragt, wie das Gasschweißen funktioniert und warum es im Maschinenbau so wichtig ist? In diesem Artikel werden die Grundsätze, die Arten von Gasflammen und die beim Gasschweißen verwendeten Materialien erläutert. Am Ende werden Sie verstehen, wie verschiedene Gase und Schweißdrähte die Qualität und Sicherheit von Schweißprozessen beeinflussen.

Inhaltsverzeichnis

Gasflamme

1. Gase, die Gasflammen erzeugen

(1) Sauerstoff

Sauerstoff ist bei normaler Temperatur und normalem Druck ein Gas mit der Summenformel O2.

Sauerstoff selbst ist nicht brennbar, aber er kann andere brennbare Stoffe zum Brennen bringen und hat eine stark verbrennungsfördernde Wirkung.

Die Reinheit des Sauerstoffs hat einen direkten Einfluss auf die Qualität, die Produktivität und den Sauerstoffverbrauch beim Gasschweißen und Brennschneiden.

Je höher der Reinheitsgrad des Sauerstoffs, desto besser ist die Qualität des Gasschweißens und -schneidens.

(2) Acetylen

Acetylen ist eine farblose Kohlenwasserstoffverbindung mit einem besonderen Geruch, die durch die Wechselwirkung von Calciumcarbid und Wasser entsteht und die Summenformel C2H2 hat.

Acetylen ist ein brennbares Gas, dessen Flammentemperatur in Verbindung mit Luft 2350°C beträgt, während die Flammentemperatur in Verbindung mit Sauerstoff und Verbrennung 3000-3300°C beträgt.

Acetylen ist ein gefährliches Gas, das unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen explosiv ist.

(3) Flüssiggas (LPG)

Flüssiggas besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen wie Propan (C3H8), Butan (C4H10) und Propylen (C3H6).

Unter normalem Druck liegt es als Gas vor, kann aber zur Lagerung und zum Transport bei einem Druck von 0,8-1,5 MPa verflüssigt werden, daher der Name Liquefied Petroleum Gas.

Wie Acetylen ist auch Flüssiggas in Verbindung mit Luft oder Sauerstoff explosiv, aber es ist viel sicherer als Acetylen.

2. Arten und Eigenschaften von Gasflammen

(1) Acetylen-Sauerstoff-Flamme.

Die Struktur und Form der Acetylen-Sauerstoff-Flamme:

a) Neutrale Flamme b) Aufkohlende Flamme c) Oxidierende Flamme

1- Flammenzentrum 2- Innere Flamme 3- Äußere Flamme

Flamme TypMischungsverhältnis von Sauerstoff und AcetylenMaximale Flammentemperatur/℃Eigenschaften der Flamme
Neutrale Flamme1.1-1.23050-3150Sauerstoff und Acetylen werden vollständig verbrannt, wobei weder ein Sauerstoff- noch ein Acetylenüberschuss vorhanden ist. Der Flammenkern ist hell, mit klaren Konturen, und die innere Flamme hat einen gewissen Grad an Reduzierbarkeit
Verkohlungsflamme<1.12700-3000Acetylen ist überschüssig, und es gibt freien Kohlenstoff und Wasserstoff in der Flamme, die eine starke Reduktionswirkung und auch eine gewisse Kohlenstoffwirkung hat. Die gesamte Flamme der Karbonisierungsflamme ist länger als die der neutralen Flamme
Oxidflamme>1.23100-3300In der Flamme befindet sich ein Überschuss an Sauerstoff, der stark oxidierende Eigenschaften hat. Die gesamte Flamme ist kurz, und die Schichten der inneren und äußeren Flamme sind unklar
  • Sauerstoff-Flüssiggasflamme

Die Struktur der Sauerstoff-Flüssiggas-Flamme ist im Grunde dieselbe wie die der Acetylen-Sauerstoff-Flamme und kann ebenfalls in oxidierende Flamme, aufkohlende Flamme und neutrale Flamme unterteilt werden.

Das Flammenzentrum unterliegt teilweisen Zersetzungsreaktionen, jedoch mit weniger Zersetzungsprodukten.

Die innere Flamme ist nicht so hell wie bei Acetylen und erscheint leicht bläulich, während die äußere Flamme klarer und länger ist als die Acetylen-Sauerstoff-Flamme.

Aufgrund des höheren Zündpunkts von Flüssiggas ist es schwieriger zu entzünden als Acetylen und erfordert eine direkte Flamme zur Zündung.

Gasschweißen

1. Grundsätze, Merkmale und Anwendungen des Gasschweißens.

(1) Grundlagen des Gasschweißens.

Gas Schweissverfahren Diagramm

1 - Gasmischrohr; 2 - Werkstück; 3 - Schweißnaht; 4 - Schweißzusatzdraht; 5 - Gasschweißflamme; 6 - Schweißbrenner.

(2) Merkmale und Anwendungen des Gasschweißens

Die Vorteile des Gasschweißens liegen darin, dass es eine einfache Ausrüstung erfordert, leicht zu bedienen ist, geringe Kosten verursacht und eine hohe Anpassungsfähigkeit aufweist. Es kann an Orten ohne Stromanschluss verwendet werden, um bequem zu schweißen.

Die Nachteile des Gasschweißens sind, dass die Flammentemperatur niedrig ist, die Erwärmung gestreut ist, die Wärmeeinflusszone groß ist, das Werkstück leicht verformt und überhitzt wird und die Qualität des Gases Schweißnähte ist nicht so einfach zu gewährleisten wie beim Elektrodenschweißen.

Die Produktivität ist gering, und es ist schwierig, dicke Metalle zu schweißen. Auch die Automatisierung ist eine Herausforderung.

2. Materialien für das Gasschweißen

(1) Gasschweißdraht

Tabelle 3-2 Güte und Verwendung üblicher Stahlschweißdrähte.

Schweißdraht aus KohlenstoffbaustahlSchweißdraht aus legiertem BaustahlSchweißdraht aus rostfreiem Stahl
KlasseZweckKlasseZweckKlasseZweck:
H08Schweißen von allgemeinen Stahlkonstruktionen mit niedrigem KohlenstoffgehaltH10Mn2Gleicher Zweck wie HO8MnH03Cr21Ni10Schweißen von rostfreiem Stahl mit sehr niedrigem KohlenstoffgehaltVerbinden von rostfreiem Stahl des Typs 18-8
H08Mn2Si
H08ASchweißen von wichtigen Stählen mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt und bestimmten legierter Stahl StrukturenH10Mn2MoASchweißen von gewöhnlichem niedrig legiertem StahlH06Cr21Ni10Schweißen von rostfreiem Stahl des Typs 18-8
H08EGleicher Zweck wie H08A, mit guter ProzessleistungH10Mn2MoVASchweißen von gewöhnlichem niedrig legiertem StahlH08Cr21Ni10Schweißen von rostfreiem Stahl des Typs 18-8
H0SMnSchweißen wichtiger Konstruktionen aus Kohlenstoffstahl und gewöhnlichem niedrig legiertem Stahl, wie Kessel, Druckbehälter usw.HO8CrMoASchweißen von Chrom Molybdänstahl und andere HO8Cr19Ni10TiSchweißen von hochfestem Baustahl und hitzebeständigem legiertem Stahl, usw.
H08MnAGleicher Zweck wie H08Mn, aber mit guter ProzessleistungH18CrMoAGeschweißter Baustahl, wie Chrom-Molybdän-Stahl, Chrom-Mangan-Silizium-Stahl usw.H12C24Ni13Schweißen von hochfestem Baustahl und hitzebeständigem legiertem Stahl, usw.
H15ASchweißen von Werkstücken mittlerer FestigkeitH30CrMnSiASchweißen von Chrom-Mangan-Silizium-StahlH12Cr26Ni21Schweißen von hochfestem Baustahl und hitzebeständigem legiertem Stahl, usw. 
H15MnSchweißen von Werkstücken mittlerer FestigkeitH10CrMoASchweißen von hitzebeständigem legiertem Stahl
Modell SchweißdrahtSchweißdrahtqualitätNameWichtigste chemische BestandteileSchmelzpunkt/℃Zweck
SCu1898
(CuSnl)
HS201Schweißdraht aus reinem Kupferω(Sn) ≤ 1,0%
ω(Si)=0,35% -0,5% 
ω(Mn)=0,35% -0,5%,
der Rest ist Cu
1083Gasschweißen, Argon-Lichtbogenschweißen und Plasmalichtbogenschweißen von reinem Kupfer
SCa6560
(CuSi3Mn)
HS211Schweißdraht aus Bronzeω(Si)=2.8%~4.0%
ω(Mn) ≤ 1,5%,
der Rest ist Cu
958Gasschweißen, Ammoniak-Lichtbogenschweißen und Plasmabogen Schweißen von Bronze
SCu4700
(CuZn40Sn)
HS221Schweißdraht aus Messingω(Cu)=57% -61%
ω(Sn)=0,25% -1,0%, der Rest ist Zn
886Gasschweißen, Argon Lichtbogenschweißen und Plasmalichtbogenschweißen von Messing
SCu6800
(CuZn40Ni)
HS222Schweißen von Messing Drahtω(Cu)=56% -60%
ω(Sn)=0,8% -1,1%
ω(Si)=0,05% -0,15%
ω(Fe)=0,25% -1,20% ω(Ni)=0,2% -0,8%
Der Rest sind Zn
860
SCu6810A
(CuZn40SnSi)
HS223Schweißdraht aus Messingω(Cu)=58% -62%
ω(Si)=0,1% -0,5%
ω(Sn) ≤ 1,0.
Der Rest sind Zn
905

Tabelle 3-4: Gängige Arten, Qualitäten, chemische Zusammensetzungen und Anwendungen von Aluminium und Aluminium Legierungsschweißen Drähte.

Modell SchweißdrahtSchweißdrahtqualitätNameWichtigste chemische BestandteileSchmelzpunkt/℃Zweck
SAl1450
(A199.5Ti)
HS301Reiner Aluminium-Schweißdrahtω(Al)≥99.5%660Gasschweißen und Argon Lichtbogenschweißen aus reinem Aluminium
SAl4043
(AIS)
HS311Aluminium-Silizium-Legierung Schweißdrahtω(Si)=4,5% -6%,
andere sind Al
580-610Schweißen von Aluminium andere Legierungen als Aluminium-Magnesium-Legierungen
SAB103
(AIMnl)
HS321Schweißdraht aus einer Aluminium-Mangan-Legierungω(Mn)=1,0% -1,6%,
der Rest ist Al
643-654Gasschweißen und Ammoniak-Lichtbogenschweißen von Aluminium-Mangan-Legierungen
SAl5556
(AlMg5 MnlTi
HS331Aluminium Magnesiumlegierung Schweißdrahtω(Mg)=4.7%~5.5%
ω(Mn)=0,3% -1,0%
ω(Ti)=0,05% -0,2
Die übrigen sind Al
638-660Schweißen von Aluminium-Magnesium-Legierungen und Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen

Tabelle 3-5: Typen, Güten, chemische Zusammensetzungen und Anwendungen von Gusseisen-Gasschweißdrähten.

Schweißdrahtmodell und -sorteChemische Zusammensetzung/% Zweck
ω
(C)
ω
(Mn)
ω
(S)
ω
(P)
ω
(Si)
RZC-I3.20-3.500.6-0.75≤0.100.5-0.752.7-3.0Reparatur durch Schweißen von Grauguss
RZC-23.5-4.50.3-0.8≤0.1≤0.053.0-3.8
HS4013.0~4.20.3-0.8≤0.08≤0.52.8-3.6
HS4023.0-4.20.5-0.8≤0.05≤0.53.0-3.6Schweißtechnische Reparatur von duktilem Eisen

(2) Gas Flussmittel zum Schweißen

Tabelle 3-6: Güteklassen, Leistung und Anwendungen von häufig verwendeten Gasschweißpulvern.

SchweißpulverqualitätNameGrundlegende LeistungAnmeldung
CJ101Gasschweißmittel für Edelstahl und hitzebeständigen StahlSie hat einen Schmelzpunkt von 900℃ und besitzt gute Benetzungseigenschaften, die eine Oxidation des geschmolzenen Metalls verhindern können. Die Schlacke ist nach dem Schweißen leicht zu entfernen.Verwendet für Gas Schweißen von rostfreiem Stahl und hitzebeständigem Stahl
CJ201Gusseisen-GasschweißflussmittelEs hat einen Schmelzpunkt von 650℃ und eine alkalische Reaktion. Es hat deliquescence und kann effektiv entfernen Silikate und Oxide, die während der Gas Schweißen von Gusseisen. Es hat auch die Funktion, das Schmelzen von Metallen zu beschleunigen.Für das Gasschweißen von Gusseisenteilen
CJ301Kupfer-GasschweißflussmittelEs ist ein Salz auf Borbasis, das zum Zerfließen neigt und einen Schmelzpunkt von etwa 650℃ hat. Es hat eine saure Reaktion und kann Kupferoxid und Kupferoxid wirksam auflösen.Verwendet für Gas Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen
CJ401Aluminium-GasschweißflussmittelDer Schmelzpunkt liegt bei etwa 560℃, es hat eine saure Reaktion und kann die Aluminiumoxidschicht wirksam zerstören. Aufgrund seiner starken Hygroskopizität kann es jedoch zu Korrosion von Aluminium an der Luft. Nach dem Schweißen muss die Schlacke gründlich gereinigt werden.Für das Gasschweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen

Die Gasschweißpulverqualitäten werden durch CJ, gefolgt von drei Ziffern, dargestellt, und die Codierungsmethode lautet: CJxxx.

3. Ausrüstung und Werkzeuge für das Gasschweißen.

Die Zusammensetzung der Gasschweißgeräte:

  • 1. Sauerstoffschlauch
  • 2. Schweißbrenner
  • 3. Acetylen-Schlauch
  • 4. Acetylenflasche
  • 5. Acetylenregler
  • 6. Sauerstoffregler
  • 7. Sauerstoffflasche

1. Sauerstoff-Flasche

a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1. Flaschenboden
  • 2. Zylindergehäuse
  • 3. Flaschenbügel
  • 4. Sauerstoff-Flaschenventil
  • 5. Flaschendeckel
  • 6. Zylinderkopf

2. Acetylen-Zylinder

a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1. Flaschenöffnung
  • 2. Flaschendeckel
  • 3. Flaschenventil
  • 4. Asbest
  • 5. Zylindergehäuse
  • 6. Poröses Füllmaterial
  • 7. Flaschenboden

3. Flüssiggasflasche (LPG-Flasche)

a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1. Schutzschild
  • 2. Flaschenventil
  • 3. Zylindergehäuse
  • 4. Basis

4. Druckregler

(1) Funktionen und Typen von Druckreglern

Ein Druckregler hat die Aufgabe, das Hochdruckgas in der Flasche auf den für den Betrieb erforderlichen Druck zu reduzieren und den Druck während des Betriebs stabil zu halten.

Druckregler können je nach Verwendungszweck in Sauerstoffdruckregler, Acetylendruckregler, Flüssiggasdruckregler usw. unterteilt werden.

Nach ihrem Aufbau lassen sie sich in einstufige und zweistufige Regler einteilen. Nach ihrem Funktionsprinzip lassen sie sich in direkt wirkende und umgekehrt wirkende Regler einteilen.

(2) Sauerstoff-Regulator

Einstufiger Sauerstoffregler mit umgekehrter Wirkungsweise
a) Erscheinungsbild b) Nicht-Arbeitszustand c) Arbeitszustand
  • 1. Hochdruckmanometer
  • 2. Hochdruckkammer
  • 3. Niederdruckkammer
  • 4. Druckeinstellfeder
  • 5. Druckeinstellgriff
  • 6. Diaphragma
  • 7. Durchgang
  • 8. Ventilschaft
  • 9. Ventilschaftfeder
  • 10. Niederdruckmanometer

(3) Acetylen-Regler

(4) Flüssiggas (Liquefied Petroleum) Gasregulator

Die Aufgabe des Flüssiggasreglers besteht darin, den Druck in der Gasflasche auf den Arbeitsdruck zu reduzieren und den Ausgangsdruck zu stabilisieren, um eine gleichmäßige Gasversorgung zu gewährleisten.

Im Allgemeinen können Regler für den Hausgebrauch leicht modifiziert werden, um sie für das Schneiden allgemeiner Dicke des Stahlblechs.

Darüber hinaus kann der Flüssiggasregler auch direkt mit einem Propangasregler verwendet werden.

5. Schweißbrenner

(1) Funktionen und Arten des Schweißens Fackel

Die Funktion eines Schweißbrenners besteht darin, brennbares Gas und Sauerstoff in einem bestimmten Verhältnis zu mischen und mit einer bestimmten Geschwindigkeit zur Verbrennung auszustoßen, wodurch eine Flamme mit einer bestimmten Energie, Zusammensetzung und stabilen Form entsteht.

Je nach Art der Vermischung von brennbarem Gas und Sauerstoff können Schweißbrenner in Injektionsschweißbrenner (auch bekannt als Niederdruckschweißbrenner) unterteilt werden.Pressschweißen Brenner) und Gleichdruck-Schweißbrenner.

(2) Aufbau und Funktionsweise des Einspritzschweißbrenners

Einspritz-Schweißbrenner
a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1. Acetylen-Ventil
  • 2. Acetylen-Leitung
  • 3. Sauerstoffleitung
  • 4. Sauerstoff-Ventil
  • 5. Düse
  • 6. Injektionsrohr
  • 7. Gemischte Gasleitung
  • 8. Schweissdüsenpaar

(3) Darstellung des Schweißbrennermodells

Das Schweißbrennermodell setzt sich zusammen aus dem Pinyin-Buchstaben "H", gefolgt von der Seriennummer und der Spezifikation, die die Bauform und die Betriebsart angibt.

6. Gasschlauch

Die Gase in der Sauerstoff- und Acetylenflasche müssen durch Gummischläuche zum Schweiß- oder Schneidbrenner transportiert werden.

Nach der nationalen Norm "Gummischlauch für Gasschweißen, Schneiden und ähnliche Arbeiten" ist der Sauerstoffschlauch blau und der Acetylenschlauch rot.

Die Länge des Schlauches, der an den Schweißbrenner angeschlossen wird, sollte nicht weniger als 5 Meter betragen, aber wenn er zu lang ist, erhöht sich der Widerstand gegen den Gasfluss.

Im Allgemeinen wird eine Länge von 10 bis 15 Metern empfohlen. Der für den Schweißbrenner verwendete Gummischlauch darf nicht mit Öl oder Leckgas verunreinigt sein, und es ist strengstens verboten, die Schläuche zwischen verschiedenen Gasen auszutauschen.

7. Andere Hilfsmittel

(1) Schweißerschutzbrille

(2) Zündpistole

Eine Pistolenzündpistole ist die sicherste und bequemste Art, den Schweißbrenner zu zünden.

Darüber hinaus gehören zu den Schweißwerkzeugen auch Reinigungswerkzeuge wie Drahtbürsten, Hämmer und Feilen, Werkzeuge zum Anschließen und Schließen von Gasleitungen wie Zangen, Draht, Schlauchklemmen, Schraubenschlüssel und Reinigungsnadeln für Schweißdüsen.

4. Gasschweißverfahren

1. Form der Verbindung

Formen von Verbindungen beim Gasschweißen
  • a) Überlappungsverbindung
  • b) Stumpfstoß
  • c) Eckverbindung

Tabelle 3-7 Form und Abmessungen von Überlappungsverbindungen und Stoßverbindungen für kohlenstoffarmen Stahl

Gemeinsames FormularBlechdicke/mmGewellte und stumpfe Kanten/mmSpalt/mmRillenwinkelSchweißdrahtdurchmesser/mm
Quetschverbindung0.5-1.01.5-2.0  kein Bedarf
I-förmige Rillenstoßverbindung1.0-5.0 1.0-4.0 2.0-4.0
V-Nut-Stoßverbindung>5.01.5-3.02.0-4.0Linkes Schweißverfahren 80 °, rechtes Schweißverfahren 60 °3.0-6.0

2. Parameter des Gasschweißens

(1) Schweißdrahttyp, -sorte und -durchmesser

Schweißnahtdicke/mm1-22-33-55-1010-15
Schweißdrahtdurchmesser/mm1-2 oder ohne Schweißdraht2-33-3.23.2-44-5

(2) Gasschweißflussmittel

Die Auswahl des Gasschweißpulvers sollte auf der Grundlage der Zusammensetzung und der Eigenschaften des Werkstücks erfolgen. Im Allgemeinen ist für das Gasschweißen von Kohlenstoffbaustahl kein Gasschweißpulver erforderlich.

Edelstahl, hitzebeständiger Stahl, Gusseisen, Kupfer und Kupferlegierungen sowie Aluminium und Aluminiumlegierungen erfordern jedoch die Verwendung von Gasschweißpulver zum Gasschweißen.

(3) Eigenschaften und Wirkungsgrad von Flammen

1) Eigenschaften von Flammen

2) Effizienz der Flammen

Tabelle 3-9 Auswahl von Gasschweißflammen für verschiedene Metallwerkstoffe.

Art des MaterialsFlamme TypArt des MaterialsFlamme Typ
Stahl mit niedrigem und mittlerem KohlenstoffgehaltNeutrale FlammeAluminium-Nickel-StahlNeutrale Flammen oder etwas mehr acetylenneutrale Flammen
Niedrig legierter StahlNeutrale FlammeManganstahlOxidflamme
Lila KupferNeutrale FlammeVerzinktes EisenblechOxidflamme
Aluminium und AluminiumlegierungenNeutrale Flamme oder leicht verkohlte FlammeHochgeschwindigkeitsstahlVerkohlungsflamme
Blei, ZinnNeutrale FlammeHarte LegierungVerkohlungsflamme
BronzeNeutrale Flamme oder leichte OxidationsflammeStahl mit hohem KohlenstoffgehaltVerkohlungsflamme
Rostfreier StahlNeutrale Flamme oder leicht verkohlte FlammeGusseisenVerkohlungsflamme
MessingOxidflammeNickelVerkohlungsflamme oder neutrale Flamme

(4) Düsengröße und Neigungswinkel des Schweißbrenners

Die Düse ist der Auslass für das Acetylen-Sauerstoff-Gemisch. Jeder Schweißbrenner ist mit einem Satz Düsen mit unterschiedlichen Durchmessern ausgestattet. Beim Schweißen dickerer Werkstücke sollte eine größere Düse gewählt werden.

Tabelle 3-10 Auswahl von Düsen für Schweißnähte unterschiedlicher Dicke.

Nummer der Schweißdüse12345
Schweißnahtdicke/mm<1.51~32~44~77~11
Der Zusammenhang zwischen dem Neigungswinkel des Schweißbrenners und der Dicke der Schweißnaht
Position des Schweißdrahtes in Bezug auf den Schweißbrenner und die Schweißnaht

(5) Richtung der Schweißung.

a) Rechtsschweißverfahren
b) Linksschweißverfahren

(6) Geschwindigkeit beim Schweißen.

Einfluss der Gasschweißparameter auf Qualität beim Schweißen und Weld Seam Formation.

Geschwindigkeit beim Schweißen:

  • Zu schnell, führt leicht zum Verschmelzen der Schweißnaht
  • Zu langsam, führt leicht zur Überhitzung der Schweißnaht

Durchmesser des Schweißdrahtes:

  • Zu fein, kann leicht zu einer unvollständigen Verschmelzung der Schweißnaht
  • Zu dick, leichte Überhitzung der geschweißten Teile

Nummer der Schweißdüse:

  • Große Anzahl, hohe Flammeneffizienz
  • Kleine Anzahl, geringe Flammenenergie

Oberflächenbeschaffenheit des Grundmaterials:

  • Oberflächen mit Farb- oder Rostflecken können leicht porös werden
  • Eine unvollständige Reinigung der Schweißnähte kann zum Einschluss von Schlacke führen.

Abstand vom Ende der Schweißdüse zur Schweißnaht:

  • Wenn sie zu groß ist, sinkt die Flammenenergie, was leicht zu einer unvollständigen Verschmelzung der Schweißnaht führen kann.
  • Zu klein, führt leicht zur Überhitzung der Schweißnaht

3. Brennschneiden

1. Prinzip, Merkmale und Anwendungen des Brennschneidens

1. Das Prinzip des Brennschneidens

Das Brennschneiden ist ein Schneidverfahren, bei dem die thermische Energie einer Gasflamme genutzt wird, um den Schneidbereich eines Werkstücks auf die Zündtemperatur vorzuwärmen, und dann ein Hochgeschwindigkeits-Sauerstoffstrom zum Schneiden versprüht wird, der verbrennt und Wärme freisetzt, wodurch der Schneidprozess erreicht wird.

Brennschneidverfahren
  • 1 – Kerbe
  • 2 – Schneiddüse
  • 3 - Sauerstoffstrom
  • 4 - Werkstück
  • 5 - Oxid
  • 6 - Vorwärmflamme

2. Merkmale und Anwendungen des Brennschneidens

(1) Vorteile des Brennschneidens:

  • Hervorragende Schneidleistung, insbesondere bei Stahl, die die meisten mechanischen Schneidverfahren an Geschwindigkeit übertrifft.
  • Wirtschaftlich rentabel bei komplexen Querschnittsformen und Dicken, die für mechanische Verfahren schwierig sind.
  • Geringere Anfangsinvestition im Vergleich zu mechanischen Schneidgeräten, mit tragbaren, leichten Werkzeugen, die für den Einsatz vor Ort geeignet sind.
  • Außergewöhnliche Manövrierfähigkeit, die schnelle Richtungswechsel beim Schneiden kleiner Bögen oder komplizierter Muster ermöglicht.
  • Vielseitigkeit sowohl bei manuellen als auch bei maschinellen Schneidvorgängen, die Flexibilität bei verschiedenen Anwendungen bieten.

(2) Nachteile des Brennschneidens:

  • Geringere Maßgenauigkeit im Vergleich zu mechanischen Präzisionsschneidverfahren, mit größeren Toleranzen.
  • Sicherheitsrisiken wie Brandgefahr, potenzielle Beschädigung der Ausrüstung und Verbrennungsgefahr für den Bediener durch Hochtemperatur-Vorwärmflammen und herausgeschleuderte heiße Schlacke.
  • Notwendigkeit robuster Staubkontroll- und Belüftungssysteme zur Kontrolle von Verbrennungsgasen und Metalloxidationsnebenprodukten, um die Sicherheit am Arbeitsplatz und die Einhaltung von Umweltvorschriften zu gewährleisten.
  • Materialbeschränkungen, vor allem bei Eisenmetallen, die beim Schneiden exotherme Reaktionen eingehen.

(3) Anwendungen des Brennschneidens

Das Brennschneiden ist aufgrund seiner hohen Effizienz, Kosteneffizienz und Einfachheit im Betrieb in der Industrie weit verbreitet. Es zeichnet sich aus durch:

  • Schneiden von Stahlplatten und Herstellen komplex geformter Teile in verschiedenen Ausrichtungen und Positionen.
  • Öffnen von präzisen Schweißfasen für nachfolgende Schweißvorgänge, die bei der Herstellung von Stahlkonstruktionen entscheidend sind.
  • Effizientes Entfernen von Gussspeisern in Gießereien, Verbesserung der Nachbearbeitung.
  • Hochleistungsschneidanwendungen, die Stahlstärken von bis zu 300 mm oder mehr trennen können, was sie im Schiffbau, im Schwermaschinenbau und bei großen Bauprojekten unverzichtbar macht.

2. Bedingungen und Brennschneideigenschaften von Metallen

1. Bedingungen für das Brennschneiden

(1) Der Zündpunkt des Metalls in Sauerstoff sollte niedriger sein als sein Schmelzpunkt. Dies ist die grundlegendste Bedingung für den normalen Prozess der Oxy-Brennschneiden.

(2) Der Schmelzpunkt des Metalloxids, das während des Autogenschneidens erzeugt wird, muss niedriger sein als der Schmelzpunkt des Metalls selbst, und es muss eine gute Fließfähigkeit haben, damit das Oxid von der Platte weggeblasen werden kann. Schnittspalt in flüssigem Zustand.

Tabelle 3-11 Schmelzpunkte der gängigen Metallische Werkstoffe und ihre Oxide.

Metallische WerkstoffeSchmelzpunkt von Metall/℃Schmelzpunkt des Oxids/℃
reines Eisen15351300-1500
Baustahl15001300~1500
kohlenstoffreicher Stahl1300~14001300-1500
Aluminium12001300~1500
Kupfer10841230-1336
Blei3272050
Aluminium6582050
Chrom15501990
Nickel14501990
Zink4191800

(3) Die Verbrennung von Metallen im schneidenden Sauerstoffstrahl sollte eine exotherme Reaktion sein. Dies liegt daran, dass bei einer exothermen Reaktion eine große Wärmemenge aus der Verbrennung der oberen Metallschicht entsteht, die eine Vorwärmfunktion für die untere Metallschicht hat.

(4) Die Wärmeleitfähigkeit des Metalls sollte nicht zu hoch sein. Andernfalls wird die durch Oxidation freigesetzte Wärme während der Vorwärmflamme und Brennschneidverfahren geleitet und abgeleitet werden, so dass das Gasschneiden weder beginnen noch auf halbem Wege stoppen kann.

2. Brennschneideigenschaften gängiger Metalle

(1) Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und niedrig legierter Stahl können die Anforderungen erfüllen, so dass das Brennschneiden reibungslos durchgeführt werden kann.

(2) Gusseisen kann nicht mit Autogenschneiden geschnitten werden.

(3) Hochchromstahl und Chrom-Nickel-Stahl erzeugen hochschmelzendes Chromoxid und Nickeloxid (etwa 1990℃), was das Brennschneiden erschwert.

(4) Kupfer, Aluminium und ihre Legierungen haben einen höheren Zündpunkt als ihren Schmelzpunkt und eine gute Wärmeleitfähigkeit, was das Brennschneiden erschwert.

3. Brennschneidausrüstung und Werkzeuge

1. Schneidbrenner

(1) Funktion und Klassifizierung des Schneidbrenners

Die Funktion eines Schneidbrenners besteht darin, brennbares Gas und Sauerstoff in einem bestimmten Verhältnis und auf eine bestimmte Art und Weise zu mischen, um eine Vorwärmflamme mit einer bestimmten Energie und Form zu bilden, und in der Mitte der Vorwärmflamme Schneidsauerstoff zum Brennschneiden zu versprühen.

Schneidbrenner können in zwei Typen unterteilt werden: Injektionsschneidbrenner und Gleichdruckschneidbrenner, je nach der Art der Vermischung von brennbarem Gas und Sauerstoff.

Nach den verschiedenen Arten von brennbarem Gas können sie in Acetylen-Schneidbrenner, Flüssiggas-Schneidbrenner usw. unterteilt werden.

(2) Aufbau und Prinzip des Schneidbrenners vom Typ Injektion

Aufbau des Schneidbrenners vom Typ Injektion.

Schneidbrenner vom Typ Injektion
a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1. Schneiddüse
  • 2. Gasmischrohr
  • 3. Einspritzrohr
  • 4. Düse
  • 5. Vorheizen Sauerstoff-Regulierventil
  • 6. Acetylen-Regulierventil
  • 7. Acetylen-Anschluss
  • 8. Sauerstoffanschluss
  • 9. Schneiden des Sauerstoffreglerventils
  • 10. Schneiden von Sauerstoffrohren.
Schneiddüsen und Schweißdüsen
a) Schweißdüse b) Kreisförmige Schneiddüse c) Pflaumenblüten-Schneiddüse.

Öffnen Sie beim Brennschneiden zunächst das Vorwärmsauerstoff-Regelventil und das Acetylen-Regelventil und zünden Sie eine Vorwärmflamme, um das Werkstück vorzuwärmen.

Wenn das Werkstück bis zum Zündpunkt vorgewärmt ist, öffnen Sie das Ventil des Schneidsauerstoffreglers.

Zu diesem Zeitpunkt strömt der Hochgeschwindigkeitsschneidsauerstoff durch das Schneidsauerstoffrohr und wird aus dem mittleren Loch der Schneiddüse gesprüht, um das Brennschneiden durchzuführen.

(3) Darstellung des Schneidbrennermodells

Das Schneidbrennermodell setzt sich aus dem chinesischen Pinyin-Buchstaben G und einer Zahl zusammen, die den Aufbau und die Betriebsart sowie die Spezifikationen angibt.

(3) Darstellungsmethode des Schneidbrennermodells

Das Modell des Schneidbrenners setzt sich aus dem chinesischen Pinyin-Buchstaben G und einer Reihe von Zahlen und Angaben zusammen, die die Bauform und die Arbeitsweise darstellen.

(4) Flüssiggas-Schneidbrenner

Bei Flüssiggas-Schneidbrennern kann aufgrund der unterschiedlichen Verbrennungseigenschaften von Flüssiggas und Acetylen der für Acetylen verwendete Injektor-Schneidbrenner nicht direkt verwendet werden.

Es ist notwendig, den Schneidbrenner zu modifizieren oder eine spezielle Schneiddüse für Flüssiggas zu verwenden.

Flüssiggas-Schneidbrenner können nicht nur selbst umgebaut, sondern auch als Spezialgeräte erworben werden.

(5) Schneidbrenner mit gleichem Druck.

Schneidbrenner mit gleichem Druck
a) Erscheinungsbild b) Struktur
  • 1- Schneiddüse
  • 2- Düsenkupplung
  • 3- Schneiden des Sauerstoffschlauchs
  • 4- Acetylengasschlauch
  • 5- Schneiden des Sauerstoffreglers
  • 6- Hauptkörper
  • 7-Sauerstoff-Gelenk
  • 8- Acetylenverbindung
  • 9- Sauerstoffvorwärmregler
  • 10- Sauerstoffvorwärmschlauch

2. Brennschneidmaschine

Eine Brennschneidmaschine ist ein mechanisiertes Gerät, das den manuellen Schneidbrenner beim Brennschneiden ersetzt.

(1) Halbautomatische Brennschneidmaschine.

(2) Profilbrennschneidmaschine.

(3) CNC-Brennschneidmaschine.

1 - Führungsschiene 2 - Portal 3 - Schlitten 4 - Steuerung 5 - Schneidbrenner.

4. Brennschneidverfahren

1. Brennschneidparameter.

Tabelle 3-12: Beziehung zwischen Stahlplatte Brennschneiddicke, Schnittgeschwindigkeit und Sauerstoffdruck.

Dicke der Stahlplatte
/mm
Gasschneidgeschwindigkeit
/(mn/min)
Sauerstoffdruck
/MPa
4450-5000.2
5400-5000.3
10340-4500.35
15300-3750.375
20260-3500.4
25240-2700.425
30210-2500.45
40180-2300.45
60160-2000.5
80450-1800.6

(2) Gasschneidgeschwindigkeit

a) Normale Geschwindigkeit b) Überhöhte Geschwindigkeit.

(3) Eigenschaften und Wirkungsgrad der Vorwärmflamme.

Der Zweck der Vorwärmflamme besteht darin, die Metallschneidteile zu erhitzen und eine Temperatur aufrechtzuerhalten, bei der der Sauerstoffstrom brennen kann, und gleichzeitig die Oxidhaut auf der Stahloberfläche abzublättern und zu schmelzen, so dass sich der Sauerstoffstrom leichter mit dem Eisen verbinden kann.

Der Wirkungsgrad der Vorwärmflamme wird durch die Menge des pro Stunde verbrauchten Brenngases ausgedrückt und sollte auf der Grundlage der Dicke des zu schneidenden Teils gewählt werden.

Generell gilt: Je dicker das zu schneidende Teil, desto höher sollte die Effizienz der Vorwärmflamme sein.

(4) Neigungswinkel von Schneiddüse und Schneidteil.

Beziehung zwischen dem Neigungswinkel der Schneiddüse und der Dicke des Schneidteils.

Schnittstärke
/mm
<66-30>30
Schneiden beginnenNach dem DurchschneidenNicht mehr schneiden
Richtung des NeigungswinkelsNach hinten kippenVertikalNeigung nach vornVertikalNach hinten kippen
Neigungswinkel25°-45°5~10°5°~10°

(5) Abstand zwischen Schneiddüse und Schneidteiloberfläche.

Der Abstand zwischen der Schneiddüse und der Oberfläche des Schneidteils sollte in Abhängigkeit von der Länge der Vorwärmflamme und der Dicke des Schneidteils bestimmt werden, im Allgemeinen zwischen 3 und 5 mm.

Dieser Erwärmungszustand ist optimal und minimiert die Möglichkeit der Aufkohlung der Schnittfläche.

Wenn die Dicke des zu schneidenden Teils weniger als 20 mm beträgt, kann die Flamme länger sein, und der Abstand kann entsprechend vergrößert werden.

Wenn die Dicke des zu schneidenden Teils größer oder gleich 20 mm ist, sollte die Flamme kürzer sein, und der Abstand sollte aufgrund der langsameren Gasschneidgeschwindigkeit entsprechend verringert werden.

2. Anlassen von Brennschneiden (Schweißen).

(1) Der Schlauch für den Gastransport ist zu lang, zu eng oder zu verdreht.

(2) Die Brennschneid- (Schweiß-) zeit ist zu lang oder die Schneid- (Schweiß-) Düse ist zu nahe am Werkstück.

(3) Die Stirnfläche der Schneid- (Schweiß-) Düse haftet an zu vielen herausgespritzten geschmolzenen Metallpartikeln.

(4) Feste kohlenstoffhaltige Partikel oder andere Stoffe setzen sich im Gasdurchlass des Gasförderschlauchs oder des Schneid-(Schweiß-)brenners fest.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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