Já alguma vez se perguntou como é que as estruturas de aço maciço são cortadas com tanta precisão? O corte a gás, um processo notável mas muitas vezes desconhecido, revolucionou a indústria do fabrico de metal. Neste artigo, vamos aprofundar a ciência por detrás do corte a gás, explorar as suas aplicações e descobrir como transformou a forma como damos forma e criamos com o metal. Prepare-se para se surpreender com o poder e a versatilidade desta tecnologia de ponta!
O oxicorte, também conhecido como corte oxiacetilénico ou corte por chama, é um processo de corte altamente eficaz no fabrico de equipamento.
O equipamento de oxicorte é simples e fácil de operar, tornando-o adequado para cortar aço carbono e aço de baixa liga comum. Pode cortar com precisão linhas rectas, círculos e várias formas complexas, com uma vasta gama de espessuras de corte.
É também facilmente automatizável, especialmente com a aplicação de Tecnologia CNCCom a tecnologia de rastreamento fotoelétrico e os bicos de corte de maior qualidade, esta tendência está a tornar-se mais evidente. O corte a gás produz arestas de corte limpas e tem uma velocidade de corte mais rápida. Além disso, o oxicorte também pode cortar diretamente chanfros.
O maçarico de corte a gás é utilizado para o corte térmico de materiais através da mistura de gás combustível com oxigénio para produzir uma chama. É também conhecido como corte com oxigénio ou corte com chama.
Durante o corte a gás, a chama pré-aquece o material no ponto de corte até à sua temperatura de ignição e, em seguida, é injetado oxigénio para provocar uma combustão oxidativa vigorosa do material. material metálico. A escória de óxido resultante é soprada pelo fluxo de gás, criando um corte.
A pureza do oxigénio utilizado no corte a gás deve ser superior a 99%. O gás combustível utilizado é geralmente o gás acetileno, mas também pode ser o gás de petróleo, o gás natural ou o gás de carvão.
O gás acetileno proporciona a maior eficiência de corte e melhor qualidade, mas é mais caro. O equipamento de corte a gás consiste essencialmente no maçarico de corte e na fonte de gás.
A tocha de corte é a ferramenta que gera a chama de gás, transfere e regula a energia térmica de corte, e a sua estrutura afecta a velocidade e a qualidade do corte. A utilização de bicos de corte rápido pode melhorar a velocidade de corte, resultando em cortes rectos e superfícies lisas.
Para o funcionamento manual, os maçaricos de corte a gás utilizam cilindros ou geradores de oxigénio e de gás combustível como fonte de gás. As máquinas de corte a gás semi-automáticas e automáticas estão equipadas com mecanismos de acionamento do maçarico de corte ou mecanismos de acionamento por coordenadas, mecanismos de corte de contornos, sistemas de rastreio fotoelétrico ou sistemas de controlo digital.
As máquinas automáticas de corte a gás utilizadas na produção em massa podem ser equipadas com vários maçaricos de corte e sistemas de controlo informáticos.
O metal no ponto de corte da peça de trabalho é pré-aquecido à temperatura de ignição utilizando uma chama de oxigénio-acetileno e, em seguida, é vigorosamente soprado com um fluxo de oxigénio puro de alta velocidade.
Neste momento, o metal sofre uma oxidação intensa e o calor gerado funde o óxido metálico num líquido.
Ao mesmo tempo, o fluxo de oxigénio sopra o óxido fundido, resultando num corte limpo na peça de trabalho. Ao mover a tocha de corte para a frente, a peça de trabalho pode ser cortada continuamente.
Para conseguir o corte de oxigénio, devem ser cumpridas as seguintes condições
1) A temperatura de ignição do metal deve ser inferior ao seu ponto de fusão.
2) O ponto de fusão do óxido metálico deve ser inferior ao ponto de fusão do metal.
Ferro puro, aço de baixo carbono, aço de médio carbono e aço de baixo carbono comum liga de aço satisfazem as condições acima referidas e têm um bom desempenho de corte a gás. Aço de alto carbono, ferro fundido, aço inoxidável, bem como metais não ferrosos, tais como cobre e alumíniosão difíceis de cortar pelo oxigénio.
3) Libertação de calor suficiente durante a combustão do metal:
Através de testes e análises, foi determinado que, durante o corte de aço de baixo carbono, aproximadamente 70% do calor total necessário é libertado durante a combustão, enquanto o pré-aquecimento da chama representa apenas 15%-30%. Por conseguinte, este requisito pode ser cumprido.
4) A condutividade térmica do metal não deve ser demasiado elevada:
A condutividade térmica do metal não deve ser demasiado elevada, uma vez que a perda excessiva de calor da chama de pré-aquecimento e a libertação de calor durante o processo de corte no ponto de corte do metal podem impedir o início ou a continuação do processo de corte. Por exemplo, o cobre e as ligas de cobre não podem ser cortados devido à sua elevada condutividade térmica.
5) Boa fluidez do óxido gerado:
O óxido gerado deve ter uma boa fluidez. Caso contrário, o óxido não pode ser efetivamente soprado durante o corte, dificultando o processo de corte.
As máquinas de corte a gás são equipamentos mecanizados que substituem os maçaricos manuais para o corte a gás. Apresentam maior produtividade, melhor qualidade de corte, menor intensidade de mão de obra e custos mais baixos em comparação com o corte manual a gás.
1) Máquina de corte a gás semi-automática:
Consiste num pequeno carro que move automaticamente o bocal de corte ao longo de uma pista dedicada, mas a trajetória da pista tem de ser ajustada manualmente.
2) Máquina de corte de perfis a gás:
Tipo pórtico: O bocal de corte é acionado ao longo do perfil por rodas.
Tipo braço oscilante: O bico de corte é acionado por um mecanismo de braço oscilante.
3) Máquina de corte a gás de rastreio fotoelétrico:
Este equipamento automatizado de corte a gás utiliza os princípios do rastreio fotoelétrico para seguir automaticamente os padrões e acionar a tocha de corte para o corte de perfis.
4) Máquina de corte a gás CNC:
CNC significa Controlo Numérico Computadorizado, que é um novo método de controlo em que as instruções (ou programas) para controlar máquinas-ferramentas ou equipamento são dadas em formato digital. Quando estas instruções são fornecidas ao equipamento de controlo de a CNC Máquina automática de corte a gás, a máquina pode efetuar automaticamente o corte de acordo com o programa fornecido.
O processo de corte a gás inclui principalmente a pressão do oxigénio de corte, a velocidade de corte, a eficiência da chama de pré-aquecimento, o ângulo de inclinação do bocal de corte e da peça de trabalho e a distância entre o bocal de corte e a peça de trabalho.
1) Pressão do oxigénio de corte:
É influenciado pela espessura da peça de trabalho, pelo tipo de bico de corte e pela pureza do oxigénio.
Ao cortar materiais finos, uma tamanho do bico de corte e deve ser selecionada uma pressão de oxigénio mais baixa.
A pureza do oxigénio tem um impacto significativo na velocidade de corte, no consumo de gás e na qualidade do corte.
2) Velocidade de corte:
Depende da espessura da peça de trabalho e da forma do bocal de corte. À medida que a espessura aumenta, a velocidade de corte diminui.
A velocidade de corte não deve ser demasiado rápida ou demasiado lenta, pois pode provocar um arrastamento excessivo e cortes incompletos.
A correção da velocidade de corte é avaliada principalmente com base na quantidade de arrasto no corte.
3) Eficiência da chama de pré-aquecimento:
Uma chama neutra ou uma chama ligeiramente oxidante é utilizada para o pré-aquecimento no corte a gás, e não deve ser utilizada uma chama carburizante.
A eficiência da chama de pré-aquecimento é expressa em termos da taxa de consumo do gás combustível por hora.
A eficiência da chama de pré-aquecimento está relacionada com a espessura da peça de trabalho.
4) Ângulo de inclinação do bico de corte e da peça de trabalho:
O ângulo de inclinação do bocal de corte e da peça de trabalho é determinado principalmente pela espessura da peça de trabalho.
O ângulo de inclinação do bocal de corte e da peça de trabalho afecta diretamente a velocidade de corte e o arrastamento.
Uma inclinação para trás pode reduzir o arrastamento e aumentar a velocidade de corte.
5) Distância entre o bico de corte e a superfície da peça de trabalho:
A distância entre o bocal de corte e a superfície da peça de trabalho deve ser determinada com base no comprimento da chama de pré-aquecimento e na espessura da peça de trabalho, geralmente cerca de 3 a 5 mm.
Quando δ<20mm, a chama pode ser mais longa e a distância pode ser aumentada em conformidade.
Quando δ>=20mm, a chama deve ser mais curta e a distância pode ser reduzida.
6) Requisitos de qualidade dos cortes a gás:
A superfície do corte a gás deve ser lisa e limpa, com linhas grossas e finas consistentes. A escória de óxido de ferro produzida durante o corte a gás é fácil de destacar. O intervalo do corte de corte a gás deve ser estreito e consistente, e não deve haver derretimento do chapa de aço arestas.
Critérios de avaliação e classificação da qualidade dos cortes:
a) Rugosidade da superfície: A rugosidade da superfície refere-se à distância entre os picos e os vales da superfície de corte (média de cinco pontos arbitrários), indicada por G.
b) Planicidade: A planicidade refere-se ao nível de irregularidade ao longo da direção de corte perpendicular à superfície de corte. É calculada como uma percentagem da espessura δ da chapa de aço cortada, indicada por B.
c) Grau de fusão do bordo superior: Refere-se à extensão da fusão ou colapso durante o processo de corte a gás, manifestada pela presença de cantos colapsados e pela formação de gotículas intermitentes ou contínuas ou de tiras fundidas, indicadas por S.
d) Escória suspensa: A escória suspensa refere-se ao óxido de ferro que adere ao bordo inferior da superfície de corte. É classificada em diferentes graus com base na quantidade de aderência e na dificuldade de remoção, indicada por Z.
e) Espaçamento máximo entre defeitos: O espaçamento máximo entre defeitos refere-se ao aparecimento de ranhuras na superfície de corte ao longo da direção da linha de corte devido a vibrações ou interrupções, causando uma diminuição súbita da rugosidade da superfície. A profundidade da ranhura está compreendida entre 0,32 mm e 1,2 mm, e a largura da ranhura não excede 5 mm. Tais ranhuras são consideradas defeitos. O espaçamento máximo entre defeitos é indicado por Q.
f) Retilinearidade: A retidão refere-se à distância entre a linha reta que liga os pontos inicial e final ao longo da direção de corte e a superfície de corte em forma de coroa. É indicada por P.
g) Perpendicularidade: A perpendicularidade refere-se ao desvio máximo entre a superfície de corte real e a linha perpendicular à superfície do metal que está a ser cortado.
7) Causas e métodos de prevenção de defeitos comuns:
(1) Largura excessiva e superfície rugosa do corte:
Isto é causado por uma pressão de oxigénio de corte excessiva. Quando a pressão do oxigénio de corte é demasiado baixa, a escória não pode ser soprada, o que faz com que a escória se junte e seja difícil de remover.
Prevenção: Ajustar a pressão do oxigénio de corte a um nível adequado para a largura de corte e rugosidade da superfície pretendidas.
(2) Superfície irregular ou fusão dos bordos:
Isto é causado por uma intensidade de chama de pré-aquecimento excessiva ou corte lento velocidade. Uma intensidade de chama de pré-aquecimento insuficiente pode levar a interrupções no processo de corte e a uma superfície irregular.
Prevenção: Assegurar uma intensidade de chama de pré-aquecimento adequada para obter um corte regular e uniforme.
(3) Arrastamento excessivo após o corte:
Isto ocorre quando a velocidade de corte é demasiado rápida, resultando em arrastamento excessivo e cortes incompletos. Em casos graves, a escória pode voar para cima e causar reaquecimento.
Prevenção: Ajustar a velocidade de corte a um nível adequado para obter um corte correto sem arrastamento excessivo.
8) Formas de melhorar a qualidade da superfície de corte:
(1) Pressão adequada do oxigénio de corte:
Uma pressão de oxigénio de corte excessiva pode resultar num corte mais largo e numa superfície rugosa, desperdiçando oxigénio. Uma pressão de oxigénio de corte insuficiente pode fazer com que a escória se junte e seja difícil de remover.
Solução: Ajustar a pressão do oxigénio de corte para um nível adequado à qualidade de corte pretendida.
(2) Intensidade correcta da chama de pré-aquecimento:
Uma intensidade excessiva da chama de pré-aquecimento pode levar à fusão das arestas na superfície de corte, enquanto uma intensidade insuficiente pode causar interrupções no processo de corte e uma superfície irregular.
Solução: Assegurar uma intensidade de chama de pré-aquecimento adequada para um corte suave e homogéneo.
(3) Velocidade de corte correcta:
Quando a velocidade de corte é demasiado rápida, pode resultar em arrastamento excessivo, cortes incompletos e escória a voar para cima, levando ao reaquecimento. Quando a velocidade de corte é demasiado lenta, as arestas da chapa de aço podem derreter, desperdiçar gás e as chapas mais finas podem sofrer deformação e adesão excessivas, dificultando a limpeza pós-corte.
Solução: Ajustar a velocidade de corte para um nível adequado à qualidade de corte pretendida.
1. O corte a gás é mais rápido do que outros métodos de corte mecânico, o que o torna mais eficiente.
2. É mais rentável utilizar o corte com oxigénio-acetileno para cortar secções com formas e espessuras difíceis, que constituem um desafio para os métodos de corte mecânico.
3. O investimento em equipamento de corte a gás é inferior ao do corte mecânico e o equipamento é leve e portátil, o que o torna adequado para operações no terreno.
4. Ao cortar pequenos arcos, a direção de corte pode ser rapidamente alterada. Ao cortar peças grandes, não é necessário mover a peça de trabalho; apenas a chama de oxigénio-acetileno precisa de ser movida para um corte rápido.
5. O corte a gás pode ser efectuado manual ou mecanicamente.
6. O equipamento é portátil e pode ser utilizado no local.
7. Grande chapas metálicas pode ser rapidamente cortado no local, deslocando a tocha de corte em vez de deslocar o bloco metálico.
1. A tolerância dimensional é significativamente inferior à da tolerância mecânica ferramentas de corte.
2. Embora o corte a gás também possa cortar metais propensos à oxidação, como o titânio, este processo limita-se principalmente a aço de corte e ferro fundido em aplicações industriais.
3. A chama de pré-aquecimento e a escória em brasa emitida representam um risco de incêndio e de queimaduras para os operadores.
4. São necessárias instalações adequadas de controlo de fumos e de ventilação para a combustão de combustíveis e a oxidação de metais.
5. O corte de aços de alta liga e de ferros fundidos pode exigir melhorias no processo.
6. O corte de aços de elevada dureza pode exigir um pré-aquecimento antes do corte e um aquecimento contínuo após o corte para controlar a estrutura metalúrgica e as propriedades mecânicas perto da aresta de corte.
7. O corte a gás não é recomendado para cortes a longa distância numa grande área.
1. Amplamente utilizado para aço corte de chapa e preparação de chanfros de soldadura.
2. Adequado para o corte de sistemas de gates de peças fundidas, com espessuras de corte até 300 mm ou mais.
3. Utilizado principalmente para cortar vários tipos de aço-carbono e aço de baixa liga.
4. Ao cortar aço com elevado teor de carbono e aço de baixa liga com tendência para a têmpera, para evitar o endurecimento ou a fissuração na aresta de corte, é necessário aumentar a intensidade da chama de pré-aquecimento e diminuir a velocidade de corte, ou mesmo pré-aquecer a material de aço antes de cortar.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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