Um guia para técnicas de soldadura e corte a gás

Já se interrogou sobre como funciona a soldadura a gás e porque é tão importante na engenharia mecânica? Este artigo explica os princípios, os tipos de chama de gás e os materiais utilizados na soldadura a gás. No final, compreenderá como os diferentes gases e fios de soldadura influenciam a qualidade e a segurança dos processos de soldadura.

Índice

Chama de gás

1. Gases que produzem chamas de gás

(1) Oxigénio

O oxigénio é um gás à temperatura e pressão normais, com a fórmula molecular O2.

O oxigénio em si não é combustível, mas pode ajudar outras substâncias combustíveis a arder e tem um forte efeito promotor da combustão.

A pureza do oxigénio tem um impacto direto na qualidade, produtividade e consumo de oxigénio da soldadura a gás e corte a gás.

Quanto maior for a pureza do oxigénio, melhor será a qualidade da soldadura e do corte a gás.

(2) Acetileno

O acetileno é um composto de hidrocarbonetos incolor com um odor especial, obtido pela interação de carboneto de cálcio e água, com a fórmula molecular C2H2.

O acetileno é um gás combustível, e a temperatura da chama gerada quando é misturado com o ar é de 2350°C, enquanto a temperatura da chama gerada quando é misturado com o oxigénio e queimado é de 3000-3300°C.

O acetileno é um gás perigoso que é explosivo em determinadas condições de pressão e temperatura.

(3) Gás de petróleo liquefeito (GPL)

O gás de petróleo liquefeito é composto principalmente por hidrocarbonetos como o propano (C3H8), o butano (C4H10) e o propileno (C3H6).

Existe como um gás sob pressão normal, mas pode ser liquefeito a uma pressão de 0,8-1,5 MPa para armazenamento e transporte, daí o nome Gás de Petróleo Liquefeito.

Tal como o acetileno, o GPL é explosivo quando misturado com ar ou oxigénio, mas é muito mais seguro do que o acetileno.

2. Tipos e propriedades das chamas de gás

(1) Chama de oxi-acetileno.

A estrutura e a forma da chama de oxi-acetileno:

a) Chama neutra b) Chama de cementação c) Chama de oxidação

1- Centro da chama 2- Chama interior 3- Chama exterior

Tipo de chamaRelação de mistura de oxigénio e acetilenoTemperatura máxima da chama/℃Características da chama
Chama neutra1.1-1.23050-3150O oxigénio e o acetileno são totalmente queimados, sem excesso de oxigénio nem de acetileno. O núcleo da chama é brilhante, com contornos claros, e a chama interna tem um certo grau de redutibilidade
Chama de carbonização<1.12700-3000O acetileno é excedente, e há carbono e hidrogénio livres na chama, o que tem um forte efeito de redução e também tem um certo efeito de carbono. A chama inteira da chama de carbonização é mais longa do que a da chama neutra
Chama de óxido>1.23100-3300Há um excesso de oxigénio na chama, que tem fortes propriedades oxidantes. Toda a chama é curta e as camadas das chamas interna e externa não são claras
  • Chama de gás de petróleo liquefeito com oxigénio

A estrutura da chama de Oxigénio-Gás de Petróleo Liquefeito é basicamente a mesma que a da chama de Oxi-Acetileno, e também pode ser classificada em chama oxidante, chama carburizante e chama neutra.

O centro da chama sofre reacções de decomposição parcial, mas com menos produtos de decomposição.

A chama interior não é tão brilhante como a do acetileno e parece ligeiramente azulada, enquanto a chama exterior é mais clara e mais longa do que a chama do oxi-acetileno.

Devido ao ponto de ignição mais elevado do Gás de Petróleo Liquefeito, é mais difícil de inflamar do que o acetileno e requer uma chama direta para a ignição.

Soldadura a gás

1. Princípios, características e aplicações da soldadura a gás.

(1) Princípios da soldadura a gás.

Gás Processo de soldadura Diagrama

1 - Tubo de mistura de gás; 2 - Peça de trabalho; 3 - Junta de soldadura; 4 - Fio de enchimento; 5 - Chama de soldadura a gás; 6 - Maçarico de soldadura.

(2) Características e aplicações da soldadura a gás

As vantagens da soldadura a gás são o facto de requerer equipamento simples, ser fácil de operar, ter baixos custos e uma forte adaptabilidade. Pode ser utilizada em locais sem fornecimento de eletricidade para uma soldadura conveniente.

As desvantagens da soldadura a gás são que a temperatura da chama é baixa, o aquecimento é disperso, a zona afetada pelo calor é ampla, a peça de trabalho é facilmente deformada e sobreaquecida, e a qualidade do gás juntas de soldadura não é tão fácil de garantir como na soldadura por arco com elétrodo.

A produtividade é baixa e é difícil soldar metais espessos. É também um desafio conseguir a automatização.

2. Materiais de soldadura a gás

(1) Arame de soldadura a gás

Tabela 3-2 Grau e utilização de fios de soldadura de aço comuns.

Fio de soldadura de aço estrutural de carbonoFio de soldadura de aço estrutural de ligaFio de soldadura de aço inoxidável
GrauobjetivoGrauobjetivoGrauObjetivo:
H08Soldadura de estruturas gerais de aço com baixo teor de carbonoH10Mn2O mesmo objetivo que HO8MnH03Cr21Ni10Soldadura de aço inoxidável de ultra baixo teor de carbonoFixação de aço inoxidável do tipo 18-8
H08Mn2Si
H08ASoldadura de importantes aços de baixo e médio carbono e de certos aços de baixo carbono liga de aço estruturasH10Mn2MoASoldadura de aço normal de baixa ligaH06Cr21Ni10Soldadura de aço inoxidável tipo 18-8
H08EO mesmo objetivo que o H08A, com bom desempenho do processoH10Mn2MoVASoldadura de aço normal de baixa ligaH08Cr21Ni10Soldadura de aço inoxidável tipo 18-8
H0SMnSoldadura de estruturas importantes de aço-carbono e de aço normal de baixa liga, tais como caldeiras, recipientes sob pressão, etc.HO8CrMoASoldadura de crómio aço molibdénio e outros HO8Cr19Ni10TiSoldadura de aço estrutural de alta resistência e de aço de liga resistente ao calor, etc.
H08MnAO mesmo objetivo que o H08Mn, mas com bom desempenho do processoH18CrMoAAço estrutural soldado, como o aço ao crómio e molibdénio, o aço ao crómio e manganês-silício, etc.H12C24Ni13Soldadura de aço estrutural de alta resistência e de aço de liga resistente ao calor, etc.
H15ASoldadura de peças de resistência médiaH30CrMnSiASoldadura de aço cromo-manganês-silícioH12Cr26Ni21Soldadura de aço estrutural de alta resistência e de aço de liga resistente ao calor, etc. 
H15MnSoldadura de peças de resistência médiaH10CrMoASoldadura de ligas de aço resistentes ao calor
Modelo de fio de soldaduraGrau do fio de soldaduranomePrincipais componentes químicosPonto de fusão/℃objetivo
SCu1898
(CuSnl)
HS201Fio de soldadura de cobre puroω(Sn) ≤ 1.0%
ω(Si)=0,35% -0,5% 
ω(Mn)=0,35% -0,5%,
os restantes são Cu
1083Soldadura a gás, soldadura por arco de árgon e soldadura por arco plasma de cobre puro
SCa6560
(CuSi3Mn)
HS211Fio de soldadura de bronzeω(Si)=2.8%~4.0%
ω(Mn) ≤ 1,5%,
os restantes são Cu
958Soldadura a gás, soldadura por arco de amoníaco e arco de plasma soldadura de bronze
SCu4700
(CuZn40Sn)
HS221Fio de soldadura de latãoω(Cu)=57% -61%
ω(Sn)=0,25% -1,0%, os restantes são Zn
886Soldadura a gás, árgon soldadura por arco e soldadura por arco plasma de latão
SCu6800
(CuZn40Ni)
HS222Soldadura de latão fioω(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%
Os restantes são Zn
860
SCu6810A
(CuZn40SnSi)
HS223Fio de soldadura de latãoω(Cu)=58% -62%
ω(Si)=0,1% -0,5%
ω(Sn) ≤ 1.0.
Os restantes são Zn
905

Tabela 3-4: Tipos, classes, composições químicas e aplicações comuns de alumínio e alumínio Soldadura de ligas Fios.

Modelo de fio de soldaduraGrau do fio de soldaduranomePrincipais componentes químicosPonto de fusão/℃objetivo
SAl1450
(A199.5Ti)
HS301Fio de soldadura de alumínio puroω(Al)≥99.5%660Soldadura a gás e árgon soldadura por arco de alumínio puro
SAl4043
(AIS)
HS311Fio de soldadura de liga de alumínio e silícioω(Si)=4,5% -6%,
outros são Al
580-610Soldadura de alumínio ligas com exceção das ligas de alumínio e magnésio
SAB103
(AIMnl)
HS321Fio de soldadura de liga de alumínio e manganêsω(Mn)=1,0% -1,6%,
os restantes são Al
643-654Soldadura por gás e soldadura por arco com amoníaco de ligas de alumínio e manganês
SAl5556
(AlMg5 MnlTi
HS331Alumínio liga de magnésio fio de soldaduraω(Mg)=4.7%~5.5%
ω(Mn)=0,3% -1,0%
ω(Ti)=0,05% -0,2
Os restantes são Al
638-660Soldadura de ligas de alumínio e magnésio e de ligas de alumínio e zinco e magnésio

Tabela 3-5: Tipos, classes, composições químicas e aplicações dos fios de soldadura a gás de ferro fundido.

Modelo e qualidade do fio de soldaduraComposição química/% objetivo
ω
(C)
ω
(Mn)
ω
(S)
ω
(P)
ω
(Si)
RZC-I3.20-3.500.6-0.75≤0.100.5-0.752.7-3.0Reparação por soldadura de ferro fundido cinzento
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≤0.53.0-3.6Reparação por soldadura de ferro fundido dúctil

(2) Gás Fluxo de soldadura

Tabela 3-6: Graus, desempenho e aplicações dos fluxos de soldadura a gás comummente utilizados.

Grau do fluxo de soldaduranomeDesempenho básicoAplicação
CJ101Fluxo para soldadura a gás de aço inoxidável e aço resistente ao calorTem um ponto de fusão de 900 ℃ e tem boas propriedades de umedecimento, o que pode evitar que o metal derretido seja oxidado. A escória é fácil de remover após a soldagem.Utilizado para gás soldadura de aço inoxidável e aço resistente ao calor
CJ201Fluxo de soldadura a gás para ferro fundidoTem um ponto de fusão de 650℃ e tem uma reação alcalina. Tem deliquescência e pode efetivamente remover silicatos e óxidos gerados durante o gás soldadura de ferro fundido. Tem também a função de acelerar a fusão dos metais.Utilizado para a soldadura a gás de peças de ferro fundido
CJ301Fluxo de soldadura de gás de cobreÉ um sal à base de boro, que é propenso a deliquescência e tem um ponto de fusão de cerca de 650 ℃. Tem uma reação ácida e pode efetivamente dissolver o óxido de cobre e o óxido cuproso.Utilizado para gás soldadura de cobre e ligas de cobre
CJ401Fluxo de soldadura a gás de alumínioO ponto de fusão é de cerca de 560 ℃, tem uma reação ácida e pode efetivamente destruir o filme de óxido de alumínio. No entanto, devido à sua forte higroscopicidade, pode causar corrosão do alumínio no ar. Após a soldadura, a escória deve ser cuidadosamente limpa.Utilizado para a soldadura a gás de alumínio e ligas de alumínio

Os tipos de fluxo de soldadura a gás são representados por CJ seguido de três dígitos, e o método de codificação é: CJxxx.

3. Equipamentos e ferramentas de soldadura a gás.

A composição do equipamento de soldadura a gás:

  • 1. Mangueira de oxigénio
  • 2. Maçarico de soldadura
  • 3. Mangueira de acetileno
  • 4. Cilindro de acetileno
  • 5. Regulador de acetileno
  • 6. Regulador de oxigénio
  • 7. Garrafa de oxigénio

1. Cilindro de oxigénio

a) Aspeto b) Estrutura
  • 1. Fundo da garrafa
  • 2. Corpo do cilindro
  • 3. Arco de garrafa
  • 4. Válvula da garrafa de oxigénio
  • 5. Tampa de garrafa
  • 6. Cabeça do cilindro

2. Cilindro de acetileno

a) Aspeto b) Estrutura
  • 1. Boca da garrafa
  • 2. Tampa de garrafa
  • 3. Válvula do cilindro
  • 4. Amianto
  • 5. Corpo do cilindro
  • 6. Material de enchimento poroso
  • 7. Fundo da garrafa

3. Cilindro de gás de petróleo liquefeito (Cilindro de GPL)

a) Aspeto b) Estrutura
  • 1. Escudo de proteção
  • 2. Válvula do cilindro
  • 3. Corpo do cilindro
  • 4. Base

4. Regulador de pressão

(1) Funções e tipos de reguladores de pressão

A função de um regulador de pressão é reduzir o gás de alta pressão na garrafa para a pressão necessária para o funcionamento e manter uma pressão estável durante o funcionamento.

Os reguladores de pressão podem ser classificados em reguladores de pressão de oxigénio, reguladores de pressão de acetileno, reguladores de pressão de gás de petróleo liquefeito, etc., de acordo com as suas utilizações.

De acordo com a sua estrutura, podem ser classificados em reguladores de uma e duas fases. De acordo com os seus princípios de funcionamento, podem ser classificados em reguladores de ação direta e reguladores de ação inversa.

(2) Regulador de oxigénio

Regulador de Oxigénio de Fase Única de Ação Inversa
a) Aparência b) Estado de não funcionamento c) Estado de funcionamento
  • 1. Manómetro de alta pressão
  • 2. Câmara de alta pressão
  • 3. Câmara de baixa pressão
  • 4. Mola de regulação da pressão
  • 5. Pega de regulação da pressão
  • 6. Diafragma
  • 7. Passagem
  • 8. Haste da válvula
  • 9. Mola da haste da válvula
  • 10. Manómetro de baixa pressão

(3) Regulador de acetileno

(4) Petróleo liquefeito Regulador de gás

A função do Regulador de Gás de Petróleo Liquefeito é reduzir a pressão na botija de gás para a pressão de trabalho e estabilizar a pressão de saída para garantir o fornecimento uniforme de gás.

Geralmente, os reguladores para uso doméstico podem ser ligeiramente modificados para serem utilizados no corte de espessura da chapa de aço.

Além disso, o Regulador de Gás de Petróleo Liquefeito também pode ser utilizado diretamente com um regulador de propano.

5. Tocha de soldadura

(1) Funções e Tipos de soldadura Tocha

A função de uma tocha de soldadura é misturar gás combustível e oxigénio numa determinada proporção e pulverizá-los a uma determinada velocidade para combustão, gerando assim uma chama com uma determinada energia, composição e forma estável.

De acordo com as diferentes formas de misturar o gás combustível e o oxigénio, as tochas de soldadura podem ser divididas em tochas de soldadura de injeção (também conhecidas como tochas de soldadura de baixa pressão) e tochas de soldadura de injeção (também conhecidas como tochas de soldadura de baixa pressão).soldadura por pressão ) e tochas de soldadura de pressão igual.

(2) Estrutura e princípio da tocha de soldadura por injeção

Tocha de soldadura por injeção
a) Aspeto b) Estrutura
  • 1. Válvula de acetileno
  • 2. Conduta de acetileno
  • 3. Conduta de oxigénio
  • 4. Válvula de oxigénio
  • 5. Bocal
  • 6. Tubo de injeção
  • 7. Conduta de gás misto
  • 8. Par de bicos de soldadura

(3) Representação do modelo da tocha de soldadura

O modelo da tocha de soldadura é composto pela letra Pinyin "H" seguida do número de série e da especificação que representa a forma estrutural e o modo de funcionamento.

6. Mangueira de gás

Os gases da garrafa de oxigénio e da garrafa de acetileno têm de ser transportados para a tocha de soldadura ou de corte através de mangueiras de borracha.

De acordo com a norma nacional "Mangueira de borracha para soldadura a gás, corte e operações semelhantes", a mangueira de oxigénio é azul e a mangueira de acetileno é vermelha.

O comprimento da mangueira ligada à tocha de soldadura não deve ser inferior a 5 metros, mas se for demasiado longa, aumentará a resistência ao fluxo de gás.

Em geral, recomenda-se um comprimento de 10 a 15 metros. A mangueira de borracha utilizada para a tocha de soldadura não deve estar contaminada com óleo, nem com gás de fuga, e é estritamente proibido trocar mangueiras entre gases diferentes.

7. Outras ferramentas auxiliares

(1) Óculos de proteção para soldadura

(2) Pistola de ignição

Uma pistola de ignição tipo pistola é a forma mais segura e mais conveniente de acender a tocha de soldadura.

Além disso, as ferramentas de soldadura também incluem ferramentas de limpeza, como escovas de arame, martelos e limas; ferramentas para ligar e fechar passagens de gás, como alicates, arame, braçadeiras de mangueira, chaves e agulhas de limpeza para bicos de soldadura.

4. Processo de soldadura a gás

1. Forma de articulação

Formas de juntas na soldadura a gás
  • a) Junta sobreposta
  • b) Junta de topo
  • c) Junta de canto

Tabela 3-7 Forma e dimensões da junta sobreposta e da junta de topo para aço de baixo carbono

Formulário conjuntoEspessura da placa/mmArestas enroladas e sem corte/mmDesnível/mmÂngulo de ranhuraDiâmetro do fio de soldadura/mm
Junta de cravação0.5-1.01.5-2.0  não é necessário
Junta de topo com ranhura em forma de I1.0-5.0 1.0-4.0 2.0-4.0
Junta de topo com ranhura em V>5.01.5-3.02.0-4.0Método de soldadura à esquerda 80 °, método de soldadura à direita 60 °3.0-6.0

2. Parâmetros de soldadura a gás

(1) Tipo, classe e diâmetro do fio de soldadura

Espessura da soldadura/mm1-22-33-55-1010-15
Diâmetro do fio de soldadura/mm1-2 ou sem fio de soldadura2-33-3.23.2-44-5

(2) Fluxo de soldadura a gás

A seleção do fluxo de soldadura a gás deve basear-se na composição e nas propriedades da peça de trabalho. Geralmente, o aço estrutural de carbono não necessita de fluxo de soldadura a gás para a soldadura a gás.

No entanto, o aço inoxidável, o aço resistente ao calor, o ferro fundido, o cobre e as ligas de cobre, e o alumínio e as ligas de alumínio requerem a utilização de um fluxo de soldadura a gás para a soldadura a gás.

(3) Propriedades e eficiência das chamas

1) Propriedades das chamas

2) Eficiência das chamas

Tabela 3-9 Seleção de chamas de soldadura a gás para vários materiais metálicos.

Tipo de materialTipo de chamaTipo de materialTipo de chama
Aço de baixo e médio carbonoChama neutraAlumínio e aço níquelChamas neutras ou ligeiramente mais neutras do que o acetileno
Aço de baixa ligaChama neutraAço manganêsChama de óxido
Cobre púrpuraChama neutraChapa de ferro galvanizadoChama de óxido
Alumínio e ligas de alumínioChama neutra ou ligeiramente carbonizadaAço de alta velocidadeChama de carbonização
Chumbo, estanhoChama neutraLiga duraChama de carbonização
BronzeChama neutra ou chama de oxidação ligeiraAço de alto carbonoChama de carbonização
Aço inoxidávelChama neutra ou ligeiramente carbonizadaFerro fundidoChama de carbonização
LatãoChama de óxidoNíquelChama de carbonização ou chama neutra

(4) Tamanho do bocal e ângulo de inclinação da tocha de soldadura

O bocal é a saída do gás misturado oxi-acetilénico. Cada tocha de soldadura está equipada com um conjunto de bicos de diferentes diâmetros. Quando se soldam peças mais grossas, deve ser selecionado um bocal maior.

Tabela 3-10 Seleção de bicos para soldaduras de diferentes espessuras.

Número do bocal de soldadura12345
Espessura da soldadura/mm<1.51~32~44~77~11
A relação entre o ângulo de inclinação da tocha de soldadura e a espessura da soldadura
Posição do fio de soldadura em relação à tocha de soldadura e à soldadura

(5) Direção de soldadura.

a) Método de soldadura à direita
b) Método de soldadura à esquerda

(6) Velocidade de soldadura.

Impacto dos parâmetros de soldadura a gás na Qualidade da soldadura e a formação Weld Seam.

Velocidade de soldadura:

  • Demasiado rápido, fácil de provocar a fusão da soldadura
  • Demasiado lento, pode facilmente provocar o sobreaquecimento da soldadura

Diâmetro do fio de soldadura:

  • Demasiado fina, pode facilmente provocar uma fusão incompleta da cordão de soldadura
  • Demasiado espesso, fácil de sobreaquecer as peças soldadas

Número do bocal de soldadura:

  • Grande número, elevada eficiência de chama
  • Pequeno número, baixa taxa de energia da chama

Estado da superfície do material de base:

  • A superfície com tinta ou pontos de ferrugem pode facilmente produzir porosidade
  • Uma limpeza incompleta das soldaduras pode levar à inclusão de escórias.

Distância entre a extremidade do bocal de soldadura e a soldadura:

  • Se for demasiado grande, a taxa de energia da chama diminuirá, o que pode facilmente levar a uma fusão incompleta do cordão de soldadura
  • Demasiado pequeno, pode facilmente provocar o sobreaquecimento da soldadura

3. Corte de gás

1. Princípio, características e aplicações do corte a gás

1. Princípio do corte a gás

O corte a gás é um método de corte que utiliza a energia térmica de uma chama de gás para pré-aquecer a área de corte de uma peça de trabalho até à temperatura de ignição e, em seguida, pulveriza um fluxo de oxigénio de corte a alta velocidade, fazendo com que queime e liberte calor, conseguindo assim o processo de corte.

Processo de corte a gás
  • 1 – Kerf
  • 2 – Bocal de corte
  • 3 - Fluxo de oxigénio
  • 4 - Peça de trabalho
  • 5 - Óxido
  • 6 - Chama de pré-aquecimento

2. Características e aplicações do corte a gás

(1) Vantagens do corte a gás:

  • Eficiência de corte superior, particularmente para aço, superando a maioria dos métodos de corte mecânico em velocidade.
  • Economicamente viável para formas complexas de secções transversais e espessuras que constituem um desafio para os métodos mecânicos.
  • Investimento inicial mais baixo em comparação com o equipamento de corte mecânico, com ferramentas portáteis e leves adequadas para operações no terreno.
  • Manobrabilidade excecional, permitindo mudanças rápidas de direção ao cortar pequenos arcos ou padrões complexos.
  • Versatilidade nas operações de corte manual e mecanizado, oferecendo flexibilidade em várias aplicações.

(2) Desvantagens do corte a gás:

  • Precisão dimensional reduzida em comparação com os métodos de corte mecânico de precisão, com tolerâncias mais alargadas.
  • Riscos de segurança, incluindo riscos de incêndio, potencial de danos no equipamento e perigos de queimaduras para o operador devido a chamas de pré-aquecimento a alta temperatura e escória quente ejectada.
  • Necessidade de sistemas robustos de controlo de poeiras e de ventilação para gerir os gases de combustão e os subprodutos da oxidação de metais, garantindo a segurança do local de trabalho e a conformidade ambiental.
  • Limitações materiais, principalmente eficazes em metais ferrosos que sofrem reacções exotérmicas durante o corte.

(3) Aplicações do corte a gás

O corte a gás mantém uma adoção industrial generalizada devido à sua elevada eficiência, rentabilidade e simplicidade operacional. Ele se destaca em:

  • Corte de chapas de aço e fabrico de peças com formas complexas em várias orientações e posições.
  • Abertura de chanfros de soldadura precisos para operações de soldadura subsequentes, cruciais no fabrico de aço estrutural.
  • Remoção eficiente de risers de fundição em operações de fundição, melhorando o processamento pós-fundição.
  • Aplicações de corte para trabalhos pesados, capazes de cortar espessuras de aço até 300 mm ou mais, tornando-a indispensável na construção naval, no fabrico de maquinaria pesada e em projectos de construção em grande escala.

2. Condições e propriedades de corte a gás dos metais

1. Condições para o corte a gás

(1) O ponto de ignição do metal no oxigénio deve ser inferior ao seu ponto de fusão. Esta é a condição mais básica para o processo normal de oxidação.corte de combustível.

(2) O ponto de fusão do óxido metálico produzido durante o processo de corte oxi-combustível deve ser inferior ao ponto de fusão do próprio metal e deve ter uma boa fluidez para que o óxido possa ser soprado para fora do kerf no estado líquido.

Tabela 3-11 Pontos de fusão de Materiais metálicos e seus óxidos.

Materiais metálicosPonto de fusão do metal/℃Ponto de fusão do óxido/℃
ferro puro15351300-1500
aço macio15001300~1500
aço de alto carbono1300~14001300-1500
alumínio12001300~1500
cobre10841230-1336
chumbo3272050
alumínio6582050
crómio15501990
níquel14501990
zinco4191800

(3) A combustão de metais no jato de oxigénio de corte deve ser uma reação exotérmica. Isto porque o resultado de uma reação exotérmica é a produção de uma grande quantidade de calor a partir da combustão da camada metálica superior, que desempenha um papel de pré-aquecimento para a camada metálica inferior.

(4) A condutividade térmica do metal não deve ser demasiado elevada. Caso contrário, o calor libertado pela oxidação durante a chama de pré-aquecimento e processo de corte a gás será conduzido e dissipado, tornando impossível que o corte de gás comece ou pare a meio caminho.

2. Propriedades de corte a gás de metais comuns

(1) O aço de baixo carbono e o aço de baixa liga podem cumprir os requisitos para que o corte a gás possa ser efectuado sem problemas.

(2) O ferro fundido não pode ser cortado com oxicorte.

(3) Aço com alto teor de cromo e aço cromo-níquel produzirá óxido de cromo e óxido de níquel de alto ponto de fusão (cerca de 1990 ℃), dificultando o corte a gás.

(4) O cobre, o alumínio e as suas ligas têm pontos de ignição superiores aos seus pontos de fusão e boa condutividade térmica, o que dificulta o corte a gás.

3. Equipamento e ferramentas de corte a gás

1. Tocha de corte

(1) Função e classificação do maçarico de corte

A função de um maçarico de corte é misturar gás combustível e oxigénio numa determinada proporção e de modo a formar uma chama de pré-aquecimento com uma determinada energia e forma, e pulverizar oxigénio de corte no centro da chama de pré-aquecimento para o corte a gás.

Os maçaricos de corte podem ser divididos em dois tipos: maçarico de corte por injeção e maçarico de corte a igual pressão, de acordo com as diferentes formas de mistura do gás combustível e do oxigénio.

De acordo com os diferentes tipos de gás combustível, podem ser divididos em maçaricos de corte de acetileno, maçaricos de corte de gás de petróleo liquefeito, etc.

(2) Estrutura e princípio do maçarico de corte por injeção

Estrutura do maçarico de corte por injeção.

Maçarico de corte por injeção
a) Aspeto b) Estrutura
  • 1. Bocal de corte
  • 2. Tubo de mistura de gás
  • 3. Tubo de injeção
  • 4. Bocal
  • 5. Válvula reguladora do oxigénio de pré-aquecimento
  • 6. Válvula de regulação do acetileno
  • 7. Conector de acetileno
  • 8. Conector de oxigénio
  • 9. Válvula reguladora de oxigénio de corte
  • 10. Corte de tubos de oxigénio.
Bocal de corte e bocal de soldadura
a) Bocal de soldadura b) Bocal de corte circular c) Bocal de corte em flor de ameixa.

Durante o corte a gás, abrir primeiro a válvula reguladora do oxigénio de pré-aquecimento e a válvula reguladora do acetileno e acender para produzir uma chama de pré-aquecimento para pré-aquecer a peça de trabalho.

Quando a peça de trabalho estiver pré-aquecida até ao ponto de ignição, abrir a válvula reguladora do oxigénio de corte.

Neste momento, o oxigénio de corte a alta velocidade flui através do tubo de oxigénio de corte e é pulverizado a partir do orifício central do bocal de corte para efetuar o corte a gás.

(3) Representação do modelo da tocha de corte

O modelo da tocha de corte é composto pela letra chinesa Pinyin G e por um número que representa a estrutura e o modo de funcionamento, bem como as especificações.

(3) Método de representação do modelo da tocha de corte

O modelo da tocha de corte é composto pela letra chinesa Pinyin G e por uma sequência de números e especificações que representam a forma estrutural e o método de funcionamento.

(4) Maçarico de corte a gás de petróleo liquefeito

No caso dos maçaricos de corte a gás de petróleo liquefeito, devido às diferentes características de combustão entre o gás de petróleo liquefeito e o acetileno, o maçarico de corte de tipo injetor utilizado para o acetileno não pode ser utilizado diretamente.

É necessário modificar o maçarico de corte ou utilizar um bocal de corte especial para gás de petróleo liquefeito.

Para além da auto-modificação, os maçaricos de corte a gás de petróleo liquefeito também podem ser adquiridos como equipamento especializado.

(5) Maçarico de corte de igual pressão.

Maçarico de corte de igual pressão
a) Aspeto b) Estrutura
  • 1- Bocal de corte
  • 2- Junta do bocal
  • 3- Corte da mangueira de oxigénio
  • 4- Mangueira de gás acetileno
  • 5- Regulador de oxigénio de corte
  • 6- Corpo principal
  • 7- Junta de oxigénio
  • 8- Junta de acetileno
  • 9- Regulador de pré-aquecimento do oxigénio
  • 10- Mangueira de pré-aquecimento do oxigénio

2. Máquina de corte a gás

Uma máquina de corte a gás é um equipamento mecanizado que substitui os maçaricos de corte manual para o corte a gás.

(1) Máquina de corte a gás semi-automática.

(2) Máquina de corte de perfis a gás.

(3) Máquina de corte a gás CNC.

1- Carril de guia 2- Pórtico 3- Carro 4- Mecanismo de controlo 5- Tocha de corte.

4. Processo de corte a gás

1. Parâmetros de corte a gás.

Tabela 3-12: Relação entre Chapa de aço Espessura de corte de gás, velocidade de corte e pressão de oxigénio.

Espessura da chapa de aço
/mm
Velocidade de corte a gás
/(mn/min)
Pressão de oxigénio
/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) Velocidade de corte a gás

a) Velocidade normal b) Velocidade excessiva.

(3) Propriedades e eficiência da chama de pré-aquecimento.

O objetivo da chama de pré-aquecimento é aquecer as peças de corte de metal e manter uma temperatura que possa queimar na corrente de oxigénio, ao mesmo tempo que faz com que a pele de óxido na superfície do aço se descole e derreta, facilitando a combinação da corrente de oxigénio com o ferro.

A eficiência da chama de pré-aquecimento é expressa em termos da quantidade de gás combustível consumido por hora, e deve ser selecionada com base na espessura da peça a cortar.

Em geral, quanto mais espessa for a peça a cortar, maior deverá ser a eficiência da chama de pré-aquecimento.

(4) Ângulo de inclinação do bocal de corte e da peça de corte.

Relação entre o ângulo de inclinação do bocal de corte e a espessura da peça a cortar.

Espessura de corte
/mm
<66-30>30
Começar a cortarDepois de cortarParar de cortar
Direção do ângulo de inclinaçãoInclinar para trásVerticalInclinação para a frenteVerticalInclinar para trás
Ângulo de inclinação25°-45°5~10°5°~10°

(5) Distância entre o bocal de corte e a superfície da peça a cortar.

A distância entre o bocal de corte e a superfície da peça de corte deve ser determinada com base no comprimento da chama de pré-aquecimento e na espessura da peça de corte, geralmente entre 3 e 5 mm.

Esta condição de aquecimento é óptima e minimiza a possibilidade de carburação da superfície de corte.

Quando a espessura da peça de corte é inferior a 20 mm, a chama pode ser mais longa e a distância pode ser aumentada de forma adequada.

Quando a espessura da peça a cortar é maior ou igual a 20 mm, a chama deve ser mais curta e a distância deve ser reduzida de forma adequada devido à velocidade de corte mais lenta do gás.

2. Temperamento do corte a gás (soldadura).

(1) A mangueira de transporte de gás é demasiado longa, demasiado estreita ou demasiado torcida.

(2) O tempo de corte (soldadura) a gás é demasiado longo ou o bocal de corte (soldadura) está demasiado próximo da peça de trabalho.

(3) A face final do bocal de corte (soldadura) adere a demasiadas partículas de metal derretido salpicadas.

(4) Partículas sólidas de carbono ou outras substâncias aderem à passagem de gás no interior da mangueira de transporte de gás ou da tocha de corte (soldadura).

Não se esqueçam, partilhar é cuidar! : )
Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

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.

Também pode gostar
Seleccionámo-las só para si. Continue a ler e saiba mais!

Gás de soldadura: Tudo o que precisa de saber

Imagine a soldadura sem gás - caótica e fraca. O gás de soldadura é o campeão silencioso, essencial para proteger as soldaduras de contaminantes, estabilizar o arco e garantir juntas fortes. Este artigo explora...

A arte de selecionar o gás misto certo para soldadura

Porque é que a escolha do gás de mistura correto é crucial para o sucesso da soldadura? Este artigo explora a forma como a seleção da mistura de gás adequada pode melhorar drasticamente a qualidade da soldadura, refinando as gotas, reduzindo os salpicos,...
MáquinaMFG
Leve o seu negócio para o próximo nível
Subscrever a nossa newsletter
As últimas notícias, artigos e recursos, enviados semanalmente para a sua caixa de correio eletrónico.
© 2024. Todos os direitos reservados.

Contactar-nos

Receberá a nossa resposta no prazo de 24 horas.