O que é o corte oxicorte? - Processo, prós e contras

O que é o corte de oxicombustível?

Soldagem oxi-combustível e corte oxi-combustível são processos que usam gases combustíveis (ou combustíveis líquidos, como gasolina ou gasolina) e oxigênio para soldar ou cortar metais. Os engenheiros franceses Edmond Fouche e Charles Picard tornaram-se os primeiros a desenvolver a soldagem oxigênio-acetileno em 1903.

O oxigênio puro, em vez de ar, é usado para aumentar a temperatura da chama para permitir a fusão localizada do material da peça de trabalho (por exemplo, aço) em um ambiente ambiente.

Uma chama comum de propano/ar queima a cerca de 2.250 K (1.980 °C; 3.590 °F), uma chama de propano/oxigênio queima a cerca de 2.526 K (2.253 °C; 4.087 °F), uma chama de oxi-hidrogênio queima a 3.073 K (2.800 °C; 5.072 °F) e uma chama de acetileno/oxigênio queima a cerca de 3.773 K (3.500 °C; 6.332 °F).

Antes do corte, o maçarico de corte deve pré-aquecer o aço até a temperatura de ignição no ponto inicial. A esta temperatura em torno de 960°C (dependendo do tipo de liga), o aço perdeu propriedades protetoras contra o oxigênio e ainda é sólido.

O oxigênio puro é então direcionado através do bocal na área aquecida. Este fluxo de oxigênio fino e de alta pressão transforma o aço pré-aquecido e desprotegido em aço líquido oxidado por uma reação exotérmica.

Esta escória tem um ponto de fusão mais baixo do que o aço, de modo que o fluxo de oxigênio pode soprar a escória líquida para fora da cavidade sem afetar o aço sólido não oxidado. Essa reação exotérmica é um processo contínuo e cria um corte à medida que a tocha se move. Para manter a reação exotérmica funcionando, o maçarico de corte mantém o aço aquecido durante o corte.

Apenas metais cujos óxidos têm um ponto de fusão mais baixo do que o próprio metal base podem ser cortados com este processo. Caso contrário, assim que o metal oxida, termina a oxidação formando uma crosta protetora. Apenas aço macio e algumas ligas baixas atendem às condições acima e podem ser cortados de forma eficaz com o processo de oxi-combustível.

Como funciona o processo de corte de oxicorte?

O corte oxi-combustível é uma reação química entre oxigênio puro e aço para formar óxido de ferro. Pode ser descrito como ferrugem rápida e controlada. Chamas de pré-aquecimento são usadas para elevar a superfície ou borda do aço a aproximadamente 1800°F (cor vermelha brilhante).

O oxigênio puro é então direcionado para a área aquecida em um fluxo fino de alta pressão. À medida que o aço é oxidado e soprado para formar uma cavidade, o pré-aquecimento e o fluxo de oxigênio são movidos a uma velocidade constante para formar um corte contínuo.

Apenas metais cujos óxidos têm um ponto de fusão mais baixo do que o próprio metal base podem ser cortados com este processo. Caso contrário, assim que o metal oxida, termina a oxidação formando uma crosta protetora. Apenas aço de baixo carbono e algumas ligas de baixo teor atendem à condição acima e podem ser cortados de forma eficaz com o processo de oxi-combustível.

Aqui estão os conceitos básicos de como tudo funciona:

Etapa 1:pré-aquecimento

Antes que você possa começar a cortar o aço, ele deve ser aquecido até sua temperatura de ignição, cerca de 1800°F. A esta temperatura, o aço reage prontamente com o oxigênio. O calor é fornecido pelas chamas de pré-aquecimento de uma tocha de oxi-combustível. Dentro da tocha, o gás combustível é misturado com oxigênio para criar uma mistura altamente inflamável.

Um bocal tem vários orifícios dispostos em um padrão circular para focar a mistura de gás inflamável em vários pequenos jatos. A mistura combustível-oxigênio é inflamada fora do bico e as chamas de pré-aquecimento se formam do lado de fora da ponta do bico.

Os gases combustíveis comumente usados ​​incluem acetileno, propano, gás natural e alguns outros gases mistos. Ao ajustar a relação combustível-oxigênio, a chama é ajustada para produzir a temperatura mais alta possível na menor chama possível. Isso concentra o calor em uma pequena área na superfície da chapa de aço.

Etapa 2:piercing

Uma vez que a superfície ou borda da placa atingiu a temperatura de ignição, um jato de oxigênio puro é ligado para começar a perfurar a placa. Isso é chamado de “oxigênio de corte”, e o jato é formado por um único furo no centro do bocal.

À medida que o fluxo de oxigênio de corte atinge o aço pré-aquecido, o rápido processo de oxidação começa. É aí que a verdadeira diversão começa. O processo de oxidação é referido como uma reação exotérmica – libera mais calor do que o necessário para começar.

O aço oxidado assume a forma de escória derretida, e a escória derretida precisa sair do caminho para que o fluxo de oxigênio possa “perfurar” toda a placa. Dependendo da espessura da placa, isso pode levar de uma fração de segundo a vários segundos.

Durante este tempo, o fluxo de oxigênio de corte está empurrando cada vez mais fundo na placa, e a escória derretida está sendo soprada para fora do orifício perfurante. Isso pode resultar em um enorme gêiser de aço fundido ou, se feito corretamente, uma pequena poça de escória no topo da placa.

Etapa 3:corte

Uma vez que o fluxo de oxigênio de corte percorreu todo o caminho através da placa, a tocha pode começar a se mover a uma velocidade constante, formando um corte contínuo. A escória fundida formada durante esta fase é soprada para fora do fundo da placa.

O calor liberado pela reação química entre o oxigênio e o aço pré-aquece a chapa logo na frente do corte, mas não é confiável o suficiente para cortar sem as chamas de pré-aquecimento. Assim, as chamas de pré-aquecimento permanecem acesas durante todo o corte, adicionando calor à chapa à medida que a tocha se move.

Esses são os básicos. Mas existem muitos outros fatores que afetam a qualidade da aresta de corte, incluindo velocidade, pressão de oxigênio de corte, ajuste de chama de pré-aquecimento, altura de corte, temperatura da chapa, etc.

Características do oxicombustível em comparação com o plasma

• Material. O corte oxi-combustível é usado para o corte de aço macio. Apenas metais cujos óxidos têm um ponto de fusão mais baixo do que o próprio metal base podem ser cortados com este processo. Caso contrário, assim que o metal oxida, termina a oxidação formando uma crosta protetora. Apenas aço macio e algumas ligas baixas atendem às condições acima.
• Espessura da parede. O oxi-combustível permite o corte de material de paredes mais espessas que o plasma. O plasma não pode cortar paredes mais grossas devido à enorme quantidade de energia necessária para atingir espessuras semelhantes.
• Ângulo de corte. O oxicorte permite o corte de ângulos mais acentuados de até 70° (em comparação com 45° com plasma) devido à concentração do feixe de oxigênio.
• Cortes retos. O feixe de plasma tem a tendência de desviar quando o ângulo é muito acentuado. No entanto, essa deflexão pode ser compensada pela automação.
• Custos. O oxicorte é uma solução mais econômica do que o corte a plasma. Os custos de investimento inicial, consumíveis e custos operacionais são todos mais baixos do que o corte a plasma. No entanto, as velocidades de processamento são normalmente inferiores a uma faixa de espessura de parede de 20 mm (considerando o perfil 3D na indústria de aço pesado)

Vantagens e desvantagens do corte de oxicorte

Com aplicações de corte oxicorte, gás combustível e oxigênio são usados ​​para gerar a chama de corte. A Messer Cutting Systems fornece gases, incluindo acetileno, MAPP, propano e gás natural, e informações relativas às suas necessidades.

Vantagens:

• Qualidade de ponta e alta precisão.
• Corte de tiras chanfradas.
• Perfure aço-carbono com espessura de até 101 milímetros (4 polegadas) a 127 milímetros (5 polegadas).
• Inicie e corte aço de 10 polegadas (254 milímetros) a 12 polegadas (304 milímetros) de espessura.
• Com várias tochas, produza várias peças, reduzindo tempo e mão de obra.

Desvantagens:

• Não é possível cortar aço inoxidável em circunstâncias normais.
• Velocidades de corte mais lentas em comparação com o corte a plasma.
• O corte de material fino pode deformar.
• Dificuldade de produzir furos menores que duas vezes a espessura do aço.