Sauerstoffschneiden und Materialien
Brennschneiden ist eine der verfügbaren Methoden zur Herstellung von Teilen aus dicken Blechen. Üblicherweise liegt die Obergrenze in der Produktion bei etwa 150 mm, es können aber auch wesentlich dickere Materialien verwendet werden.
Beim Sauerstoffschneiden wird das Metall mit einer Mischung aus Sauerstoff und Brenngasen erhitzt und anschließend oxidiert. Ein Hochdruck-Sauerstoffstrahl bläst die Schlacke weg, wodurch auch ein Schnitt entsteht. Sowohl der Erwärmungsteil als auch der Oxidationsteil setzen den für das autogene Metallschneiden verfügbaren Materialien Grenzen.
Geeignete Werkstoffe zum Brennschneiden
Das Metall muss zuerst auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden, um eine Zündung zu bewirken, wenn der Sauerstoffstrom auf das Material trifft. Die Temperatur muss jedoch niedriger als der Schmelzpunkt sein. Diese Produktionsbedingungen schließen viele Metalle aus der Liste der möglichen Schneidstoffe aus
Welche Metalle lassen sich mit Sauerstoff schneiden?
Das Sauerstoffschneiden eignet sich für zwei Stahlsorten – kohlenstoffarmen oder unlegierten Stahl und Schmiedeeisen.
Obwohl die Auswahl an Optionen sehr gering erscheint, hat das Brennschneiden aufgrund der relativ niedrigen Schneidkosten immer noch seinen Platz in der Fertigungsindustrie.
Ein weiterer Aspekt sind die Materialkosten. Diese wirklich dicken Platten oder Blöcke bestehen immer aus Kohlenstoffstahl, um die Kosten niedrig zu halten. Auch wenn die Materialbeschränkungen erheblich sind, lassen sie den Schneidemaschinen im Brennschneidverfahren Spielraum.
Welche Materialien können nicht mit Sauerstoff geschnitten werden?
Das Autogenschneiden ist nicht für andere Materialien als Kohlenstoffstähle und Schmiedeeisen geeignet.
Doch schauen wir uns die Ursachen dieser Einschränkungen genauer an. Alle beziehen sich auf die zuvor beschriebenen Prozessschritte.
Zunächst einmal scheinen sich Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt nicht sehr von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt zu unterscheiden. Der Grund für die Eliminierung von kohlenstoffreichem Stahl liegt in der hohen Schmelztemperatur der Schlacke im Vergleich zum Grundmetall. Die Schlacke vermischt sich dann mit der reinen Schmelze in der Nähe des Schnitts und wirkt als Barriere für Sauerstoff, der versucht, das Grundmetall zu erreichen.
Gusseisen ist ein weiteres Metall, das von vornherein zum Schneiden geeignet sein könnte, es aber nicht ist. Die hohe Graphitkonzentration und die Mikrostruktur des Metalls selbst sind die Gründe, die das Schneiden unmöglich machen.
Rostfreie Stähle haben ein weiteres Problem. Da die Oxidation Teil des Schneidprozesses ist, wirkt sich das gesamte Konzept auf die Ausgangsqualität des Materials aus und wird daher nicht angewendet.
Abschließend kommen wir zu den Nichteisenmetallen. Sowohl Aluminium- als auch Kupferlegierungen haben zu niedrige Schmelzpunkte. Der Vorwärmschritt ist ein notwendiger Teil des Sauerstoffschneidens und daher nicht für die Verarbeitung dieser Metalle geeignet.
