Di Yonglihao Machinery, kami adalah sebuah penyedia layanan pembuatan prototipe. Meskipun pemotongan laser adalah proses utama kami untuk sebagian besar pekerjaan lembaran dan pelat, ada pekerjaan tertentu di mana kami masih menggunakan pemotongan oksigen-bahan bakar. Juga dikenal sebagai pemotongan api atau pemotongan obor, metode ini tetap berharga dalam alur kerja kami.
Kami mengandalkan las oksigen-bahan bakar untuk baja karbon tebal. Metode ini sangat efektif ketika bagian-bagian perlu dipersiapkan untuk pengelasan. Portabilitas adalah keuntungan utama lainnya, menjadikan las oksigen-bahan bakar pilihan kami untuk pekerjaan di lapangan. Mengelola waktu tunggu untuk pelat tebal menjadi lebih mudah dengan proses ini. Sementara itu, untuk logam yang lebih tipis di mana presisi sangat penting, pemotongan laser tetap menjadi pilihan utama kami.
Dalam artikel ini, Anda akan menemukan penjelasan yang jelas tentang proses oxy-fuel. Anda akan mempelajari tentang penggunaan praktisnya, keterbatasannya, dan bagaimana menentukan kapan proses ini merupakan pilihan yang tepat untuk proyek Anda.
Apa itu pemotongan oksigen-bahan bakar?
Pemotongan oksigen-bahan bakar adalah proses termal yang menggunakan nyala api bahan bakar-oksigen untuk memanaskan baja terlebih dahulu. Setelah mencapai suhu yang tepat, semburan oksigen murni mengoksidasi logam, memaksa logam tersebut keluar dari potongan sebagai terak. Kombinasi pemanasan dan oksidasi ini membentuk dasar dari pemotongan oksigen-bahan bakar.
Proses ini paling efektif pada baja lunak dan banyak baja paduan rendah, karena oksida yang terbentuk dapat dihilangkan dengan bersih. Anda dapat menggunakannya untuk berbagai ketebalan, dari 0,5 mm hingga 250 mm. Dengan sistem khusus, bahkan dimungkinkan untuk memotong logam yang jauh lebih tebal dari itu.
Kami sering merekomendasikan pemotongan oxy-fuel untuk baja yang terlalu tebal untuk ditangani secara efektif oleh laser. Membuat tepi miring untuk pengelasan adalah situasi lain di mana metode ini unggul. Selain itu, ketika tepi yang dipotong akan diolah dengan mesin di kemudian hari, menggunakan pemotongan oxy-fuel tetap merupakan pilihan yang cerdas.
Bagaimana Cara Kerja Pemotongan Oksigen-Bahan Bakar?
Pemotongan oxy-fuel adalah bentuk oksidasi terkontrol dan cepat. Pertama, baja dipanaskan hingga suhu pembakarannya. Suhu ini biasanya antara 700–900°C, panas merah terang di bawah titik lelehnya.
Kemudian, semburan oksigen pemotong memulai reaksi kimia. Reaksi ini menghasilkan panas, membentuk oksida besi, dan mendorongnya keluar dari potongan. Semburan oksigen tidak hanya melelehkan alur. Sebaliknya, ia mendukung oksidasi dan mendorong oksida cair menjauh.
Potongan yang rapi bergantung pada empat prinsip utama.
- Pertama, suhu penyalaan material harus berada di bawah titik lelehnya. Jika tidak, material tersebut hanya akan meleleh dan mengalir alih-alih terpotong dengan rapi.
- Kedua, titik leleh oksida harus lebih rendah daripada logam dasar. Hal ini memungkinkan oksida tersebut terbuang sebagai terak cair.
- Ketiga, reaksi tersebut harus melepaskan panas yang cukup untuk menjaga bagian yang terpotong tetap pada suhu penyalaan.
- Keempat, reaksi tersebut harus menghasilkan sedikit gas. Gas akan mengencerkan oksigen pemotong.
Inilah mengapa pengelasan oxy-fuel bekerja dengan baik pada baja lunak dan baja paduan rendah. Metode ini kurang efektif pada logam yang membentuk oksida yang membandel. Baja tahan karat, besi cor, dan logam non-ferrous menghasilkan oksida yang tidak mudah dihilangkan dengan tiupan angin. Metode khusus seperti pemotongan dengan bantuan bubuk dapat membantu, tetapi kami menganggapnya sebagai pengecualian.
Komponen Utama dan Fungsi Masing-masing Komponen
Meskipun sistem oxy-fuel mungkin terlihat sederhana pada pandangan pertama, setiap komponen memiliki tujuan spesifik dan penting. Bagian-bagian ini bekerja sama untuk menentukan kecepatan pemotongan, kualitas mata pisau, dan stabilitas keseluruhan. Akibatnya, sangat penting untuk memulai pemecahan masalah dengan berfokus pada area-area kunci ini untuk mencapai hasil terbaik.
- Pasokan oksigen (pemotongan oksigen):Kecepatan pemotongan dan kualitas mata pisau terutama bergantung pada kemurnian oksigen. Untuk mencapai hasil terbaik, oksigen pemotong Anda harus memiliki kemurnian minimal 99,5%. Bahkan penurunan kemurnian yang sedikit pun dapat membuat perbedaan besar: hal itu melemahkan intensitas reaksi dan mengganggu pembuangan terak. Misalnya, jika kemurnian oksigen menurun hanya sebesar 1%, kecepatan pemotongan dapat turun sekitar 15%, dan penggunaan gas dapat meningkat sekitar 25%.
- Pasokan gas bahan bakar (pemanasan awal): Gas bahan bakar menyediakan panas untuk membawa baja ke titik nyala. Gas ini juga menjaga agar bagian depan potongan tetap panas. Berbagai jenis gas bahan bakar memengaruhi seberapa cepat pemotongan dapat dimulai. Gas-gas tersebut juga memengaruhi penyebaran panas. Nyala api yang lebih panas dan terfokus cenderung menembus lebih cepat dan menciptakan zona yang terkena panas lebih kecil.
- Obor dan nosel/ujung:Obor tersebut mencampur bahan bakar dan oksigen untuk nyala api pemanasan awal dan juga membentuk pancaran oksigen pemotong sentral melalui ujungnya. Desain nosel sangat penting karena melindungi pancaran oksigen agar tidak bercampur dengan udara, yang memengaruhi kualitas tepi. Selain itu, kondisi ujung seringkali menjadi penyebab umum masalah—keausan, percikan, atau penyumbatan dapat dengan cepat mengubah proses yang baik menjadi proses yang sulit.
- Regulator, selang, dan perangkat keras keselamatan: Komponen-komponen ini memainkan peran penting dalam pengoperasian yang aman dan konsisten. Meskipun regulator mengontrol tekanan dan aliran ke obor, membantu mencegah masalah seperti kerak, kemiringan yang buruk, atau ketidakstabilan api, selang, katup periksa, dan penahan kilas balik juga penting untuk kinerja yang andal. Karena pemotongan oxy-fuel menggunakan gas yang mudah terbakar dan api berenergi tinggi, selalu perlu untuk memeriksa bagian-bagian ini secara menyeluruh. Setiap kali pemotongan menjadi tidak konsisten, langkah pertama kami adalah memeriksa tekanan dan memeriksa perangkat keras terkait dengan cermat.
- Pilihan bahan bakar gas:Selama pembakaran, gas bahan bakar menciptakan dua zona panas: kerucut bagian dalam (pembakaran primer) dan nyala api bagian luar (pembakaran sekunder menggunakan udara). Akibatnya, ketika membandingkan gas bahan bakar, pertimbangkan tidak hanya suhu nyala api tetapi juga rasio bahan bakar dan cara panas didistribusikan.
|
Bahan bakar gas |
Suhu nyala maksimum (°C) |
Rasio oksigen terhadap bahan bakar (vol) |
Distribusi panas (kJ/m³) Primer |
Distribusi panas (kJ/m³) Sekunder |
|---|---|---|---|---|
|
Asetilen |
3160 | 1.2:1 | 18,890 | 35,882 |
|
Propana |
2828 | 4.3:1 | 10,433 | 85,325 |
|
MAPP |
2976 | 3.3:1 | 15,445 | 56,431 |
|
Propilen |
2896 | 3.7:1 | 16,000 | 72,000 |
|
Gas alam |
2770 | 1.8:1 | 1,490 | 35,770 |
Asetilena cenderung menembus paling cepat. Nyala apinya sangat panas dan intens. Propana dan gas alam menembus lebih lambat tetapi bisa lebih murah. Keduanya terbakar bersih dengan ujung yang tepat. MAPP dan propilena adalah pilihan menengah. Pilihan ini ditentukan berdasarkan ketersediaan atau kebutuhan panas.
Jenis-Jenis Utama Pemotongan Oksigen-Bahan Bakar
Pemotongan Obor Manual
Pemotongan dengan obor manual adalah proses yang dilakukan dengan tangan. Metode ini menggunakan silinder, regulator, dan obor tanpa kontrol gerakan. Metode ini paling cocok untuk pekerjaan yang membutuhkan portabilitas, termasuk pekerjaan lapangan, perbaikan, dan pembongkaran. Metode ini bekerja dengan baik di tempat-tempat tanpa pasokan listrik yang andal. Namun, metode ini kurang cocok untuk ketelitian tinggi, pembuatan komponen berulang, atau pembuatan lubang yang presisi.
Keberhasilan bergantung pada keterampilan operator. Sudut obor, jarak antara obor dan benda kerja, serta kecepatan gerak harus stabil. Hal ini menjaga agar semburan oksigen tetap sejajar dengan potongan. Untuk prototipe, kami menggunakan pemotongan manual sebagai alat cepat, bukan untuk pekerjaan presisi.
Pemotongan Lurus Mekanis
Pemotongan mekanis menggunakan kereta atau mesin CNC. Mesin ini mengontrol ketinggian, jalur, dan kecepatan obor. Hal ini menghasilkan pemotongan yang stabil dan konsisten pada pelat. Metode ini cocok untuk pekerjaan produksi di mana hasil yang berulang sangat penting. Hal ini terutama berlaku untuk pelat yang lebih tebal. Metode ini kurang cocok untuk lembaran tipis, di mana pemotongan laser lebih cepat dan lebih detail.
Sistem mekanis juga mempermudah pengaturan parameter standar. Hal ini penting karena oxy-fuel sensitif terhadap kecepatan dan kualitas oksigen. Mekanisasi mengurangi kesalahan akibat perbedaan operator.
Pemotongan Oksigen-Bahan Bakar Miring
Pemotongan miring (bevel cutting) menciptakan tepi bersudut untuk pengelasan. Ini dapat mencakup kemiringan V, Y, X, atau K. Ini adalah pilihan yang bagus untuk bagian tebal yang membutuhkan persiapan pengelasan. Ini bukan pilihan terbaik untuk pekerjaan yang membutuhkan input panas minimal. Ini juga tidak ideal untuk tepi kosmetik atau fitur berukuran akhir.
Pemotongan miring (bevel cutting) menambah lebih banyak variabel yang perlu dikendalikan. Variabel-variabel ini meliputi sudut kemiringan, geometri pemotongan, dan kesikuan tepi. Karena alasan ini, pengaturan mekanis dan perawatan ujung mata pisau yang tepat sangat membantu. Dalam pembuatan prototipe, pemotongan miring seringkali menghemat waktu pada persiapan pengelasan selanjutnya.
Pemotongan Oksigen-Bahan Bakar Multi-Obor
Pemotongan multi-obor menggunakan beberapa obor sekaligus. Ini meningkatkan hasil produksi untuk bagian-bagian yang berulang pada satu pelat. Metode ini berguna ketika geometri bagian berulang dan pelatnya tebal. Namun, metode ini kurang fleksibel untuk pekerjaan dengan banyak campuran bagian yang berbeda. Dalam kasus tersebut, waktu pengaturan dapat meningkatkan biaya.
Perangkat ini juga membutuhkan pasokan gas yang sangat stabil. Aliran yang tidak merata dapat menyebabkan kualitas tepi yang tidak seragam di seluruh obor. Jika salah satu obor berkinerja buruk, periksa ujungnya, penyelarasan, dan aliran oksigennya terlebih dahulu.
|
Jenis |
Penggunaan terbaik |
Keterbatasan umum |
|---|---|---|
|
Obor manual |
Perbaikan di lokasi, pemotongan cepat |
Akurasi bergantung pada operator |
|
Mekanisasi lurus |
Pemotongan pelat yang stabil |
Kurang menarik pada detail lembaran tipis. |
|
Pemotongan miring |
Persiapan pengelasan pada tepi baja tebal |
Masukan panas lebih besar, variabel lebih banyak. |
|
Obor multi-fungsi |
Kapasitas tinggi pada pengulangan |
Kompleksitas pengaturan untuk pekerjaan campuran |
Bagaimana Kita Memutuskan Antara Pemotongan Oksigen-Bahan Bakar dan Pemotongan Laser?
Kami memilih antara pemotongan oxy-fuel dan laser berdasarkan empat faktor. Faktor-faktor tersebut adalah ketebalan, geometri, kualitas tepi, dan proses selanjutnya.
Pemotongan laser biasanya menjadi pilihan pertama kami. Metode ini sangat bagus untuk toleransi yang ketat dan bentuk yang kompleks pada material yang lebih tipis. Pemotongan oksigen-bahan bakar menjadi pilihan yang lebih baik seiring bertambahnya ketebalan. Metode ini juga lebih disukai ketika diperlukan kemiringan untuk pengelasan. Kami juga menggunakannya jika tepi potongan akan dihaluskan atau dikerjakan dengan mesin.
Berikut logika singkat yang kami gunakan untuk pekerjaan prototipe. Jika bagian tersebut terbuat dari baja lunak atau baja paduan rendah yang tebal, pemotongan oxy-fuel cepat dan hemat biaya. Pandangan umum di industri adalah bahwa pemotongan oxy-fuel paling baik untuk baja dengan ketebalan lebih dari 2 inci (50 mm). Ini adalah pilihan yang baik jika kualitas pemotongan plasma tidak cukup. Jika Anda membutuhkan bentuk internal yang detail atau lubang kecil yang bersih, laser adalah pilihan yang lebih baik.
Gunakan oxy-fuel ketika:
- Material tersebut adalah baja lunak atau baja paduan rendah.
- Ketebalannya cukup dan dari segi ekonomi menguntungkan.
- Bagian tepinya akan dilas, dipotong miring, atau dikerjakan dengan mesin.
- Kemudahan dibawa atau pengaturan yang minim adalah hal penting.
Gunakan laser ketika:
- Geometri mencakup lekukan tajam, celah sempit, atau lubang kecil.
- Anda hanya membutuhkan sedikit sentuhan akhir dan kontrol dimensi yang ketat.
- Material tersebut memiliki ketebalan tipis hingga sedang.
Praktik Terbaik dan Masalah Pemotongan Umum
Pemotongan oxy-fuel yang baik bergantung pada pengendalian beberapa variabel. Variabel tersebut adalah kemurnian oksigen, kondisi nosel, keseimbangan pemanasan awal, kecepatan gerak, dan ketinggian obor. Jika salah satu dari variabel ini berubah, kualitas pemotongan akan menurun. Anda mungkin akan melihat terak, garis seret yang buruk, atau kesalahan kemiringan.
Berikut adalah poin-poin pengecekan yang kami gunakan untuk mendapatkan hasil yang konsisten.
Poin-poin pemeriksaan praktik terbaik
- Mulailah dengan kualitas oksigen dan pancaran oksigen: Jika aliran oksigen lemah atau bergejolak, pemotongan akan gagal. Hal ini terlihat dari adanya kerak yang tebal, permukaan potongan yang kasar, atau hilangnya hasil pemotongan pada pelat tebal.
- Sesuaikan ukuran ujung dan pengaturan dengan ketebalan: Bagan ukuran mata pisau ada karena suatu alasan. Bagan ini membantu Anda mengkoordinasikan aliran pemanasan awal, oksigen pemotongan, dan kecepatan. Pilihan mata pisau yang salah seringkali menghasilkan pemotongan yang kurang rapi tetapi tetap berfungsi.
- Perlakukan pemanasan awal sebagai langkah yang terkontrol, bukan tebakan: Pemanasan awal harus membuat garis potong mencapai suhu penyalaan. Pemanasan awal tidak boleh terlalu melelehkan tepi atas. Pemanasan awal yang terlalu sedikit membuat proses penusukan menjadi lambat. Pemanasan awal yang terlalu banyak membuat tepi atas membulat dan memperlebar potongan.
- Pertahankan kecepatan perjalanan tetap konsisten: Proses ini sangat sensitif terhadap kecepatan. Garis depan oksidasi harus tetap berada di tempat yang tepat. Jika terlalu cepat, pemotongan akan tertinggal, meninggalkan kerak. Jika terlalu lambat, bagian atas akan terlalu panas.
- Perhatikan kondisi permukaan piring: Kerak pabrik, karat, atau lapisan pelindung dapat mengganggu proses. Untuk prototipe, persiapan permukaan yang cepat seringkali menghemat waktu.
Kriteria kualitas
Hasil pemotongan oxy-fuel yang baik memiliki lebar yang stabil dan garis seret yang rata. Selain itu, hanya sedikit terak yang menempel. Tepinya harus tegak lurus terhadap ujung yang dipilih.
Garis seret adalah garis-garis kecil pada permukaan potongan. Garis-garis ini harus terlihat seragam, bukan berantakan. Terlalu banyak lelehan di tepi atas berarti terlalu banyak panas atau laju aliran yang lambat. Terak yang tebal dan keras di tepi bawah menunjukkan kecepatan terlalu tinggi atau semburan oksigen lemah.
Selain itu, ingatlah metalurgi. Pengelasan oksigen-bahan bakar menciptakan zona yang terpengaruh panas (HAZ). Pengerasan dapat terjadi di dekat tepi potongan tergantung pada jenis baja. Jika bagian tersebut akan dilas, rencanakan persiapan pengelasan dan pengkondisian tepi.
Penyelesaian Masalah
|
Gejala |
Kemungkinan penyebab |
Pemeriksaan pertama |
Perbaiki arah |
|---|---|---|---|
|
Terak tebal menempel di tepi bawah. |
Kecepatan terlalu tinggi, semburan oksigen lemah, ujung yang salah |
Kondisi ujung + kemurnian oksigen |
Kurangi kecepatan sedikit, bersihkan/ganti ujung pipet, pastikan ≥99,5% O₂ |
|
Permukaan potongan miring / tidak persegi |
Obor tidak tegak lurus, kecepatan tidak sesuai |
Penyelarasan obor |
Atur ulang posisi obor, setel ulang kecepatan, verifikasi pemilihan ujung las. |
|
Semburan lambat atau dahsyat (“geyser”) |
Pemanasan awal tidak cukup, gas/ujung yang salah. |
Panaskan api dan ukuran ujung |
Tingkatkan pemanasan awal dengan benar, gunakan bagan tip yang tepat, stabilkan oksigen. |
|
Pembulatan/penghalusan tepi atas |
Pemanasan awal terlalu lama atau perjalanan terlalu lambat. |
Pengaturan pemanasan awal |
Kurangi pemanasan awal, sedikit tingkatkan kecepatan gerak. |
|
Lebar celah lebih besar dari yang diperkirakan |
Ujungnya terlalu besar, perjalanannya terlalu lambat, terlalu panas. |
Ukuran ujung |
Pilih ujung nozzle yang tepat, tingkatkan kecepatan, kurangi pemanasan awal yang berlebihan. |
|
Garis seret yang kasar dan tidak beraturan |
Turbulensi pancaran oksigen, masuknya udara |
Kebersihan nosel/ujung |
Bersihkan/ganti ujung nozzle, periksa dudukan nozzle, hindari kebocoran udara. |
|
Potongan tersebut kehilangan ketebalannya secara menyeluruh. |
Tekanan/aliran oksigen tidak mencukupi, pelat terlalu dingin |
Pengaturan regulator |
Periksa tekanan/aliran, pastikan pemanasan awal mencapai kisaran pengapian. |
|
Sering terjadi efek bumerang/kilas balik |
Tekanan tidak tepat, ujung rusak, masalah selang |
Pemeriksaan keamanan perangkat keras |
Hentikan segera, periksa penahan, perbaiki tekanan, ganti bagian yang rusak. |
Kesimpulan
Di Yonglihao Machinery, kami layanan pemotongan laser adalah proses utama yang kami andalkan untuk profil presisi tinggi dan material yang lebih tipis. Namun untuk baja karbon tebal, bevel persiapan pengelasan, dan pemotongan di lokasi, oxy-fuel tetap menjadi salah satu solusi yang paling andal dan hemat biaya. Jika Anda tidak yakin metode mana yang sesuai untuk bagian Anda, kami dapat membantu. Kami biasanya mulai dengan memeriksa material, ketebalan, kebutuhan kualitas tepi, dan rencana pengelasan atau pemesinan selanjutnya.
Dalam alur kerja kami di Yonglihao Machinery, pemotongan laser adalah pilihan utama kami untuk presisi dan material yang lebih tipis.
Namun untuk baja karbon tebal, kemiringan persiapan pengelasan, dan pemotongan di lokasi, oxy-fuel adalah proses yang sangat andal dan berbiaya rendah.
Jika Anda tidak yakin metode mana yang sesuai untuk bagian Anda, kami dapat membantu. Kami biasanya mulai dengan memeriksa material, ketebalan, kebutuhan kualitas tepi, dan rencana pengelasan atau pemesinan selanjutnya.
Tanya Jawab Umum
Berapakah kisaran ketebalan tipikal untuk pemotongan oxy-fuel?
Pengelasan oxy-fuel umum digunakan untuk baja dengan ketebalan 0,5 mm hingga 250 mm. Sistem untuk pelat tebal dapat digunakan untuk ketebalan yang jauh lebih besar. Beberapa sistem bahkan dapat memotong baja hingga ketebalan 35 inci (900 mm). Batas sebenarnya bergantung pada obor, pasokan gas, dan ujung obor.
Jenis baja apa yang paling cocok untuk pemotongan oxy-fuel?
Baja karbon rendah (lunak) dan banyak baja paduan rendah adalah yang terbaik. Baja ini terbakar di bawah titik lelehnya. Oksidanya dapat tertiup angin sebagai terak. Baja karbon tinggi bisa lebih sensitif terhadap pengerasan dan masalah lainnya.
Mengapa kemurnian oksigen sangat penting?
Kemurnian mengontrol intensitas, kecepatan, dan kualitas hasil reaksi. Penurunan kemurnian oksigen sebesar 1% dapat mengurangi kecepatan sebesar 25% dan meningkatkan penggunaan gas sebesar 25%. Kondisi nosel dan ujung nosel juga penting. Keduanya melindungi aliran oksigen murni agar tidak bercampur dengan udara.
Gas bahan bakar mana yang sebaiknya saya pilih: asetilen, propana, MAPP, propilena, atau gas alam?
Pilihlah berdasarkan kecepatan penusukan, panas, biaya, dan peralatan Anda. Asetilena adalah yang terpanas (sekitar 3160°C) dan menusuk paling cepat. Propana (sekitar 2828°C) dan gas alam (sekitar 2770°C) lebih lambat tetapi bisa lebih murah. Selalu sesuaikan gas dengan desain ujung dan pengaturan yang tepat.
Apa cara tercepat untuk memperbaiki tepi potongan yang kasar?
Pertama, periksa kondisi ujung obor dan kemurnian oksigen. Kemudian, verifikasi kecepatan gerak dan keseimbangan pemanasan awal. Ujung obor yang aus atau tersumbat adalah penyebab umum dari tepi yang kasar. Setelah itu, periksa keselarasan obor dan kondisi permukaan pelat.
Apakah pemotongan oxy-fuel aman untuk lingkungan pembuatan prototipe?
Ya, jika Anda mengikuti aturan keselamatan yang ketat. Gunakan penahan kilas balik, periksa kebocoran, dan gunakan APD yang tepat. Selalu tangani regulator dengan benar. Jika Anda melihat atau mencurigai adanya ledakan balik, hentikan pekerjaan. Periksa semua peralatan sebelum Anda mulai lagi.
