Cos'è il taglio ossitaglio? Processo e vantaggi spiegati

Presso Yonglihao Machinery siamo un fornitore di servizi di prototipazione. Sebbene il taglio laser sia il nostro processo principale per la maggior parte delle lavorazioni su lamiere e piastre, in alcuni lavori utilizziamo ancora il taglio ossitaglio. Noto anche come taglio a fiamma o taglio a cannello, questo metodo rimane prezioso nel nostro flusso di lavoro.

Ci affidiamo all'ossitaglio per l'acciaio al carbonio di grosso spessore. Quando i pezzi devono essere preparati per la saldatura, questo metodo è particolarmente efficace. La portabilità è un altro vantaggio chiave, che rende l'ossitaglio la nostra scelta per i lavori sul campo. La gestione dei tempi di consegna per lamiere spesse diventa più semplice con questo processo. Nel frattempo, per i metalli più sottili, dove la precisione è fondamentale, taglio laser rimane la nostra prima opzione.

In questo articolo troverete una spiegazione chiara del processo ossicombustione. Imparerete i suoi utilizzi pratici, i suoi limiti e come capire quando è la scelta giusta per il vostro progetto.

Cos'è il taglio ossitaglio?

L'ossitaglio è un processo termico che utilizza una fiamma a base di combustibile e ossigeno per preriscaldare l'acciaio. Una volta raggiunta la temperatura desiderata, un getto di ossigeno puro ossida il metallo, espellendolo dal taglio sotto forma di scoria. Questa combinazione di riscaldamento e ossidazione costituisce la base dell'ossitaglio.

Questo processo funziona al meglio sull'acciaio dolce e su molti acciai bassolegati, poiché i loro ossidi si formano e possono essere rimossi in modo pulito. È possibile utilizzarlo per un'ampia gamma di spessori, da 0,5 mm a 250 mm. Con sistemi speciali, è possibile tagliare anche metalli molto più spessi.

Consigliamo spesso l'ossitaglio per acciai troppo spessi per essere gestiti efficacemente dai laser. La creazione di bordi smussati per la saldatura è un'altra situazione in cui questo metodo eccelle. Inoltre, quando un bordo tagliato verrà successivamente lavorato meccanicamente, l'ossitaglio rimane una scelta intelligente.

Come funziona il taglio ossitaglio?

Il taglio ossitaglio è una forma di ossidazione rapida e controllata. Innanzitutto, l'acciaio viene riscaldato fino alla sua temperatura di accensione, che è in genere compresa tra 700 e 900 °C, un calore rosso vivo al di sotto del suo punto di fusione.

Quindi, un flusso di ossigeno da taglio innesca una reazione chimica. Questa reazione genera calore, forma ossido di ferro e lo spinge fuori dal taglio. Il getto di ossigeno non si limita a fondere una scanalatura, ma favorisce l'ossidazione e spinge via l'ossido fuso.

Un taglio netto si basa su quattro principi chiave.

• Innanzitutto, la temperatura di accensione del materiale deve essere inferiore al suo punto di fusione. Altrimenti, si fonderebbe e colerebbe invece di tagliare in modo netto.
• In secondo luogo, il punto di fusione dell'ossido deve essere inferiore a quello del metallo base. Questo consente di espellerlo sotto forma di scoria fluida.
• In terzo luogo, la reazione deve rilasciare abbastanza calore per mantenere il fronte di taglio alla temperatura di accensione.
• In quarto luogo, la reazione dovrebbe produrre pochi gas, che diluirebbero l'ossigeno di taglio.

Ecco perché l'ossitaglio funziona bene su acciai dolci e bassolegati. È meno efficace su metalli che formano ossidi ostinati. Acciaio inossidabile, ghisa e metalli non ferrosi creano ossidi che non si eliminano facilmente. Metodi speciali come il taglio assistito da polvere possono essere d'aiuto, ma li consideriamo eccezioni.

Componenti chiave e cosa fa ciascuno

Sebbene un sistema ossitaglio possa sembrare semplice a prima vista, ogni componente ha uno scopo specifico e importante. Queste parti interagiscono per determinare la velocità di taglio, la qualità del filo e la stabilità complessiva. Di conseguenza, è essenziale iniziare la risoluzione dei problemi concentrandosi su questi aspetti chiave per ottenere i migliori risultati.

• Fornitura di ossigeno (ossigeno da taglio):La velocità di taglio e la qualità del tagliente dipendono principalmente dalla purezza dell'ossigeno. Per ottenere i migliori risultati, l'ossigeno da taglio dovrebbe essere puro almeno al 99,51 TP5T. Anche una leggera diminuzione della purezza può fare una grande differenza: indebolisce l'intensità della reazione e interrompe la rimozione delle scorie. Ad esempio, se la purezza dell'ossigeno diminuisce di soli 11 TP5T, la velocità di taglio può diminuire di circa 15 TP5T e il consumo di gas può aumentare di circa 25 TP5T.
• Alimentazione gas combustibile (preriscaldamento): Il gas combustibile fornisce il calore necessario per portare l'acciaio al punto di accensione. Mantiene inoltre caldo il fronte di taglio. Diversi gas combustibili modificano la velocità di avvio di un taglio. Influiscono anche sulla diffusione del calore. Una fiamma più calda e concentrata tende a penetrare più velocemente e a creare una zona termicamente alterata più piccola.
• Torcia e ugello/punta:La torcia miscela combustibile e ossigeno per le fiamme di preriscaldamento e forma anche il getto centrale di ossigeno da taglio attraverso la punta. Il design dell'ugello è particolarmente importante perché protegge il getto di ossigeno dalla miscelazione con l'aria, che influisce negativamente sulla qualità del taglio. Inoltre, le condizioni della punta diventano spesso una causa comune di problemi: usura, schizzi o un'ostruzione possono rapidamente trasformare un buon processo in uno scadente.
• Regolatori, tubi flessibili e dispositivi di sicurezza: svolgono un ruolo fondamentale per un funzionamento sicuro e costante. Mentre i regolatori controllano la pressione e il flusso verso la torcia, contribuendo a prevenire problemi come scorie, smussi non perfetti o instabilità della fiamma, anche tubi flessibili, valvole di ritegno e dispositivi antiritorno di fiamma sono essenziali per prestazioni affidabili. Poiché il taglio ossitaglio utilizza gas combustibili e fiamme ad alta energia, è sempre necessario ispezionare accuratamente questi componenti. Ogni volta che un taglio diventa incoerente, il nostro primo passo è controllare le pressioni ed esaminare attentamente i relativi componenti.
• Scelta del gas combustibile:Durante la combustione, il gas combustibile crea due zone di calore: un cono interno (combustione primaria) e una fiamma esterna (combustione secondaria con aria). Di conseguenza, quando si confrontano i gas combustibili, è importante considerare non solo la temperatura della fiamma, ma anche il rapporto di combustione e il modo in cui il calore viene distribuito.

L'acetilene tende a perforare più velocemente. Ha una fiamma primaria molto calda e intensa. Il propano e il gas naturale perforano più lentamente, ma possono essere più economici. Bruciano in modo pulito con le punte giuste. MAPP e propilene sono opzioni intermedie. Vengono scelti in base alla disponibilità o alle esigenze di calore.

Principali tipi di taglio ossiacetilenico

Taglio manuale con cannello

Il taglio manuale con cannello è un processo manuale. Utilizza cilindri, regolatori e una torcia senza controllo del movimento. È ideale per lavori che richiedono portabilità, come lavori sul campo, riparazioni e demolizioni. Funziona bene in luoghi senza una rete elettrica affidabile. Non è adatto per lavori di precisione, parti ripetute o fori precisi.

Il successo dipende dall'abilità dell'operatore. L'angolazione della torcia, la distanza e la velocità di avanzamento devono essere costanti. Questo mantiene il getto di ossigeno allineato con il taglio. Per i prototipi, utilizziamo il taglio manuale come strumento rapido, non per lavori di precisione.

Taglio dritto meccanizzato

Il taglio meccanizzato utilizza un carrello o una macchina CNC. Controlla l'altezza, il percorso e la velocità della torcia. Questo garantisce tagli stabili e uniformi sulle lamiere. È ideale per lavori di produzione in cui la ripetibilità dei risultati è fondamentale. Questo vale soprattutto per le lamiere più spesse. È meno adatto alle lamiere sottili, dove il taglio laser è più veloce e dettagliato.

I sistemi meccanizzati semplificano anche l'impostazione dei parametri standard. Questo è importante perché l'ossicombustione è sensibile alla velocità e alla qualità dell'ossigeno. La meccanizzazione riduce gli errori dovuti a differenze tra gli operatori.

Taglio ossitaglio smussato

Il taglio smussato crea bordi angolati per la saldatura. Possono essere smussi a V, Y, X o K. È un'ottima opzione per parti spesse che necessitano di preparazione alla saldatura. Non è la scelta migliore per lavori che richiedono un apporto termico minimo. Inoltre, non è ideale per bordi estetici o dettagli di dimensioni finali.

Il taglio obliquo aggiunge ulteriori variabili al controllo, tra cui l'angolo di smusso, la geometria di taglio e la perpendicolarità del bordo. Per questi motivi, configurazioni meccanizzate e un'adeguata cura della punta sono utili. Nella prototipazione, il taglio obliquo spesso consente di risparmiare tempo nella preparazione della saldatura a valle.

Taglio ossitaglio multi-torcia

Il taglio multi-torcia utilizza più torce contemporaneamente. Questo aumenta la produttività per pezzi ripetuti su una singola piastra. È utile quando la geometria del pezzo è ripetitiva e la piastra è spessa. È meno flessibile per lavori con un elevato mix di pezzi diversi. In questo caso, i tempi di attrezzaggio possono aumentare i costi.

Queste configurazioni richiedono anche un'alimentazione di gas molto stabile. Un flusso irregolare può causare una qualità di taglio non uniforme tra le torce. Se una torcia funziona male, controllare prima la punta, l'allineamento e il flusso di ossigeno.

Come scegliere tra taglio ossitaglio e taglio laser?

La scelta tra taglio ossitaglio e taglio laser si basa su quattro fattori: spessore, geometria, qualità del bordo e lavorazioni successive.

Il taglio laser è solitamente la nostra prima scelta. È ottimo per tolleranze strette e forme complesse su materiali sottili. L'ossitaglio diventa un'opzione migliore con l'aumentare dello spessore. È anche preferibile quando sono necessari smussi per la saldatura. Lo utilizziamo anche se il bordo tagliato deve essere rettificato o lavorato meccanicamente.

Ecco la logica rapida che utilizziamo per i lavori di prototipazione. Se il pezzo è in acciaio dolce o bassolegato spesso, l'ossitaglio è rapido ed economico. Un'opinione comune nel settore è che l'ossitaglio sia più indicato per acciai di spessore superiore a 50 mm. È una buona scelta se la qualità del taglio al plasma non è sufficiente. Se sono necessarie forme interne dettagliate o fori piccoli e puliti, il laser è la scelta migliore.

Utilizzare l'ossicombustibile quando:

• Il materiale è acciaio dolce o acciaio debolmente legato.
• Lo spessore è elevato e gli aspetti economici sono favorevoli.
• Il bordo verrà saldato, smussato o lavorato a macchina.
• Sono importanti la portabilità e la ridotta necessità di configurazione.

Utilizzare il laser quando:

• La geometria comprende curve strette, fessure sottili o piccoli fori.
• Sono necessarie finiture minime e un controllo dimensionale rigoroso.
• Il materiale ha uno spessore da sottile a medio.

Migliori pratiche e problemi comuni di taglio

Un buon taglio ossitaglio dipende dal controllo di alcune variabili, tra cui la purezza dell'ossigeno, le condizioni dell'ugello, il bilanciamento del preriscaldamento, la velocità di avanzamento e l'altezza della torcia. Se una di queste variabili cambia, la qualità del taglio ne risentirà. Si potrebbero notare scorie, linee di trascinamento difettose o errori di smussatura.

Ecco i punti di controllo che utilizziamo per ottenere risultati coerenti.

Punti di controllo delle migliori pratiche

• Iniziamo con la qualità dell'ossigeno e il getto di ossigeno: Se il flusso di ossigeno è debole o turbolento, il taglio fallirà. Questo si manifesta con scorie pesanti, superfici di taglio ruvide o perdita del taglio su lamiere spesse.
• Adattare la dimensione della punta e le impostazioni allo spessore: Le tabelle delle punte esistono per un motivo: aiutano a coordinare il flusso di preriscaldamento, l'ossigeno di taglio e la velocità. La scelta sbagliata della punta spesso porta a un taglio brutto ma efficace.
• Considera il preriscaldamento come una fase controllata, non come un'ipotesi: Il preriscaldamento dovrebbe portare la linea di taglio alla temperatura di accensione. Non dovrebbe fondere troppo il bordo superiore. Un preriscaldamento insufficiente rallenta la perforazione. Un preriscaldamento eccessivo arrotonda il bordo superiore e allarga il taglio.
• Mantenere una velocità di viaggio costante: Il processo è sensibile alla velocità. Il fronte di ossidazione deve rimanere nel punto giusto. Se è troppo veloce, il taglio rallenta, lasciando scorie. Se è troppo lento, si surriscalda il bordo superiore.
• Osservare le condizioni della superficie della piastra: Calamina, ruggine o rivestimenti possono compromettere il processo. Per i prototipi, una rapida preparazione della superficie spesso fa risparmiare tempo.

Criteri di qualità

Un buon taglio ossitaglio ha una larghezza stabile e linee di trascinamento uniformi. Presenta anche pochissime scorie adesive. Il bordo deve essere squadrato per la punta scelta.

Le linee di trascinamento sono le piccole strisce sulla superficie di taglio. Dovrebbero apparire uniformi, non caotiche. Un'eccessiva fusione sul bordo superiore indica troppo calore o una corsa lenta. Scorie pesanti e dure sul bordo inferiore indicano una velocità troppo elevata o un getto di ossigeno debole.

Inoltre, è importante tenere presente la metallurgia. L'ossitaglio crea una zona termicamente alterata (ZTA). L'indurimento può verificarsi in prossimità del bordo di taglio, a seconda dell'acciaio. Se il pezzo verrà saldato, è necessario pianificare la preparazione della saldatura e il condizionamento del bordo.

Risoluzione dei problemi

Conclusione

A Yonglihao Machinery, il nostro servizio di taglio laser è il processo principale su cui facciamo affidamento per profili ad alta precisione e spessori più sottili. Tuttavia, per l'acciaio al carbonio spesso, le smussature di preparazione alla saldatura e il taglio in loco, l'ossitaglio rimane una delle soluzioni più affidabili ed economiche. Se non siete sicuri di quale metodo sia più adatto al vostro pezzo, possiamo aiutarvi. Di solito iniziamo verificando il materiale, lo spessore, le esigenze di qualità del bordo e qualsiasi piano di saldatura o lavorazione successivo.

Nel nostro flusso di lavoro presso Yonglihao Machinery, il taglio laser è la nostra prima scelta per ottenere materiali più precisi e sottili.

Tuttavia, per l'acciaio al carbonio spesso, le smussature di preparazione alla saldatura e il taglio in loco, l'ossitaglio è un processo molto affidabile e poco costoso.

Se non sei sicuro di quale metodo sia più adatto al tuo pezzo, possiamo aiutarti. Di solito iniziamo verificando il materiale, lo spessore, la qualità dei bordi e qualsiasi piano di saldatura o lavorazione successivo.

Domande frequenti

Qual è l'intervallo di spessore tipico per il taglio ossitaglio?

L'ossitaglio è comune per acciai da 0,5 mm a 250 mm. I sistemi per lamiere pesanti possono raggiungere spessori molto più elevati. Alcuni sistemi possono tagliare acciai fino a 900 mm di spessore. Il limite effettivo dipende dalla torcia, dall'alimentazione del gas e dalla punta.

Quali acciai sono più adatti al taglio ossitaglio?

L'acciaio dolce a basso tenore di carbonio e molti acciai bassolegati sono i migliori. Si infiammano al di sotto del loro punto di fusione. I loro ossidi possono essere soffiati via sotto forma di scorie. Gli acciai ad alto tenore di carbonio possono essere più sensibili alla tempra e ad altri problemi.

Perché la purezza dell'ossigeno è così importante?

La purezza controlla l'intensità, la velocità e la qualità dei bordi della reazione. Un calo di 1% nella purezza dell'ossigeno può ridurre la velocità di 25% e aumentare il consumo di gas di 25%. Anche le condizioni dell'ugello e della punta sono importanti. Proteggono il flusso di ossigeno puro dalla miscelazione con l'aria.

Quale gas combustibile dovrei scegliere: acetilene, propano, MAPP, propilene o gas naturale?

Scegli in base alla velocità di perforazione, al calore, al costo e all'attrezzatura. L'acetilene è il gas più caldo (circa 3160 °C) e perfora più velocemente. Il propano (circa 2828 °C) e il gas naturale (circa 2770 °C) sono più lenti, ma possono essere più economici. Scegli sempre il gas in base al design e alle impostazioni della punta.

Qual è il modo più veloce per migliorare un bordo grezzo?

Per prima cosa, controlla le condizioni della punta e la purezza dell'ossigeno. Quindi, verifica la velocità di avanzamento e il bilanciamento del preriscaldamento. Una punta usurata o bloccata è una causa molto comune di bordi irregolari. Successivamente, controlla l'allineamento della torcia e le condizioni della superficie della piastra.

Il taglio ossitaglio è sicuro per gli ambienti di prototipazione?

Sì, se si seguono rigorose norme di sicurezza. Utilizzare dispositivi antiritorno di fiamma, verificare la presenza di perdite e utilizzare i DPI adeguati. Maneggiare sempre correttamente i regolatori. Se si nota o si sospetta un ritorno di fiamma, interrompere il lavoro. Ispezionare tutte le attrezzature prima di riprendere.