Wat is autogeen snijden? Proces en voordelen uitgelegd.

Bij Yonglihao Machinery zijn we een prototyping serviceprovider. Hoewel lasersnijden onze belangrijkste methode is voor de meeste plaat- en profielbewerkingen, zijn er bepaalde klussen waarbij we nog steeds autogeen snijden gebruiken. Deze methode, ook wel bekend als vlamsnijden of snijbrandersnijden, blijft waardevol in onze workflow.

Voor dik koolstofstaal vertrouwen we op autogeen lassen. Deze methode is bijzonder effectief wanneer onderdelen voorbereid moeten worden op het lassen. Draagbaarheid is een ander belangrijk voordeel, waardoor autogeen lassen onze voorkeur geniet voor werkzaamheden in het veld. Het beheren van levertijden voor dikke platen wordt met dit proces eenvoudiger. Voor dunnere metalen, waar precisie cruciaal is, lasersnijden blijft onze eerste keus.

In dit artikel vindt u een duidelijke uitleg van het oxy-fuel-proces. U leert meer over de praktische toepassingen, de beperkingen en hoe u kunt bepalen of het de juiste keuze is voor uw project.

Wat is autogeen snijden?

Autogeen snijden is een thermisch proces waarbij staal wordt voorverwarmd met een brandstof-zuurstofvlam. Nadat de juiste temperatuur is bereikt, oxideert een straal zuivere zuurstof het metaal, waardoor het als slak uit de snede wordt geperst. Deze combinatie van verwarmen en oxideren vormt de basis van autogeen snijden.

Dit proces werkt het beste op zacht staal en veel laaggelegeerde staalsoorten, omdat de oxiden die daarbij ontstaan, gemakkelijk en schoon verwijderd kunnen worden. Het is geschikt voor een breed scala aan diktes, van 0,5 mm tot 250 mm. Met speciale systemen is het zelfs mogelijk om veel dikker metaal te snijden.

We raden autogeen snijden vaak aan voor staal dat te dik is om effectief met lasers te bewerken. Het creëren van afgeschuinde randen voor lassen is een andere situatie waarin deze methode uitblinkt. Bovendien blijft autogeen snijden een slimme keuze wanneer een snijrand later machinaal bewerkt moet worden.

Hoe werkt autogeen snijden?

Autogeen snijden is een vorm van gecontroleerde, snelle oxidatie. Eerst wordt het staal verhit tot de ontbrandingstemperatuur. Deze ligt doorgaans tussen de 700 en 900 °C, een felrode temperatuur net onder het smeltpunt.

Vervolgens zet een straal snijzuurstof een chemische reactie in gang. Deze reactie genereert warmte, vormt ijzeroxide en duwt dit uit de snede. De zuurstofstraal smelt de groef niet zomaar weg. In plaats daarvan ondersteunt hij de oxidatie en duwt hij het gesmolten oxide weg.

Een strakke snit is gebaseerd op vier kernprincipes.

• Ten eerste moet de ontbrandingstemperatuur van het materiaal lager zijn dan het smeltpunt. Anders zou het smelten en vloeien in plaats van netjes te snijden.
• Ten tweede moet het smeltpunt van het oxide lager zijn dan dat van het basismetaal. Hierdoor kan het als vloeibare slak worden weggeblazen.
• Ten derde moet de reactie voldoende warmte afgeven om het snijvlak op de ontstekingstemperatuur te houden.
• Ten vierde moet de reactie weinig gassen produceren. Gassen zouden de snijzuurstof verdunnen.

Daarom werkt autogeen lassen goed op zacht en laaggelegeerd staal. Het is minder effectief op metalen die hardnekkige oxiden vormen. Roestvast staal, gietijzer en non-ferrometalen produceren oxiden die niet gemakkelijk wegblazen. Speciale methoden zoals poedersnijden kunnen helpen, maar wij beschouwen die als uitzonderingen.

Belangrijkste onderdelen en wat elk onderdeel doet

Hoewel een autogeen snijsysteem er op het eerste gezicht eenvoudig uitziet, heeft elk onderdeel een specifieke en belangrijke functie. Deze onderdelen werken samen om de snijsnelheid, de snijkwaliteit en de algehele stabiliteit te bepalen. Daarom is het essentieel om bij het oplossen van problemen te beginnen met de focus op deze belangrijke aspecten om de beste resultaten te behalen.

• Zuurstoftoevoer (zuurstofafsluiting):De snijsnelheid en de kwaliteit van de snijkant zijn voornamelijk afhankelijk van de zuiverheid van de zuurstof. Voor de beste resultaten moet uw snijzuurstof minimaal 99,51 TP5T zuiver zijn. Zelfs een kleine daling in zuiverheid kan een groot verschil maken: het verzwakt de reactie-intensiteit en verstoort de slakafvoer. Als de zuurstofzuiverheid bijvoorbeeld met slechts 11 TP5T afneemt, kan de snijsnelheid met ongeveer 151 TP5T dalen en het gasverbruik met ongeveer 251 TP5T toenemen.
• Brandstofgastoevoer (voorverwarming): Het brandstofgas levert de warmte die nodig is om het staal tot het ontbrandingspunt te brengen. Het houdt ook het snijvlak heet. Verschillende brandstofgassen beïnvloeden hoe snel een snede kan worden gevormd. Ze hebben ook invloed op de warmteverspreiding. Een hetere, geconcentreerde vlam dringt sneller door en creëert een kleinere warmtebeïnvloede zone.
• Brander en mondstuk/tip:De brander mengt brandstof en zuurstof voor de voorverwarmingsvlammen en vormt tevens de centrale snijzuurstofstraal via de punt. Het ontwerp van het mondstuk is bijzonder belangrijk, omdat het de zuurstofstraal beschermt tegen menging met lucht, wat de snijkwaliteit beïnvloedt. Bovendien is de conditie van de punt vaak een bron van problemen: slijtage, spatten of een verstopping kunnen een goed proces snel in een moeizaam proces veranderen.
• Regelaars, slangen en veiligheidsvoorzieningen: Ze spelen een cruciale rol in zowel een veilige als consistente werking. Terwijl drukregelaars de druk en de doorstroming naar de brander regelen en zo problemen zoals slakvorming, slechte afschuiningen of vlaminstabiliteit helpen voorkomen, zijn slangen, terugslagkleppen en vlambeveiligers ook essentieel voor betrouwbare prestaties. Omdat bij autogeen snijden gebruik wordt gemaakt van brandbare gassen en hoogenergetische vlammen, is het altijd noodzakelijk om deze onderdelen grondig te inspecteren. Wanneer een snede inconsistent wordt, is onze eerste stap het controleren van de drukken en het zorgvuldig onderzoeken van de bijbehorende onderdelen.
• Keuze van brandstofgas:Tijdens de verbranding creëert brandstofgas twee warmtezones: een binnenste kegel (primaire verbranding) en een buitenste vlam (secundaire verbranding met lucht). Daarom is het bij het vergelijken van brandstofgassen belangrijk om niet alleen rekening te houden met de vlamtemperatuur, maar ook met de brandstofverhouding en de manier waarop de warmte wordt verdeeld.

Acetyleen brandt doorgaans het snelst. Het heeft een zeer hete en intense primaire vlam. Propaan en aardgas branden langzamer, maar kunnen goedkoper zijn. Ze branden schoon met de juiste brandtips. MAPP en propyleen zijn tussenopties. De keuze hangt af van de beschikbaarheid of de warmtebehoefte.

Belangrijkste soorten autogeen snijden

Handmatig snijden met een snijbrander

Handmatig snijden met een brander is een handmatig proces. Het maakt gebruik van cilinders, regelaars en een brander zonder bewegingsbesturing. Het is het meest geschikt voor werkzaamheden waarbij mobiliteit vereist is, zoals veldwerk, reparaties en sloopwerkzaamheden. Het werkt goed op plaatsen zonder betrouwbare elektriciteitsvoorziening. Het is minder geschikt voor zeer nauwkeurige bewerkingen, het herhalen van onderdelen of het maken van precieze gaten.

Succes hangt af van de vaardigheid van de operator. De hoek van de brander, de afstand tot de snijkant en de bewegingssnelheid moeten constant zijn. Dit zorgt ervoor dat de zuurstofstraal in lijn blijft met de snede. Voor prototypes gebruiken we handmatig snijden als een snelle methode, niet voor precisiewerk.

Gemechaniseerd recht snijden

Gemechaniseerd snijden maakt gebruik van een slede of CNC-machine. Deze regelt de hoogte, het traject en de snelheid van de snijbrander. Dit resulteert in stabiele en consistente sneden in platen. Het is een goede keuze voor productiewerk waarbij herhaalbare resultaten belangrijk zijn. Dit geldt met name voor dikkere platen. Het is minder geschikt voor dunne platen, waar lasersnijden sneller en gedetailleerder is.

Gemechaniseerde systemen maken het ook gemakkelijker om standaardparameters in te stellen. Dit is belangrijk omdat autogeen blazen gevoelig is voor snelheid en zuurstofkwaliteit. Mechanisatie vermindert fouten die voortkomen uit verschillen tussen operators.

Afschuinen met autogeen snijden

Schuine snede creëert schuine randen voor het lassen. Dit kan een V-, Y-, X- of K-vorm hebben. Het is een uitstekende optie voor dikke onderdelen die lasvoorbereiding vereisen. Het is echter niet de beste keuze voor werkzaamheden waarbij minimale warmte-inbreng nodig is. Ook is het niet ideaal voor decoratieve randen of onderdelen met een uiteindelijke afmeting.

Schuine snede voegt meer variabelen toe om te beheersen. Deze omvatten de afschuinhoek, de snijgeometrie en de haaksheid van de rand. Om deze redenen zijn gemechaniseerde opstellingen en een goede verzorging van de snijpunt nuttig. Bij het prototypen bespaart schuine snede vaak tijd bij de voorbereiding van het lassen.

Autogeen snijden met meerdere branders

Bij multi-toortssnijden worden meerdere snijbranders tegelijk gebruikt. Dit verhoogt de productiecapaciteit voor herhaalde onderdelen op één plaat. Het is handig wanneer de vorm van het onderdeel zich herhaalt en de plaat dik is. Het is minder flexibel voor opdrachten met een grote variatie aan verschillende onderdelen. In dat geval kan de insteltijd de kosten verhogen.

Deze opstellingen vereisen ook een zeer stabiele gastoevoer. Een ongelijkmatige gasstroom kan leiden tot een ongelijkmatige randkwaliteit bij de verschillende branders. Als een brander slecht presteert, controleer dan eerst de punt, de uitlijning en de zuurstofstroom.

Hoe maken we de keuze tussen autogeen snijden en lasersnijden?

We kiezen tussen autogeen snijden en lasersnijden op basis van vier factoren: dikte, geometrie, randkwaliteit en nabewerking.

Lasersnijden is meestal onze eerste keuze. Het is uitstekend geschikt voor nauwe toleranties en complexe vormen in dunner materiaal. Autogeen snijden wordt een betere optie naarmate de dikte toeneemt. Het heeft ook de voorkeur wanneer afschuiningen nodig zijn voor lassen. We gebruiken het ook als de snijkant geslepen of machinaal bewerkt moet worden.

Hier is de logica die we gebruiken voor prototypeklussen. Als het onderdeel van dik zacht of laaggelegeerd staal is gemaakt, is autogeen lassen snel en kosteneffectief. Een gangbare opvatting in de industrie is dat autogeen lassen het meest geschikt is voor staal met een dikte van meer dan 50 mm. Het is een goede keuze als de kwaliteit van plasmasnijden niet voldoende is. Als u gedetailleerde interne vormen of schone, kleine gaten nodig hebt, is lasersnijden de betere optie.

Gebruik autogeen lassen wanneer:

• Het materiaal is zacht staal of laaggelegeerd staal.
• Het is dik en zwaar, en economisch gezien is het gunstig.
• De rand wordt gelast, afgeschuind of machinaal bewerkt.
• Draagbaarheid of een eenvoudige installatie zijn belangrijk.

Gebruik de laser wanneer:

• Geometrie omvat scherpe bochten, fijne gleuven of kleine gaten.
• Je hebt minimale nabewerking en nauwkeurige maatvoering nodig.
• Het materiaal is dun tot middelmatig dik.

Beste werkwijzen en veelvoorkomende snijproblemen

Goed autogeen snijden hangt af van de beheersing van een aantal variabelen. Dit zijn de zuiverheid van de zuurstof, de conditie van de sproeier, de voorverwarming, de snijsnelheid en de hoogte van de brander. Als een van deze variabelen verandert, zal de snijkwaliteit eronder lijden. Je kunt bijvoorbeeld slakvorming, lelijke sleepstrepen of afschuinfouten zien.

Dit zijn de controlepunten die we gebruiken om consistente resultaten te behalen.

Controlepunten voor best practices

• Begin met de zuurstofkwaliteit en de zuurstofstraal: Als de zuurstofstroom zwak of turbulent is, zal het snijden mislukken. Dit uit zich in dikke slakken, ruwe snijvlakken of het verliezen van de snijlijn bij dikke platen.
• Stem de tipgrootte en instellingen af op de dikte: Tipstabellen bestaan niet voor niets. Ze helpen je bij het afstemmen van de voorverwarmingsstroom, de snijzuurstof en de snijsnelheid. Een verkeerde tipkeuze leidt vaak tot een lelijke, maar wel bruikbare snede.
• Beschouw het voorverwarmen als een gecontroleerde stap, niet als een gok: Voorverwarmen moet de snijlijn op de ontbrandingstemperatuur brengen. De bovenrand mag niet te veel smelten. Te weinig voorverwarmen maakt het doorboren langzaam. Te veel voorverwarmen rondt de bovenrand af en verbreedt de snede.
• Houd de reissnelheid constant: Het proces is gevoelig voor snelheid. Het oxidatiefront moet op de juiste plek blijven. Gaat het te snel, dan blijft de snede achter en ontstaat er slak. Gaat het te langzaam, dan raakt de bovenrand oververhit.
• Let op de toestand van het plaatoppervlak: Walshuid, roest of coatings kunnen het proces verstoren. Bij prototypes bespaart een snelle oppervlaktevoorbereiding vaak tijd.

Kwaliteitscriteria

Een goede autogeenlas heeft een stabiele breedte en gelijkmatige sleepstrepen. Er kleeft ook zeer weinig slak aan. De snijkant moet haaks zijn voor de gekozen laspunt.

Sleepstrepen zijn de kleine strepen op het snijvlak. Ze moeten er uniform uitzien, niet chaotisch. Te veel smelten aan de bovenrand betekent te veel hitte of een te lage snelheid. Dikke, harde slak aan de onderrand wijst erop dat de snelheid te hoog is of dat de zuurstofstraal te zwak is.

Denk ook aan de metallurgie. Bij autogeen lassen ontstaat een warmtebeïnvloede zone (HAZ). Afhankelijk van het staal kan er nabij de snijkant harding optreden. Als het onderdeel gelast moet worden, plan dan de lasvoorbereiding en de randbehandeling.

Probleemoplossing

Conclusie

Bij Yonglihao Machinery, onze lasersnijservice Autogeen lassen is het belangrijkste proces dat we gebruiken voor zeer nauwkeurige profielen en dunner materiaal. Maar voor dik koolstofstaal, lasvoorbereidingsafschuiningen en snijden op locatie blijft autogeen lassen een van de meest betrouwbare en kosteneffectieve oplossingen. Als u niet zeker weet welke methode het meest geschikt is voor uw onderdeel, kunnen wij u helpen. We beginnen meestal met het controleren van het materiaal, de dikte, de gewenste randkwaliteit en eventuele latere las- of bewerkingsplannen.

Bij Yonglihao Machinery geven we de voorkeur aan lasersnijden voor precisiewerk en het bewerken van dunner materiaal.

Maar voor dik koolstofstaal, lasvoorbereidingsranden en snijwerk op locatie is autogeen lassen een zeer betrouwbaar en voordelig proces.

Als u niet zeker weet welke methode het meest geschikt is voor uw onderdeel, kunnen wij u helpen. We beginnen meestal met het controleren van het materiaal, de dikte, de vereiste randkwaliteit en eventuele latere las- of bewerkingsplannen.

Veelgestelde vragen

Wat is het gebruikelijke diktebereik voor autogeen snijden?

Autogeen lassen is gebruikelijk voor staal met een dikte van 0,5 mm tot 250 mm. Systemen voor dikkere platen kunnen veel dikker staal snijden. Sommige systemen kunnen staal tot 900 mm dik snijden. De daadwerkelijke limiet hangt af van de brander, de gastoevoer en de snijtip.

Welke staalsoorten zijn het meest geschikt voor autogeen snijden?

Laaggelegeerd staal (zacht staal) en veel laaggelegeerde staalsoorten zijn het meest geschikt. Ze ontbranden onder hun smeltpunt. De oxiden kunnen als slak worden weggeblazen. Hooggelegeerd staal kan gevoeliger zijn voor harding en andere problemen.

Waarom is de zuiverheid van zuurstof zo belangrijk?

De zuiverheid bepaalt de intensiteit, snelheid en randkwaliteit van de reactie. Een daling van 1% in de zuurstofzuiverheid kan de reactiesnelheid met 25% verlagen en het gasverbruik met 25% verhogen. Ook de conditie van het mondstuk en de spuitmond is van belang. Deze beschermen de zuivere zuurstofstroom tegen menging met lucht.

Welk brandstofgas moet ik kiezen: acetyleen, propaan, MAPP, propyleen of aardgas?

Kies op basis van de doorboorsnelheid, de temperatuur, de kosten en je apparatuur. Acetyleen is het heetst (ongeveer 3160 °C) en doorboort het snelst. Propaan (ongeveer 2828 °C) en aardgas (ongeveer 2770 °C) zijn langzamer, maar kunnen goedkoper zijn. Stem het gas altijd af op het juiste ontwerp en de juiste instellingen van de piercingtip.

Wat is de snelste manier om een ruwe snijkant te verbeteren?

Controleer eerst de staat van de branderpunt en de zuurstofzuiverheid. Controleer vervolgens uw lassnelheid en de balans van de voorverwarming. Een versleten of verstopte branderpunt is een veelvoorkomende oorzaak van ruwe randen. Controleer daarna de uitlijning van de brander en de staat van het plaatoppervlak.

Is autogeen snijden veilig voor prototypeomgevingen?

Ja, mits u zich strikt aan de veiligheidsvoorschriften houdt. Gebruik terugslagbeveiligingen, controleer op lekkages en draag de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen. Behandel de drukregelaars altijd op de juiste manier. Als u een terugslag ziet of vermoedt, stop dan met werken. Inspecteer alle apparatuur voordat u weer begint.