AT261358B - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von metallischen Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Stahllegierungen - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von metallischen Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Stahllegierungen 
Zum Trennen von metallischen Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Stahllegierungen sind mechanische Trennverfahren bekannt, wie Sägen, Hobeln, Scheren, Abstechen, Brechen und Trennschleifen sowie auch gastechnische Verfahren,   z. B.   Autogen-Brennschneiden mit und ohne Pulverzusatz, Schneiden mit dem elektrischen Lichtbogen und Plasmastrahl. 



   Bei allen diesen Verfahren hängt die Trenngeschwindigkeit ab von der Materialdicke, der Materialart, der Materialtemperatur beim Schnitt und den besonderen Bedingungen der einzelnen Trennverfahren. Manche Trennverfahren sind daher für bestimmte Materialarten und Materialdicken grundsätzlich nicht verwendbar. 



   Das Bestreben der Industrie geht stets dahin, Trennverfahren zur Verfügung zu haben, die auch Stähle mit Legierungsanteilen an Chrom, NickeL Molybdän usw. in relativ kurzer Zeit auch bei grö- sseren Materialdicken durchtrennen können. Hiezu bieten die gastechnischen Verfahren Vorteile gegen- über den mechanischen Trennverfahren, insbesondere auf Grund höherer   Schneidgeschwindigkeiten.   



   Zum Beispiel beträgt die Schneidgeschwindigkeit beim Autogen-Brennschneiden von normalen Kohlenstoffstrahl von 250 mm Dicke bei   200 C Materialtemperatur   180   mm/min.   Beim   Autogen-Brenn-   schneiden mit Pulverzusatz von hochlegiertem Stahl (V2A) von 250 mm Dicke und einer   Materialtem-   peratur von 200 C beträgt die Schneidgeschwindigkeit 80 mm/min. Beim Trennen von Stahl und Stahllegierungen mit dem Plasmastrahl beträgt die Schneidgeschwindigkeit etwa 200   mm/min   bei Materialstärken von etwa 100 mm Dicke. Über 150 mm   Werkstoffdicke nimmt die Schneidgeschwindigkeit   stark ab. Die Materialart und Materialtemperatur ist hiebei von untergeordneter Bedeutung. 



   Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem wesentlich höhere Schneidgeschwindigkeiten bei gleichen Bedingungen erzielt werden können. 



   Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, einen Teil der Trennfugentiefe durch Plasmaschneiden und den Rest durch Gasbrennschneiden, gegebenenfalls mit Pulverzusatz, zu   erzeugen. Der Autogen-Schneid-   brenner wird hiezu vorzugsweise dem Plasma-Brenner in geringem Abstand nachgeführt, da hiedurch die vom Plasmastrahl erzeugte Wärme und der Schmelzfluss ausgenutzt werden können. 



   Vorzugsweise wird der Plasmabrenner um einen Winkel von etwa 20 bis 300 aus seiner üblichen senkrechten Lage verschwenkt angeordnet, um ein leichteres Abfliessen des flüssigen Metalls zu erreichen. 



   Zur Unterstützung des Schlackeabflusses kann auch ein Pressluftstrahl, vorzugsweise unter einem gewissen Winkel in die Schneidfuge geblasen werden. 



   Zweckmässigerweise werden der   Autogen- und   der Plasmabrenner in einem Brenner zusammengefasst, um den Abstand zwischen dem Plasmastrahl und der Autogenflamme möglichst klein zu halten. 



   Beispiel : Es wurden Versuche mit folgenden Einrichtungen und Werten gefahren : 
 EMI1.1 
 
 EMI1.2 
 
<tb> 
<tb> Verfügbare <SEP> Leistung <SEP> : <SEP> 200 <SEP> kW
<tb> Eingestellte <SEP> Leistung <SEP> : <SEP> 183 <SEP> kW
<tb> Eingestellte <SEP> Spannung <SEP> : <SEP> 235 <SEP> V
<tb> 
 

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 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Eingestellter <SEP> Strom <SEP> : <SEP> 780 <SEP> A
<tb> Maschinenbrenner <SEP> : <SEP> Type <SEP> "TAC <SEP> 200" <SEP> mit <SEP> Plasmadüse <SEP> L <SEP> 180
<tb> Gas <SEP> zur <SEP> Plasmaerzeugung <SEP> : <SEP> Stickstoff <SEP> und <SEP> Wasserstoff <SEP> im <SEP> Verhältnis <SEP> 4 <SEP> : <SEP> 1, <SEP> insgesamt <SEP> 10 <SEP> Nm3/h
<tb> 
 
 EMI2.2 
 für Propan 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Drücke <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Schneidsauerstoff <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> atü
<tb> Heizsauerstoff <SEP> 4,5 <SEP> atü
<tb> Propan <SEP> 0,5 <SEP> atü
<tb> Pressluftförderdruck <SEP> für <SEP> Pulver <SEP> 2,5 <SEP> atü
<tb> Pressluftbehälterdruck <SEP> 0,5 <SEP> atü
<tb> Pulververbrauch <SEP> 11 <SEP> kg/h
<tb> 
 
Gasverbräuche sind aus der Brennertabelle zu entnehmen. 



   Der versuchsmässige Abstand zwischen den Gasstrahlen des Plasma- und des Autogenbrenners betrug 80 mm, die Abstände der Düsen zum Werkstück für beide Düsen 15 mm. Der   Schnittwurdeinje-   dem Fall mit fliegendem Start begonnen. 



   Versuchsergebnisse : 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> C-Stahl <SEP> Chrom-Nickel-Stahl <SEP> 
<tb> 250 <SEP> mm <SEP> dick, <SEP> 200 <SEP> C <SEP> 210 <SEP> mm <SEP> dick, <SEP> 200 <SEP> C
<tb> 1. <SEP> Schneidgeschwindigkeit <SEP> 250 <SEP> mm/min <SEP> 300 <SEP> mm/min
<tb> 2. <SEP> Schnittfugenbreite <SEP> zirka <SEP> 15 <SEP> mm <SEP> zirka <SEP> 15 <SEP> mm
<tb> 
 
Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass durch die Erfindung eine wesentliche Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit möglich ist, insbesondere bei legierten Stählen. Vor allem können durch die Erfindung die Vorteile des Plasmaschneidens auch bei dicken Werkstücken angewendet werden. Die Erhitzung des Materials in der Fuge durch den Plasmastrahl auf Über-Schmelztemperatur erlaubt die Ausnutzung der Entzündbarkeit und des Schmelzflusses für das Autogen-Brennschneiden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Trennen von metallischen Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Stahllegierungen, dadurch gekennzeichnet,   dass einTeilderTrennfugentiefedurch Plasmaschneiden und   der Rest durch Gasbrennschneiden, gegebenenfalls unter Zusatz von Pulver, erzeugt wird.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Autogen-Schneidbrenner dem Plasmabrenner mit geringem Abstand in Schnittrichtung nachgeordnet ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmabrenner um einen Winkel von etwa 20 bis 300 aus seiner üblichen senkrechten Lage verschwenkt angeordnet ist.