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Verfahren und Schneidgerät zum Brennschneiden von metallischen Werkstücken
Beim Brennschneiden von metallischen Werkstücken wird bekanntlich in der Weise vorgegangen,
daB man das zu. schneidende Wer@kstüdk durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme zunächst
örtlich auf Entzündungstemperatur erhitzt und anschließend auf idie erhitzte Stelle
einen Sauerstoffstrahl unter Druck aufbläst, der den Schneidvorgang durch Verbrennendes
Eisens, und Herausschleudern der Schlacke einleitet. Die bei der Verbrennung des
Eisens im Sauerstoffstrahl frei werdende Wärmemenge wind; mit dazu benutzt, weitere
Metallteilchen auf Entzündungstemperatur zu bringen und somit, unterstützt durch
die Brenngas-Sauerstoff-Flamme als Vorwärmeflamme, -den Sehneidvorgang fortzusetzen.
Bei den bekannten Verfahren muß die Heiz- und Vorwärmeflamme ,auch nach Einleitung
des Schneidvorganges wirksam bleiben, da andernfalls der Sauerstoffstrahl die Schneidstelle
kaltbläst. Dies wirkt sich insofern nachteilig aus, als durch die Flamme das Beobachten
des Schneidstrahles stark behindert wird, da infolge des :hell leuchtenden Flammenkegels
und der daabei auftretenden Beiflammen, insbesondere beim Schneiden nach AnriB,
der Schmeidsauerstoffstrahl nur sehr schwierig über die vorgezeichnete Linie hinweggeführt
werden kann. Als weiterer Nachteil -tritt das Ausbreiten der Heizflamme auf der
Werkstüekoberfläche in gröBerein Umfange, besonders bei wärmeempfindlichen Stählen,
in Erscheinung.'Die Flammenwärrne wirkt
sich außerdem nachteilig
auf idie Gaszufuhr im Brenner aus und behindert den Bedienungsmann; schließlich
wird auch die Handhabung des Brenners durch die Gaszuleitungen erschwert.
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Gemäß der Erfindung wird,der Schneidvorgang in einfacher und zuverlässiger
Weise dadurch erleichtert, daß die Erwärmung des Werkstückes nicht mit Hilfe einer
Heizgas-Sauerstoff-Flamme, sondern ausschließlich auf induktivem Wege erfolgt und
draß durch das Schneid:gerät in bekannter Weise lediglich ein Sauerstoff strahl
auf die vorgewärmte Stelle geblasen wird. Die Aufgabe der Vorwärmeflamme wird al.'so
durch die Induk tionserhntzung übernommen, wodurch sich wesentliche Vorteile ergeben.
Zunächst fällt die störende Flamme weg, und es treten auch keine unerwünschten Wärmerückwirkungen
auf, da die elektrische Erhitzung nur örtlich im Werkstück erfolgt, wodurch das
genaue Beobachten und dasi Führen des Sauerstoffstrahles bedeutend erleichtert wird.
Die Erhitzung erfolgt außerdem viel schneller als mit der Knallgasflamme, da nicht
der Wärmeübergang von der Flamme zum Werkstück,die Zeit bestimmt, sondern die Erhitzung
im Werkstück selbst durch die Induktionsströme bewirkt wird:. Diese schnellere und
örtlichere Erhitzung bringt beim Schneiden von Stählen höherer Festigkeit geringere
Härtetiefen an den Schneidflächen. Das, Verfahren ergibt ferner scharfe Schneidkanten,
da örtliche Anschm.elzungen, die bei der Verwendung einer Flamme nicht immer zu
vermeiden sind, nicht auftreten. Durch den Wegfall ödes Gasschlauches wird außerdem
.die Handhabung des Brenners vereinfacht, .albgesehen davon, daß die Gefahren, die
mit dem Vorhandensein von zu Und'icb tigkeiten neigenden Gasarmaturen verbunden
sind, vollkommen beseitigt sind. Schließlich wird die Herstellung .der Brennerdüsen
wesentlich vereinfacht, da durch den Wegfall der Heizgasdüse die bisher erforderliche
zeitraubende Präzisionsarbeit beim Zusammenbau von Heizgas- und Sauerstoffdüse entfällt.
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An sich ist es bereits bekannt, zum schnellen Anwärmen von Werkstücken
beim Brennschneiden auch,den elektrischen Lichtbogen zu Hilfe zu nehmen. Dabei wird
jedoch der eigentliche Schneidvorgang mit einem Brenner üblicher Bauart, d:. h.
also wie bisher mit Knallgasflamme und Schneidsauerstoffstra,hl,.durchgefü'hrt.
Ferner ist es bekannt, beim Oberflächenhärten von Werkstücken die Erhitzung durch
Induktion zu bewirlren. Hierbei handelt es sich indessen um,die Erwärmung einer
nur sehr dünnen Oberflächenschicht auf eine Temperatur etwas oberhalb des Umwandlungpunktes
zwecks anschließenden Abschreckens, während beim Brennschneiden das Werkstück nur
im Bereich der zu schneidendenLinie auf größere-Tiefe höher, nämlich auf Entzündungstemperatur,
erhitzt wird.
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Zur Durchführung des: Verfahrens gemäß der Erfindung wird zweckmäßig
ein an eine Wechselstromquelle angeschlossener Induktor a1,s Heizgerät benutzt.
Dabei kann entweder in der Weise vorgegangen werden, @daß das Werkstück im Bereich
-der zu schneidenden Linie für sich allein auf einmal oder in Abschnitten oder ,aber
in stetiger Folge entsprechend dem Fortgang des Schneidvorganges erhitzt und anschließend
-,der Sauerstoffstrahl' rauf die erhitzte Stelle geleitet wird. Im letztgenannten
Fall wird: erreicht, daß sich die Erhitzung jeweils nur auf die unmittelbar vor
der Schneiddüse gelegene Zone beschränkt und ein unerwünschtes Abfließen der Wärme
in benachbarte Werks,tückgebiete vermieden wird.'.
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Die Ethitzungseinrichtung kann dabei für sich allein in der Nähe des
Brenners angebracht oder aber unmittelbar mit diesem zu einem einheitlichen Gerät
verbunden sein. Die Induktionswärme kann in vorteilhafter Weise auch den Schneidsauerstoff
vorwärmen; -dies ist insofern von Bedeutung, als bekanntlich auch Sauerstoff geringerer
Reinheit bei Vorwärmung zum Schneiden erfolgreich verwendet werden kann und 'bei
Ausnutzung der Imduktnon:swärme für diesen Zweck die sonst üblichen Heiztöpfe wegfallen.
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Die Zeitdauer und das Ausmaß der Erhitzung können auch in an sich
bekannter Weise durch selbsttätige Schaltglieder gesteuert werden.
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Das Verfahren .gemäß ,der Erfindung läßt sich sowohl beim Handschneiden
alls auch beim Schnei,d@n mit Führungiseinrichtungen mit gleichem Erfolg anweruden.
Im letztgenannten Fahl wirkt sich .die Tatsache, d@aßdurch das erfindiurngsgemäße
Verfahren besonders scharfe Schneidkantenerzielt werden können, aus dem Grunde vorteilhaft
aus, weil an den maschinellen Brennschnitt die größten Anforderungen an Genauigkeit
und Maßhaltigkeit gestellt werden.