Anwendungsorientierte Kenntnisse über Einsatzmöglichkeiten, Vorteile, Funktionsprinzipien und Kosten bei der Nutzung von autogenem Brennschneiden.
Jetzt Anfrage stellenWelche Prinzipien liegen dem autogenen Brennschneiden zugrunde und weshalb stellt es insbesondere beim Zerteilen von Baustahl die kosteneffizienteste Methode dar? In diesem Text erhalten Sie technische Details und fachkundige Erklärungen zur Arbeitsweise, den Einsatzmöglichkeiten und den Vorzügen dieses thermischen Trennprozesses, verständlich aufbereitet.
Die drei Hauptarten der thermischen Schneidtechniken sind das autogene Brennschneiden, das Plasmaschneiden und das Laserschneiden. Die Auswahl des geeigneten Verfahrens hängt von der Art des Materials, der Dicke des Materials und der gewünschten Qualität der Schnittkante ab. Autogenschneiden wird typischerweise für unlegierte oder niedriglegierte Metalle mit einer Dicke von 40 bis 200 mm verwendet, während der Plasmastrahl vornehmlich bei Materialstärken bis zu 40 mm zum Einsatz kommt. Im Bereich der Dünnbleche bietet das Laserschneiden hervorragende Ergebnisse und liefert die beste Schnittkantenqualität.
Das Autogenschneiden, ein seit über einem Jahrhundert etabliertes Trennverfahren für Stahl bei großen Materialdicken, bleibt auch heute eine der zentralen Methoden in der Metallbearbeitung. Besonders in der Schwerindustrie ist das autogene Brennschneiden oft unersetzlich, da alternative Methoden wie das Laser- oder Plasmaschneiden bei Materialstärken über 40 mm aus ökonomischen Gründen nicht praktikabel sind. Der Prozess involviert das Erhitzen der zu trennenden Stelle auf Zündtemperatur, gefolgt von einer Trennung durch einen Gasstrahl, wobei der Werkstoff verbrennt. Dies hat dem Verfahren auch den Namen Brennschneiden eingebracht. Durch den Einsatz modernster Schneidbrenner und eine hohe Automatisierung sichert sich die Autogenschneidtechnik weiterhin eine starke Position am Markt und wird auch zukünftig eine Schlüsseltechnologie in der Metallverarbeitungsindustrie darstellen.
Unlegierte Stähle entzünden sich in reinem Sauerstoff, wenn sie ihre Entzündungstemperatur von etwa 1.200 °C erreichen, die unterhalb ihrer Schmelztemperatur liegt. Dieses Prinzip ist die Basis für die Technik des Autogenschneidens. Während des Schneidvorgangs wird die Startstelle des Schnitts mit einer Flamme aus Sauerstoff und Brenngas auf die Entzündungstemperatur erhitzt. Danach wird zusätzlicher Sauerstoff zugeführt, um den Schnitt auszuführen. An der heißen Schnittstelle reagiert der Sauerstoff und bildet Eisenoxid, während gleichzeitig die geschmolzenen Rückstände durch den Sauerstoffstrahl aus der Schnittfuge geblasen werden. Die dabei entstehende Hitze sorgt für einen kontinuierlichen Verbrennungsprozess in der Tiefe und entlang der Vorschubrichtung, was den Beginn des Schneidvorgangs entlang der vorgegebenen Kontur ermöglicht.
Die Qualität der Oberfläche und die Form der Schnittkante beim Autogenschneiden hängen von verschiedenen Produktionsfaktoren ab. Ein Indikator für die Qualität ist der Verlauf der Rillen an den Schnittkanten, wobei senkrechte Schnittmarkierungen auf eine ideale Schnittgeschwindigkeit hinweisen. Faktoren wie der Abstand der Düse, die Vorschubgeschwindigkeit, die Größe der Schneiddüse, die verwendeten Betriebsgase sowie die Dicke und Zusammensetzung des Materials beeinflussen die Beschaffenheit der Oberfläche. Ein häufiger Fehler, der die Qualität der Oberfläche beim autogenen Brennschneiden beeinträchtigt, ist jedoch eine unangemessene Schnittgeschwindigkeit.
Die Qualität ist abhängig von folgenden Parametern:
Das autogene Brennschneiden wird überall dort eingesetzt, wo Metalle mit beträchtlicher Dicke effizient geschnitten oder für Schweißarbeiten vorbereitet werden müssen. Diese Technik findet besonders im Schiffsbau, im Maschinenbau sowie als tragbare Schneidbrenner auf Baustellen und in Schrottplätzen breite Anwendung. Typische Anwendungsbeispiele für durch Brennschneiden gefertigte Teile sind Bauelemente, Maschinenteile, Treppenwangen, Gegengewichte oder Schwerlastkomponenten aus unlegiertem und niedriglegiertem Stahl.
Im Prozess der Materialbearbeitung kommen häufig Acetylen oder Propan als Brenngase zum Einsatz. Dabei sind hohe Werte bei Flammtemperatur, Entzündungsgeschwindigkeit und Primärflammenleistung entscheidend. Zudem ist es wichtig, dass der verwendete Sauerstoff eine Reinheit von mindestens 99,5 % aufweist, denn bereits bei einer Reinheit von 98,5 % kann die Schnittgeschwindigkeit um 15 % sinken.
Die Gefahrstoffverordnung (GefstoffV) legt Sicherheitsmaßnahmen für Nutzer von Brennschneidanlagen oder handgeführten Autogen-Brennern fest. Beim Autogenschneiden treten unerwünschte Phänomene wie ein intensiver Lichtbogen, sprühende glühende Materialpartikel, hohe Lärmpegel sowie gefährliche Gase wie Ozon oder Stickoxide auf, die sowohl die menschliche Gesundheit als auch die Umwelt beeinträchtigen können.
Für das Ausführen von Brennschneidarbeiten ist es erforderlich, spezielle Absaugvorrichtungen zum Schutz der Atemwege sowie angemessene persönliche Schutzausrüstung (PSA) zu verwenden.
Der Wasserstrahl mit hohem Druck kann nahezu alle Materialien bis zu einer Dicke von 300 mm präzise schneiden und benötigt nur minimale Nachbearbeitung.
In der Blechbearbeitung hat sich der Laser aufgrund seiner hohen Präzision und Wirtschaftlichkeit als unverzichtbare Technologie etabliert.
Plasmazuschnitte stellen für hochlegierte Metalle, wie beispielsweise CrNi-Bleche im mittleren Dickenbereich, die kosteneffizienteste Produktionsmethode dar.
Beim Autogenschneiden lässt sich ein hoher Materialverlust nicht vermeiden. Allerdings stellt der Brenner bei dicken Materialstärken die kosteneffizienteste Option dar.
Beim Brennschneiden, auch Autogenschneiden genannt, handelt es sich um ein thermisches Verfahren zur Trennung von Stahl. Dabei wird eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme verwendet, die das Material gezielt erhitzt und verbrennt.
Beim Brennschneiden liegt die Schmelztemperatur, die etwa 1500 °C beträgt, um 20 bis 30% über der Zündtemperatur. Diese Zündtemperatur variiert je nach dem Kohlenstoffgehalt des Materials, das geschnitten wird.
Beim Autogenschneiden erwärmt eine Flamme aus Brenngas und Sauerstoff die Startstelle des Schnitts bis zur Zündtemperatur. Anschließend verbrennt der Werkstoff im Sauerstoffstrahl. Die entstehende Reaktionswärme heizt auch die tieferen Schichten auf, was den Brennvorgang kontinuierlich aufrechterhält. Schlacke und andere Rückstände des Brennprozesses werden durch den Sauerstoffstrahl entfernt, wodurch eine saubere Schnittkante gebildet wird.
Die Schnittqualität beim Brennschneiden wird durch die Dicke des Materials, die Form der Schneide und die Geschwindigkeit des Schnitts beeinflusst, wie es die Norm ISO 9013 vorschreibt. Typische Kennzeichen für präzise Brennschnitte in üblichen Materialstärken sind senkrechte Riefen, eine gleichförmige Oberflächenbeschaffenheit und festgelegte Toleranzen von +/- 0.4 mm pro Meter bis zur endgültigen Abmessung.
Obwohl andere Trennmethoden ebenfalls wichtig sind, stellt das Brennschneiden für Materialstärken von 50 bis 300 mm die optimale Methode dar und erlaubt ein kosteneffizientes Zerteilen aller Stahlarten. Insbesondere die kurze Aufwärmzeit und die minimalen Brenntoleranzen steigern die Effizienz dieses thermischen Trennverfahrens erheblich, was Ihnen sowohl in Bezug auf Kosten als auch Qualität erhebliche Vorteile bietet.
Für das Brennschneiden sind bestimmte fertigungstechnische Grundlagen notwendig. Der zu schneidende Werkstoff sollte in Sauerstoff brennbar sein sowie eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Verbrennungswärme aufweisen. Zudem ist es erforderlich, dass die Zündtemperatur des Materials unter seiner Schmelztemperatur liegt und die Temperatur, bei der die Schlacke schmilzt, niedriger als der Schmelzpunkt des Werkstoffes ist.