Messing vs. Kupfer 101: Ein genauerer Blick auf mittelalterliche Metalle
Messing und Kupfer nehmen einen ehrwürdigen Platz in der Menschheitsgeschichte ein, als zwei der ältesten und bedeutendsten Metalle überhaupt. Ihre…
Viele Metallbearbeiter nutzen Oxyfuel-Verfahren, um Produkte zu fertigen, zu schneiden, zu demontieren, zu warten, zu reparieren, vorzuheizen, zu härten, zu glühen, zu biegen und zu formen – Produkte, die Teil täglichen Lebens sind. Trotzdem erwägen einige Schulverwaltungen, Oxyfuel-Verfahren aus ihrenplänen zu streichen, da sie diese für veraltet halten. Lehrkräfte und Branchenexperten wissen jedoch, dass Oxyfuel-Verfahren seit 1907, als die Brooklyn Navy Yard Oxyacetylen-Brenner einsetzte, um Bullaugen in 3-Zoll-Panzerplatten zu schneiden, für die inländische Fertigungsindustrie unverzichtbar sind.
Für Befürworter der Abschaffung von Oxyfuel-Verfahren ist es wichtig zu wissen, dass viele Schweißnormen Mindest-Preheat- und Interpass-Temperaturen sowie eine Nachbehandlung nach dem Schweißen vorschreiben – all das wird von Schülern im Rahmen der Oxyfuel-Verfahren geübt. Darüber hinaus ist Oxyfuel nach wie vor weit verbreitet, da es bequem, kostengünstig, mobil und vielseitig einsetzbar ist: vom Schneiden und Erhitzen bis hin zum Fugenhobeln, Abwaschen, Schweißen und Löten.
Aus finanzieller Sicht kostet die Ausstattung einer Schule oder Ausbildungsstätte mit professionellen Oxyfuel-Sets nur wenige hundert Dollar und hält jahrzehntelang. Unter Berücksichtigung von Bildungsrabatten (oft 30–40 % unter dem empfohlenen Verkaufspreis des Herstellers) können Schulen zehn Arbeitsplätze mit Schneid-, Heiz- und Schweiß-/Lötsets sowie der erforderlichen persönlichen Schutzausrüstung (PSA) für 5.000–10.000 Dollar ausstatten, je nach Ausstattung.
Die Vermittlung von Oxyfuel-Verfahren stattet die Auszubildenden mit essenziellem Wissen für eine erfolgreiche Karriere in der Metallbearbeitung aus. Wichtige Themen sind:
Erkennen von Gefahren in der Metallbearbeitung (Hitze, Funken, geschmolzenes Metall und UV-Licht) und das Verständnis für die Bedeutung persönlicher Schutzausrüstung.
Verstehen des Verbrennungsdreiecks („Feuerdreieck“: Brennstoff, Sauerstoff und Wärme) und das Erlernen der Kontrolle aller Elemente.
Gute Ordnung am Arbeitsplatz, indem der Arbeitsbereich frei von brennbaren Materialien gehalten wird, die ein Feuer begünstigen könnten.
Korrektes Erkennen, Handhaben und Sichern von Gasflaschen im Gebrauch und bei der Lagerung.
Sicheres Installieren, Bedienen und Abschalten von Gasfluss- und Druckreglern.
Inspektion und Wartung der Geräte im Hinblick auf Sicherheit und Leistung.
Erkennen spezifischer Gefahren von Oxyfuel wie Rückströmung, Rückzündung, Knallgaszündung und anhaltende Rückzündung.
Grundlagen der Metallurgie und Chemie (schnelle Oxidation, Härten, Abschrecken, Kaltverfestigung und Mikrostruktur).
Verwendung von Mess- und Mathematikkenntnissen zur Kompensation von Schnittverlusten, zur Sicherstellung des richtigen Zusammenbaus und zur Anwendung guter Spanntechniken.
Vorbereitung von Materialien zum Schweißen unter Einhaltung der korrekten Schweißvorbereitungsprozesse.
Lesen des Schmelzbades, Entwicklung eines Rhythmus beim Hinzufügen von Zusatzwerkstoffen und das Beherrschen der Badmanipulation.
Im weiteren Verlauf dieses Artikels werden grundlegende Ratschläge sowie einige fortgeschrittene Tipps für Oxyfuel-Verfahren vorgestellt. Zur besseren Übersicht sind diese in die Bereiche Gaswahl, Zünden des Brenners, Schneidtipps und Abschalten unterteilt.
Verwenden Sie Acetylen für einen stärker fokussierten Bereich der Wärmeeinwirkung.
Nutzen Sie alternative Brenngase (z. B. kein Acetylen), um größere Flächen zu erhitzen, da sie in der Sekundärflamme mehr Wärme abgeben. Wenn Sie beispielsweise mit Acetylen eine große Fläche auf Kirschrot erhitzen, kühlt der Ausgangspunkt ab, bevor das Ende der Platte erreicht ist.
Verwenden Sie Acetylen zum Gasschweißen, da beim Verbrennen CO2 freigesetzt wird, das das Schweißbad vor atmosphärischer Verunreinigung schützt.
Beachten Sie, dass die meisten Menschen den Unterschied in der Schnittgeschwindigkeit zwischen Acetylen und Propan kaum bemerken werden. Ersteres brennt etwa 10 % heißer (5720° vs. 5112°F), aber Propan hat eine größere Gesamtverbrennungswärme, wodurch es beim Schneiden genauso schnell ist. Denken Sie auch daran, dass der Schneidsauerstoff die eigentliche Arbeit übernimmt. Etwaige Geschwindigkeitsunterschiede hängen meist von der Technik ab.
Wählen Sie Brenner mit Spiral-Mischer für flexible Brenngasauswahl. Diese Brenner sind auf Hochdruckgase wie Acetylen und Niederdruckgase wie Propan ausgelegt.
Verwenden Sie Regler und Schneid-/Heizdüsen ausschließlich mit den dafür vorgesehenen Gasen. Diese Komponenten sind spezifisch auf das jeweilige Brenngas abgestimmt, da Dichte und Druck unterschiedlich sind.
Öffnen Sie bei einem Standardkombinationsbrenner das Sauerstoffventil am Griff und regulieren Sie die Flamme über das Sauerstoffventil am Schneidaufsatz. Das gewährleistet maximalen Sauerstofffluss zum Schneidhebel.
Stellen Sie eine neutrale Flamme ein, indem Sie beobachten, wie die Länge der Sekundärflamme beim Hinzufügen von Vorwärmsauerstoff kürzer wird. Bei einer richtigen neutralen Flamme sind die Innen- und Außenkegel nahezu gleich lang, was das korrekte Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis anzeigt.
Eine aufkohlende Flamme erkennt man an einem Überschuss an Acetylen. Wird mehr Acetylen zugegeben, wird der Innenkegel deutlich kleiner als der Außenkegel, der rau und faserig erscheint.
Eine oxidierende Flamme erkennt man an einem Überschuss an Sauerstoff. Dann entsteht ein lautes Zischgeräusch und der Innenkegel bleibt scharf.
Verwenden Sie bei alternativen Brenngasen andere Zündtechniken. Wird die Flamme durch Wind ausgelöscht, halten Sie die Spitze in einem Winkel von 45 Grad auf das Werkstück, um einen Gegendruck auf die Flamme zu erzeugen und deren Brenngeschwindigkeit zu verringern. Zünden Sie den Brenner, öffnen Sie dann – während Sie den Brenner in Position halten – das Schneidsauerstoffventil, bis die Flamme hörbar einrastet.
Überprüfen Sie die neutrale Flamme bei alternativen Brenngasen, indem Sie den Brenner in die Nähe des Werkstücks halten. Die Vorwärmflammen erzeugen ein Sternmuster mit klar abgegrenzten „Beinen“ von etwa 5–7 cm Länge. Eine oxidierende Flamme hat kürzere, schärfere Beine, eine aufkohlende Flamme längere, faserigere.
Stützen Sie den Brenner mit der freien Hand, legen Sie die Ellbogen auf und halten Sie die Brennerspitze etwa 6 mm vom Werkstück entfernt für einen gleichmäßigen Schnitt. Üben Sie die Bewegungen, bevor Sie den Brenner zünden, und lernen Sie, Ihre Ellbogen zu führen. Oxyfuel ermöglicht präzise Schnitte, aber jede Handbewegung spiegelt sich im Schnitt wider.
Erhitzen Sie den Startpunkt des Metalls auf ein leuchtendes Kirschrot, das die „Zündtemperatur“ anzeigt, bei der Sauerstoff mit dem Ferrit im Stahl reagieren kann, um den Schneidprozess zu starten. Erst dann sollten Sie den Schneidsauerstoffhebel betätigen.
Für einen guten Durchstich halten Sie den Schneidsauerstoffhebel gedrückt und führen den Sauerstoffstrahl über den Rand des Metalls hinaus.
Konzentrieren Sie sich nicht auf die Vorderkante des Schnitts. Schauen Sie dorthin, wo Sie hinwollen – Ihre Hände folgen automatisch.
Nutzen Sie Ihr Gehör: Ein gleichmäßiges Zischgeräusch ist der beste Indikator für die richtige Schnittgeschwindigkeit.
Unabhängig vom Brenngas immer dasselbe Abschaltverfahren anwenden: Zuerst Sauerstoff, zuletzt Brenngas. Das Abschalten des Sauerstoffs entfernt das wichtigste Element des Feuerdreiecks und ermöglicht es dem Anwender, nach dem Schließen des Brennstoffventils auf Undichtigkeiten zu prüfen. Bleibt eine kleine Flamme am Brenner, ist es möglicherweise Zeit, das Brennstoffventil zu reparieren.
Jeder kann lernen, einen Brenner sicher zu bedienen, doch schnelle und präzise Schnitte erfordern Übung und Geschick. Der Aufwand lohnt sich, denn diese Fertigkeiten sind für eine erfolgreiche Karriere in der Metallbearbeitung unerlässlich.
Im Jahr 2023 erreichte der nordamerikanische Acetylenmarkt ein Volumen von 3,2 Milliarden US-Dollar, wobei etwa 40 % des Verbrauchs auf Anwendungen in der Metallverarbeitung entfielen. Auch Erdgas, Propan und Propylen werden in der Branche eingesetzt. Diese Gase brennen nicht von selbst; von Schweißern wird erwartet, dass sie den Brenner beherrschen und mit verschiedenen Gasen vertraut sind. Daher lehren viele Schweißtechnik- und Berufsschulen Oxyfuel-Verfahren, um den Bedarf der qualifizierten Fachkräfte zu decken.
