Cutting and other edge preparation processes I / Corte e outros processos de preparação de chanfro Marcones Loureiro de Souza - E-mail: marcones.soldagem@gmail.com Pedro Luis de Freitas Serrano - E-mail: p.serrano01@hotmail.com Preparação de junta soldada conforme norma DIN 8551 Tipo de junta Corte em linha reta e curva. Com calor: Oxi-gas, plasma, laser; Cisalhamento (guilhotina); Serrado (serra de fita); Corte (tesoura manual); Processo Corte com ferramenta abrasiva; Com calor: Oxi-gas, plasma (mecânico) Corte curvo: Corte reto: Com calor: Oxi-gas, plasma. Corte reto: Corte com calor: Oxi-gas
Utilizando Feixe, feixe de luz, feixe de laser, feixe de elétrons Corte à Laser Chama à Laser Fusão à Laser Oxidação à Laser Separação por meio de geração de calor Utilizando descarga elétrica com ignição por arco plasma Corte à Arco com Oxigênio Corte à Arco com ar comprimido Fusão por Plasma Oxicorte Fusão por plasma a arco transferido Fusão por plasma a arco não transferido Fusão por plasma com um segundo gás Fusão por plasma com injeção de água Corte a pó metálico Utilizando gases Fusão a pó metálico Goivagem a chama Furo a chama Limpeza a chama Chanfragem por chama Chanfragem por chama
Corte térmico Corte térmico é diferenciado em oxicorte e corte de fusão (fusão). Ambos os processos são usados principalmente para a preparação de juntas soldadas de chapas, perfis e tubos, bem como para cortar seções da placa e tubos. Oxicorte O aço entra em fusão quando é aquecido até uma temperatura de ignição de aproximadamente 1100 C e entra em contato com oxigênio.o processo produz calor e escória. Quando cercado pelo ar, o aço derrete a aproximadamente 1500 C. A chama aquece o material até a temperatura de ignição e limpa a superfície da ferrugem, escória,etc O material funde ao longo do caminho do fluxo de oxigênio. O corte é produzido pelo movimento do equipamento de corte. A poça fundida é soprada para fora do chanfro. Corte por fusão O corte por fusão é usado para os mesmos fins que o oxicorte. É usado de preferência para os materiais que não podem ser cortados devido ao efeito da camada de passivação.
Adequação de materiais para o corte à chama. Nem todo material é adequado para o corte à chama. Materiais adequados para o corte à chama devem respeitar os seguintes critérios: a) Deve ter a capacidade de conduzir um fluxo de oxigênio. b) A temperatura de ignição para a queima deve ser inferior à sua temperatura de fusão c) A temperatura de fusão da camada de óxido deve ser inferior à temperatura de fusão do metal. d) As escórias fundidas devem ser de baixa viscosidade. e) Deve possuir baixa condutividade de calor. Materiais adequados para o corte à chama: Materiais que satisfazem estas condições são, por exemplo: Aços não ligados Aço baixa-liga Aço fundido }aços leves e baixa liga Materiais impróprios para o corte à chama: Os materiais que não atendem estas condições por exemplo, são: -Alumínio não atende a condição c -Aço de alta liga não atende a condição d -Cobre não atende a condição e -O ferro fundido cinzento não atende a condição a Maçaricos para corte (tipos de injeção)
Bocais de Corte à Chama Princípio Tipos Gases usados na chama de corte Acetileno, propano, gás natural Oxigênio Gás de corte Oxigênio Bico tipo anel Bico tipo Bloqueio Bico tipo Fenda Bico de passo Bico de anel: Em duas seções, manutenção simples, difícil centralização do bico, a distância entre a chama e peça é de cerca de 3 mm, portanto, passível de respingos. Bico de bloqueio: Em uma peça, não pode ser desmontada, a distância entre a chama de aquecimento e da peça de aproximadamente 7 mm, portanto, menor exposição ao calor e respingos. Bico de fenda: Em duas seções, fácil de limpar e manter, a distância entre a chama ea peça de aproximadamente 7 mm, portanto, não respingos sensíveis. Bico de passo: Para corte de chapas finas, devido ao aquecimento da chama pequena não há o derretimento da superfície da chapa fina, cortar uma curva é difícil, o arranjo de bocal da chama de aquecimento e bico de corte determina a direção do corte. Seleção de bico: O tipo de bico deve ser escolhido de forma adequada ao trabalho, o seu tamanho depende da espessura da peça a ser trabalhada. O bico é descrito como segue: Dimensão do corte Gás Combustível Pressão do oxigênio para corte Marcação do fabricante
Temperatura da chama C Velocidade de ignição m/s Acetileno Acetileno Metano Propano Metano Propano Gás/oxigênio de chama in m³/m³ Gás/oxigênio de chama in m³/m³ Cabeça do maçarico Gás de queima Cabeça do maçarico Oxigênio de aquecimento Oxigênio de corte Ponto de mistura no bocal Bocal de aquecimento Bocal Universal Bocal usado para grande injeção de calor
Velocidade de corte Operadores experientes são capazes de saber se a velocidade de corte é correta pela forma como as faíscas se dispersam no ar e pelo ruído produzido pelo processo de corte,. As figuras abaixo mostram o padrão de faíscas que é produzido pelo corte com velocidades correta, inadequada e excessiva. Direção de corte Velocidade correta. Direção de corte Velocidade muito alta. Corte direção Velocidade muito baixa. Nota: Cortes, com arestas satisfatórias só podem ser obtidos se a chama de aquecimento estiver parametrizada corretamente! A velocidade de corte pode ser infinitamente variada durante o corte!
Características de diferentes gases combustíveis: Acetileno Propano Gás natural Poder calorífico superior Hup Hup kj/m³ (kcal/m³) 57 120 (13 600) 93 000 (22 140) rd. 45 000 (rd. 10 700) Poder calorífico inferior Hlw Hlw kj/kg (kcal/kg) 48 720 (11 620) 46 370 (11 040) rd.36 000 (rd. 8550) Padrão de condições de densidade (15 C, 1 bar) kg/m³ 1,09 2,01 0,78... 0,91 Temperatura de ignição no ar C 335 510 645 Temperatura de ignição em oxigênio C 300 490 645 Limites de explosividade no ar Vol.-% 2,4... 80 2,0...9,5 4...17 Limites de explosão em oxigênio Vol.-% 2,4... 80 2,3... 55 4...60 Razão de mistura estequiométrica tendo oxigênio como gás combustível Proporção de mistura padrão tendo oxigênio como gás combustível Proporção de mistura de mais alta temperatura da chama tendo oxigênio como gás combustível m m³/m³ 2,5 5 2 m1 m³/m³ 1,04 3,75 1,6 m2 m³/m³ 1,5 4,3 1,8 Temperatura da chama em relação m1 t1 C 3050 2805 2765 Temperatura da chama em relação m2 t2 C 3170 2850 2770 Poder de combustão total da chama em relação à m1 kw/cm² (kcal/cm²s) 37,71 (9,0) 4,27 (1,02) 8,5 (2,03) Poder de combustão da chama primária em relação à m1 kw/cm² (kcal/cm²s) 15,71 (3,75) 2,51 (0,60) 6,37 (1,52) Poder de combustão total da chama em relação à m2 kw/cm² (kcal/cm²s) 42,74 (10,20) 10,27 (2,45) 8,51 (2,03) Poder de combustão da chama primária em relação à m1 kw/cm² (kcal/cm²s) 25,68 (6,13) 7,96 (1,9) 7,33 (1,75) Velocidade de combustão em relação m1 v1 cm/s 674 275 305 Velocidade de combustão em relação m2 v2 cm/s 350 370 330
Ferramentas de corte Os cortes à chama são executáveis como: corte direto, corte curvo, corte vertical e corte transversal. A manipulação de tochas manuais e de tochas de para corte automático é praticamente a mesma. Os valores de operação e pressões são mantidos de forma correspondente aos diferentes tipos de bicos para corte. Maçarico manual para corte Tubo do oxigênio de corte Válvula do oxigênio de corte Cabeçote de queima Maçarico de corte manual Injetor Válvula do gás de queima Válvula do oxigênio de Aquecimento Maçarico para corte mecanizado Válvula do oxigênio de corte Canal de aquecimento Bocal Canal de corte Injetor Válvula do gás de queima Válvula do oxigênio de Aquecimento
Exemplos de dispositivos e máquinas de corte Fig.1 Maçarico para corte manual Fig.2 Dispositivo para corte mecanizado Fig.3 Máquina articulada para corte mecanizado
Fig 4. Linha de maçarico de corte mecanizado com transportador Fig. 5 Combinado de transportador e pórtico. Fig. 6 Máquina para corte tubular
Dispositivos especiais e equipamentos auxiliares Os controles fotoelétricos só são capazes de transferir informações de trajeto. Em contraste com controles numéricos que podem transferir informações de desvio. Para obter uma alta produção no processo automático, diferentes dispositivos especiais e equipamentos auxiliares são usados: furo automático: para chanfro em chapa com até 130 mm de espessura. controle de altura da tocha: mecânica, com verificação das rodas controle capacitivo de altura controle contínuo da altura da tocha atraso de borda: para formar arestas acompanhamento em tempo real dispositivo de marcação e sinal: dispositivo perfurador dispositivo de pó dispositivo de ignição: tocha de corte com ignição integrada controle de corte e chama : faixa sensor de fibra de vidro detecta a ignição da chama e a de aquecimento da chama chuveiro de água e ar: para evitar distorção térmica dispositivos especiais: dispositivo queimador triplo dispositivo de corte de aresta dispositivo de ilha dispositivo de corte com malha de luz
Critérios de avaliação de corte das superfícies de acordo com a norma DIN 2310 - parte 1 Espessura da peça Espessura a ser cortada Distância bicopeça Comprimento de Incisão Comprimento de corte Espessura do corte
termo/definição símbolo visualização vigília de arraste: maior distância entre dois pontos de um corte de arrasto na direção de corte n ângulo e tolerância de inclinação : é a distância entre duas linhas paralelas que contactam um ângulo teórico do ponto mais alto ao ponto mais baixo. u profundidade da linha de arrasto: é a média aritmética da profundidade da rugosidade (Rz). h Profundidade de arraste Perfil atual Comprimento do arraste zona de fusão: é a dimensão definitiva da geometria r
Influência da qualidade da chama de corte corte ao maçarico gás de operação Bico máquina material pressão construção construção composição quantidade vida útil vida útil espessura temperatura condições condições condições tipo distância da chapa velocidade de corte erro pureza ângulo de corte temperatura grau de mistura reação FeO2 características de fluidez qualidade da chama de corte