Die Auswahl einer geeigneten Flamme für den Schweißprozess kann einem Neuling in der Fertigung Kopfzerbrechen bereiten und oft zu Problemen bei seiner Arbeit führen. Dahinter steckt eine Menge Wissenschaft und es gibt unterschiedliche Anforderungen für jedes Ergebnis. In diesem Artikel werde ich alle kritischen Aspekte der Auswahl der besten Schweißflamme für jedes Verfahren behandeln. Zunächst zu den Grundlagen.
Beim Gasschweißen erzeugt die Verbrennung des Brennstoffs energiereiche Flammen, und die Temperatur steigt auf Tausende von Grad. Dadurch werden die beiden Metalle in der Verbindung flüssig und das Schweißen ist möglich. Es ist wichtig, die verschiedenen Arten von Schweißflammen zu kennen, da die Eigenschaften der Schweißnaht in hohem Maße von ihnen abhängen und entsprechend variieren. So haben die Bedingungen, unter denen geschweißt wird, viel mit der Zusammensetzung der Brenngase zu tun. Es ist Sache des Schweißers, genau die Flamme zu erzeugen, die er braucht.
Die drei Grundtypen von Schweißflammen sind die Gleichgewichtsflamme, die aufkohlende Flamme und die oxidierende Flamme. Hier ist ein Überblick über diese Typen.
- Neutrale Flamme: Wie der Name schon sagt, gibt es keine chemische Reaktion auf dem Metall, das in Betrieb ist.
- Aufkohlende Flamme: Eine Flamme, die Eisenkarbid erzeugt (nicht empfohlen für kohlenstoffabsorbierende Materialien)
- Oxidierende Flamme: Sie hat eine höhere Temperatur als eine neutrale Flamme (empfohlen für Kupfer oder Zink)
Neutrale Flamme
Auch natürliche Flamme genannt, ist die neutrale Flamme die häufigste und am weitesten verbreitete Flammenart von allen. Diese Flamme hat keine nennenswerte Auswirkung auf die chemischen Eigenschaften des Metalls, da es vollständig verbrannt wird. Die Farbe dieser Flamme ist gelb und leicht rauchig, was ein Zeichen für eine vollständige Verbrennung ist. Aufgrund der geringen Neigung zu einer chemischen Reaktion kommt es zu keiner Reaktion auf der Metalloberfläche. Sie ist also eine praktische und brauchbare Flamme für Leichtmetalle.
Jede Flamme hat verschiedene Zonen in sich. Das ist auch bei einer neutralen Flamme der Fall. In ihr gibt es zwei Zonen. Die erste (innere) hat eine bläulich-weiße Farbe und eine Temperatur von etwa 3100°C. Die andere (äußere) Zone ist blau, was darauf hindeutet, dass sie eine niedrigere Temperatur hat als die andere Zone. 1275°C ist jedoch immer noch eine ziemlich hohe Temperatur. Diese beträchtlichen Temperaturunterschiede ermöglichen es dem Schweißer, die Temperatur in der Schweißnaht zu kontrollieren, indem er den Abstand des Brenners von der Nahtstelle anpasst.
Wie erzeugt man eine neutrale Flamme
Aber wie wird eine neutrale Flamme erzeugt? Nun, da gibt es keine strenge Wissenschaft, denn es geht nur darum, darauf zu achten, wie die Flamme aussieht. Alles, was ein Schweißer tun muss, ist, das Verhältnis von Acetylen zu Sauerstoff auszugleichen. Nehmen wir an, dass der Acetylengehalt im Vergleich zum Sauerstoff zu hoch ist. Im Inneren der Flamme werden Sie feststellen, dass sich eine ovale Schicht (Acetylenfeder) außerhalb der inneren, weiß gefärbten Schicht und innerhalb der blau gefärbten Schicht befindet. Um die Flamme zu kalibrieren, muss die Acetylenmenge verringert werden, bis sie vollständig verbrannt ist. Wenn die Acetylenmenge abnimmt, werden Sie feststellen, dass die ovale Schicht ebenfalls abnimmt. Sobald diese Schicht verschwindet, ist die Flamme neutral, da die Zusammensetzung beider Gase in einem Verhältnis von eins zu eins vorhanden ist. Ein guter Regler hilft Ihnen, den Sweet Spot zu finden und gleichzeitig Geld zu sparen. Hier können Sie sich unsere Auswahl an Reglern ansehen.
Aber wie kann man sicher sein, ob die Flamme neutral ist oder oxidierend wirkt? Auch dafür gibt es eine Lösung. Die gebräuchlichste Lösung ist, eine sehr kleine Zone mit einer Größe von 1/16 bis 1/8 Zoll zu lassen. Der Überschuss an Acetylen ist so gering, dass die Flamme immer noch als neutral angesehen wird.
Anwendungen der neutralen Flamme
Die Materialien, die mit dieser Art von Schweißflamme geschweißt werden können, sind unten aufgeführt.
- Mildstahl
- Edelstahl
- Gusseisen
- Aluminium
- Kupfer
Die Einstellung einer Flamme ist nicht nur für das Metallschweißen, sondern auch für das Vorwärmen bei Schneidvorgängen entscheidend. Ein großer Vorteil dieser Flamme ist, dass man eine klarere Metallpfütze erhält, die fließt und schnell entfernt wird, ohne dass es zu Schaumbildung oder Funkenbildung kommt.
Aufkohlungsflamme
Die Aufkohlungsflamme ist die zweitwichtigste unter den Schweißflammenarten. Der Unterschied zwischen der Zusammensetzung der aufkohlenden Flamme und der neutralen Flamme besteht darin, dass Acetylen und Sauerstoff nicht in gleichen Anteilen vorhanden sind; stattdessen wird mehr Acetylen (oder wir können sagen Kohlenstoff) zugeführt, um eine aufkohlende Flamme zu erhalten.
Zu den Eigenschaften dieser Flamme ist zu sagen, dass sie im Allgemeinen eine niedrigere Temperatur hat als eine neutrale Flamme. Man kann in ihr eine zusätzliche Zone sehen, die sich im Kern der inneren Zone befindet und eine Umhüllung im Inneren bildet. Der innere Kern ist hellbläulich und erstreckt sich mit seinem federartigen Rand, der weiß ist und Acetylenfeder genannt wird. Er wird auch als der zentrale Kern der Aufkohlungsflamme bezeichnet. Der äußere Kern ist hellbläulich und oft schwer zu erkennen. Die Temperatur an den Spitzen der inneren Kerne liegt bei etwa 3150°C.
Erzeugung der Aufkohlungsflamme
In der neutralen Flamme sind Acetylen und Sauerstoff in gleichem Volumen vorhanden, so dass sie vollständig reagieren, aber der Acetylenüberschuss wird aus dem Blasrohr zugeführt, so dass die Verbrennungsreaktion unvollständig ist und die Aufkohlungsflamme erzeugt wird. Diese Art von Flamme erhält man, indem man die Flamme auf den neutralen Zustand einstellt und dann die Acetylenzufuhr allmählich öffnet, um mehr Acetylen zu erhalten, bis man die ovale Schicht zwischen der inneren und der äußeren Schicht sieht.
Eine Flamme wird 2X-Flamme genannt, wenn der innere Kern die Hälfte der Acetylenfeder ist. Es ist nur eine Art, den Kohlenstoffgehalt in der Flamme auszudrücken und ist ein Hinweis auf den Grad der Aufkohlung der Flamme.
Anwendungen der aufkohlenden Flamme
Zum Schweißen von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann eine aufkohlende Flamme verwendet werden. Wenn eine aufkohlende Flamme zum Schweißen verwendet wird, wird das zu bearbeitende Metall gekocht und ist nicht klar zu erkennen. In Wirklichkeit nimmt der Stahl selbst den Kohlenstoffgehalt der Flamme auf und erzeugt schließlich Wärme. Daher kocht das Metall, und wenn es kalt wird, ändern sich seine Eigenschaften drastisch zu einer spröden Struktur, die aus einem hohen Kohlenstoffgehalt besteht und daher leicht gebrochen werden kann.
Eine bemerkenswerte Technik, bei der eine aufkohlende Flamme verwendet wird, ist das Buckelhandschweißen. Wir empfehlen den Schweißern, diese Flamme bei Metallen zu verwenden, die bereits einen hohen Kohlenstoffgehalt haben, oder bei Metallen, die eine harte Oberfläche haben, wie Nickel, Zink oder Monel. Eine Sache, die bei der Verwendung dieser Flamme zu beachten ist, ist, dass es keine gute Flamme für Weichlötarbeiten ist, und nur der äußere Kern sollte für Lötprozesse verwendet werden, da wir eine niedrige Temperatur in ihm benötigen.
Oxidierende Flamme
In der oxidierenden Flamme ist ein Überschuss an Sauerstoff vorhanden, und es bedarf einer kritischen Identifizierung, um die oxidierende Flamme von einer neutralen Flamme zu unterscheiden. Das Verhältnis ist im Allgemeinen 1,5:1 für Sauerstoff und Acetylen.
Erzeugung einer oxidierenden Flamme
Die oxidierende Flamme kann ähnlich wie eine neutrale und aufkohlende Flamme erzeugt werden. Sie wird erzeugt, indem die Sauerstoffzufuhr etwas stärker eingestellt wird als bei der Acetylenflamme. Genau wie bei der aufkohlenden Flamme muss der Verarbeiter die Menge an Sauerstoff und Acetylen ausgleichen und dann den Sauerstoffstrom erhöhen, bis er merkt, dass sich die Länge des inneren Kerns um ein Zehntel verkürzt. Danach ist im inneren Kern ein violetter Punkt zu sehen. Die Temperatur des inneren Kerns liegt bei etwa 3500°C.
Anwendungen der oxidierenden Flamme
Sie ist bekannt für ihre Fähigkeit, Metalle leicht zu oxidieren. Daher verursacht sie bei verschiedenen Schweißarbeiten Probleme, wie z. B. übermäßige Schweißnahtbildung und unerwünschte Veränderung der chemischen Eigenschaften. Daher wird es in industriellen Anwendungen für Schweißverbindungen nicht so häufig eingesetzt. Sie ist aber immer noch eine nützliche Flamme für Schneidvorgänge und das Schweißen von eisenlosen Metallen.
Eine Besonderheit der oxidierenden Flamme ist, dass sie ein auffälliges Zischgeräusch erzeugt. Es gibt viele typische Anwendungen, für die eine oxidierende Flamme verwendet wird.
- Stahl (Brennerlöten)
- Gusseisen (Brennerlöten)
- Messing
- Bronze
Wenn ein Schweißer eine oxidierende Flamme auf Stahl anwendet, wird das Metall (geschmolzen) verbrannt und fängt an zu schäumen und bildet Funken, was ein Anzeichen für die Verbindung von Sauerstoff mit Stahl und die chemische Reaktion zwischen ihnen ist (Verbrennung). Es hängt von Fall zu Fall ab, und der Schweißer muss den Abstand zwischen Flamme und Metall anhand der Reaktion des geschmolzenen Metalls auf die Flamme bestimmen.
Daher muss man einige Vorüberlegungen anstellen, bevor man eine oxidierende Flamme für seine Anwendung verwendet. Sie sollte nicht für Metalle verwendet werden, die leicht oxidiert werden, wie Magnesium oder Aluminium. Daher ist diese Flamme für die meisten Schweißanwendungen nicht zu empfehlen. Nur leichte oxidierende Flamme ist für die Durchführung von Brennerlöten von Stahl und Gusseisen geeignet.
Abschluss
Ich hoffe, dass Sie viele Informationen über die Arten von Schweißflammen und ihre Anwendungen erhalten haben. Es sind nicht so viele Informationen, dass Sie sie nicht einmal verdauen könnten, oder? Trotzdem würden wir uns freuen, wenn Sie uns Ihre Meinung und Verbesserungsvorschläge mitteilen. Bitte teilen Sie Ihr Feedback in den Kommentaren, und vergessen Sie nicht, andere Artikel auf dieser Website über Schweißen zu überprüfen.