Oxicorte - Equipamentos de Corte e Técnicas

Oxicorte: Equipamentos de Corte e TécnicasIntrodução Invariavelmente, as operações de soldagem são precedidas pelas operações de corte. Por questões de economia de escala e características do processo de fabricação dos materiais metálicos, estes são produzidos em dimensões padronizadas, não sendo adequadas ao uso para todos os fins a que se destinam. Em função deste aspecto, tornam-se necessárias operações de corte das matérias primas. O corte pode ser efetuado de diversas formas:  Mecanicamente: Corte por cisalhamento através de guilhotinas, tesouras, etc.; por arrancamento   através de serras, usinagem mecânica, etc; Por fusão: Utilizando-se como fonte de calor um arco elétrico ex. arc air (goivagem), plasma; Reação química: Onde o corte se processa através de reações exotérmicas de oxidação do metal, ex.  corte oxicombustível; Elevada concentração de energia: Neste grupo enquadram-se os processos que utilizam o princípio da concentração de energia como característica principal de funcionamento, não importando se a fonte de energia é química, mecânica ou elétrica. Enquadram-se neste, o corte por jato d'água de elevada pressão, LASER e algumas variantes do processo plasma. Definição O oxicorte é o processo de secionamento de metais pela combustão localizada e contínua devido a ação de um jato de Oxigênio, de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxicombustível. Equipamentos do Processo de Corte Uma estação de trabalho deve ter no mínimo os seguintes equipamentos para execução do processo:  Um cilindro ou instalação centralizada para o Oxigênio (O2).   Um cilindro ou instalação centralizada para gás combustível (Acetileno, Propano, GLP). Duas mangueiras de alta pressão para condução dos gases, eventualmente três se utilizar o Oxigênio  de corte e de aquecimento em mangueiras separadas. Um maçarico de corte.   Um regulador de pressão para Oxigênio. Um regulador de pressão para acetileno.  Dispositivos de segurança (válvulas anti-retrocesso). Maçarico de Corte O maçarico de Oxicorte mistura o gás combustível com o Oxigênio de aquecimento, na proporção correta para a chama, além de produzir um jato de Oxigênio de alta velocidade para o corte. Este equipamento consiste de uma série de tubos de gás e válvulas de controle de fluxo dos gases Oxigênio e combustível. A figura abaixo mostra um maçarico de corte.  Cabeça - Proporciona rigidez ao conjunto, e serve de acoplamento aos bicos de corte.   Tubos - tem a função de conduzir os gases Punho - local onde se fará o manuseio do maçarico  Alavanca de corte - O seu acionamento atua sobre a válvula do O2 de corte proporcionando a  abertura do mesmo. Conjunto de regulagem - É um conjunto de válvulas que servem para regulagem dos fluxos de gases. Tipos de Maçarico . composto por uma câmara de mistura. Misturador Os gases comburente e combustível chegam à câmara de mistura com pressões iguais através da regulagem das válvulas. combinado e específicos.Os maçaricos de corte podem ser manuais. Maçaricos Manuais para Corte Possuem um circuito especial de O2 separado dos gases para chama de aquecimento.A mistura dos gases para chama de aquecimento pode se dar por três princípios distintos que são apresentados à seguir: Injetor O gás combustível é succionado através da alta velocidade do Oxigênio por meio de um venturi. sistema de separação e válvula para controle do O2 de corte. É utilizado em locais ou setores onde existe uma alternância entre operações de corte e soldagem tais como oficinas de manutenção. Este conduto é específico para o Oxigênio que efetuará o corte. ilustrado na figura ao lado. passando a se denominar O2 de corte. Neste caso acopla-se a um maçarico de soldagem um dispositivo de corte. ou tipo caneta para acoplamento em máquinas de corte automáticas. Neste maçarico. Sua utilização é recomendada para trabalhos onde se exija uniformidade do corte. Caneta de Corte O maçarico de corte mecanizado também conhecido como "caneta de corte" é um maçarico com os mesmos princípios de funcionamento já descritos para os maçaricos manuais. a válvula do Oxigênio de corte pode ser acionada manual ou automaticamente de um comando central.Misturador no bico Os gases são administrados separadamente até o bico onde é feita a mistura. . Seu corpo alongado estende-se das válvulas de regulação dos gases até o bico de corte. tais como peças a serem retrabalhadas ou produção seriada. Cada fabricante possui características e especificações técnicas próprias para seus bicos. a função de misturador.  Material a ser cortado. A escolha do bico deve levar em consideração. determinando assim a capacidade de corte do maçarico. . servindo também para direcionar os mesmos para a superfície a ser cortada por meio de orifícios em seu interior. Estes bicos são disponíveis em uma ampla variedade de tipos e tamanhos sendo classificados de acordo com sua capacidade de corte. Os bicos de corte comuns são chamados de duas sedes enquanto os misturadores são conhecidos como bicos três sedes. Atualmente são muito utilizados tipos de bicos que desempenham além das funções acima descritas. Máquinas de Corte As máquinas de corte são equipamentos eletromecânicos cuja principal função é a de movimentar o maçarico de corte a uma velocidade constante através de uma trajetória definida. As partes usinadas do bico que ficam em contato com as câmaras de passagem dos gases são denominadas "sedes". As dimensões destes orifícios variam de acordo com o bico utilizado. que influenciará o resultado do corte nos aspectos de qualidade e velocidade de corte bem como consumo dos gases.Bicos de Corte Os bicos de corte também conhecidos como "ponteira de corte" são montados na cabeça do maçarico de modo a conservar separadas as misturas dos gases de pré aquecimento do Oxigênio de corte. Tipo de sede.   Gás combustível utilizado. este equipamento é composto por carro motriz.Existem diversos tipos e modelos destes equipamentos. na produção de peças médias e grandes. Tal como nas máquinas pantográficas. possibilitando a utilização deste integrado a sistemas computadorizados controlados por CAD. o operador acerta os trilhos de alumínio ou o cintel definindo a trajetória. a chama oxiacetilênica tem a função de aquecimento do metal. faz correções na distância bico/peça para tornar o corte constante. e a trajetória dos mesmos é definida pelo dispositivo copiador. Máquinas de Corte Portátil Conhecido também como tartaruga. Máquinas de Corte CNC São os equipamentos de corte com maiores recursos. Oxicorte Técnicas do Processo Execução do Oxicorte No processo de corte. haste. os maçaricos são acoplados a um dispositivo copiador. Possuem recursos de abertura do gás de corte e sistema de compensação de altura do bico automáticos. Máquinas de Cortes Pantográfica Neste equipamento. neste tipo os controles de velocidade e trajetória de deslocamento são feitos através de microprocessadores. O dispositivo copiador pode ser fotoelétrico ou mecânico. dispositivo para colocação de um ou mais maçaricos. São utilizados para cortes retilíneos e circulares. sendo 4CO + 2H2 + 3O2 Þ 4CO2 + 2H2O. onde seu principal campo de aplicação são os canteiros de obras e montagens industriais. quando esta estiver a uma temperatura conveniente abre-se o Oxigênio de corte deslocando-se a chama. normalmente preso a uma mesa. A regulagem da chama é neutra. fechando-o logo em seguida. iniciando-se assim o processo. Área útil de corte (para máquinas estacionárias). As principais características técnicas a serem observadas em uma máquina de corte são:   Capacidade de corteÂngulo de inclinação do maçarico. uma vez que este tipo de corte não permite grande precisão na velocidade de corte. na produção de peças pequenas e médias seriadas e não seriadas. no segundo estágio é aproveitado o Oxigênio do ar ambiente. desde os mais simples conhecidos como "tartarugas" até os mais complexos controlados por micro processadores.   Número de estações de corte (maçaricos). Seu principal campo de aplicação são as caldeirarias pesadas. Verificações Antes do Corte Na execução do Oxicorte manual as verificações principais encontram-se no estado do maçarico. num primeiro estágio o Oxigênio utilizado provem do cilindro. sua combustão processase em dois estágios. São equipamentos utilizados em indústrias de médio e grande porte. Velocidade de corte. e um trilho de alumínio. . distância bico/peça e outros. inicia o corte abrindo o O2 de corte manualmente. sua velocidade de corte é controlada eletronicamente. onde 2C2H2 + 2O2 Þ 4CO + 2H2. regula-se o maçarico com o jato de Oxigênio de corte aberto. localizados em um painel de comando central. sendo que durante a execução do corte. São equipamentos muito utilizados em indústrias de médio porte. bicos e mangueiras. podem ser acoplados diversos maçaricos. porém. Inicia-se o aquecimento da região a ser cortada por uma borda. O maçarico de corte é acoplado no carro motriz através de hastes. São equipamentos estacionários. contrapeso. CERTO ERRADO . uma vez que as regiões adjacentes ao corte estão frias servindo como um vínculo mecânico. as tabelas dos fabricantes mostram quais as distâncias corretas para cada tipo de bico e espessura da chapa. algumas verificações devem ser feitas antes da operação afim de assegurar a qualidade e repetitividade do corte. excetuando-se cortes especiais inclinados. Este efeito deve ser considerado na hora da elaboração do procedimento de corte. Nos processos de corte e soldagem as dilatações são pontuais e causam deformações. quanto a seqüência e regiões da chapa a retirar as peças. O bico: A distância correta do bico/peça tem grande influência na qualidade de corte. Dilatações e Contrações Qualquer material submetido a variações térmicas está sujeito a sofrer dilatações. cortar primeiro os furos internos. certificar-se que os mesmos estão sendo realizados simetricamente para distribuição simétrica do calor. provocando o aumento da tensão residual e deformação da peça.   O maçarico: Deverá estar perpendicular a chapa. esta verificação é feita com o auxílio de um nível. A figura a seguir mostra estas verificações:  A chapa: Deve estar nivelada sobre a mesa.Para o corte automatizado. e quando esta se resfria as partes que sofreram dilatação se contraem. SEQUÊNCIA DE CORTE Em cortes paralelos. isto é durante o corte não há uma deformação homogênea da peça. Em peças com furos internos. Abaixo alguns exemplos de procedimento correto de corte. depois os externos. suas prováveis causas e soluções. A escória. Ondulações Profundas Defeito Goivagem na borda superior Goivagem na borda inferior Detalhe Causas Velocidade de corte excessiva Bico sujo ou danificado Velocidade de corte excessiva Bico sujo ou danificado Velocidade de corte excessiva Superfície de corte côncava Superfície de corte côncava Bico sujo ou danificado Baixa pressão de O2 de corte Velocidade de corte excessiva Bico sujo ou danificado Baixa pressão de O2 de corte Baixa velocidade de corte Fusão da borda superior Pouca ou muita distancia do bico à peça Bico muito grande Chama de pré-aquecimento excessiva Pouca distancia do bico à peça Gotas fundidas na borda superior Chama de pré-aquecimento excessiva Carepas ou ferrugem na superfície da chapa Distância excessiva do bico à peça Borda superior goivada com escória Chama de pré-aquecimento em excesso Pressão do O2 de corte excessivamente alta Pressão do O2 de corte Borda inferior arredondada excessivamente alta Bico sujo ou danificado Velocidade de corte excessiva . aderida a parte inferior do corte pode facilmente ser removida. A seguir são mostrados os defeitos mais comuns em Oxicorte.As áreas expostas ao maior calor devem estar localizadas o mais próximo possível das extremidades da chapa. e as linhas de desvio são quase verticais. Para garantir que a peça não se mova na mesa de corte. a peça deverá permanecer presa as porções centrais da chapa tento quanto possível P = ponto de perfuração. Começar o corte no X e não no Y Defeitos de Corte Em um corte de boa qualidade a superfície é lisa e regular. não podem ser separados por este processo tendo-se que recorrer a cortes mecânicos e ou por arco elétrico Outra limitação que se impõe. Alumínio e suas ligas. o ferro se oxida lentamente.Entalhe na superfície inferior de Bico sujo ou danificado corte Baixa velocidade de corte Alta velocidade de corte ondulações profundas Velocidade de corte desigual Pouca distância bico/peça Chama de pré aquecimento muito forte Alta velocidade de corte Grandes ondulações desiguais Velocidade de corte desigual Chama de pré aquecimento muito fraca Velocidade de corte excessiva Distância bico/peça muito grande Corte incompleto Bico sujo ou danificado Chama de pré aquecimento muito fraca Retrocesso no bico e maçarico Carepas ou ferrugem na superfície da chapa Chapa com inclusão de escória Carepas ou ferrugem na superfície da chapa Escória aderente na borda inferior Bico muito pequeno Chama de pré aquecimento muito fraca Alta ou baixa velocidade de corte Distância excessiva do bico/peça Baixa pressão do O2 de corte Outras informações do processo de Oxicorte Comparação com outros processos Em relação a outros processos de corte.o oxicorte apresenta as seguintes vantagens:  Disponibilidade: De gases combustíveis pois diversos tipos podem ser utilizados e de Oxigênio uma  vez que o mesmo abunda no ar. sendo assim fácil de se regular. fato este que muitas vezes incorre em riscos adicionais como queda dos cilindros ou danificação das mangueiras condutoras de gases. apresenta as seguintes limitações: Em função das condições necessárias para a obtenção do Oxicorte descritas anteriormente. As mangueiras e válvulas (reguladoras e anti-retrocesso) devem ser constantemente inspecionadas para detectar vazamentos. A medida que a temperatura se eleva. esta oxidação se acelera. reside no fato de os materiais periféricos tais como cilindros de gás. ou postos de trabalho que se encontrem afastados dos cilindros. . reguladores e mangueiras  são relativamente baratos se comparados a outros processos de corte tais como plasma ou LASER. Os aspectos de segurança na utilização do processo Oxicorte devem ser levados em consideração. Oxicorte Consumíveis e Variáveis Consumíveis Na temperatura ambiente e na presença de Oxigênio. a grande maioria dos metais usados industrialmente tais como aço inoxidável. tornando-se praticamente instantânea a 1350°C. Níquel. serem pesados e de difícil manuseio. requer a utilização de ferramental e procedimentos adequados para se evitar vazamentos e explosões. Facilidade operacional: O corte oxicombustível é de fácil aprendizagem e não possui muitas variáveis. além de ser um gás comburente está sob alta pressão. Pequeno investimento inicial: Os materiais necessários como maçaricos. A constante manipulação de cilindros de Oxigênio que. Uma solução encontrada para sanar esta limitação é o transporte de todo o conjunto. como todos os processos industriais. dificultando o acesso a lugares altos. E. facilitando seu escoamento e dando continuidade do processo. são necessários pelo menos 2 gases. compressão. As condições básicas para a obtenção do Oxicorte são as seguintes:  a temperatura de início de oxidação viva seja inferior à temperatura de fusão do metal. Propano. chamada de temperatura de oxidação viva. Hidrogênio e Gás natural. incolor. o material a ser cortado tenha baixa condutividade térmica. não tóxico e mais pesado que o ar (peso atômico: 31.    os óxidos formados estejam líquidos na temperatura de oxicorte. As fases do processo são: aspiração.100 °C). porem não se recomenda seu uso sob pressões superiores a 1. consumo de Oxigênio e custo do processo.5 kg/cm2. filtragem. Oxigênio (O2) É o gás mais importante para os seres vivos. Obtenção: É obtido a partir da reação química do mineral carbureto de cálcio (CaC2) com a água como segue: CaC2 + 2H2O + C2H2 + Ca(OH)2. O GLP é incolor e inodoro em concentrações abaixo de 2% no ar. existindo em abundância no ar cerca de 21% em volume ou 23% em massa. interação e evaporação. 2 . O óxido no estado líquido se escoará. Obtenção O O2 pode ser obtido de duas formas:   através de reações químicas pela eletrólise da água. resfriamento. os óxidos formados devem ter alta fluidez. podendo causar fogo ou explosões. As reações do ferro puro com o Oxigênio são as seguintes: Fe + ½ O2 ÞFeO + D (64 kcal) 2Fe + 3/2 O2ÞFe2O3 + D (109. Os gases utilizados são Acetileno. Gás de Nafta. Reações Químicas O ferro em seu estado metálico é instável. o calor fornecido pela reação é suficiente para liqüefazer o óxido formado e realimentar a reação. Comercialmente. . No processo de corte esta reação é acelerada. A natureza do gás combustível influenciará na temperatura da chama. Dentre estes. pode ser vendido em diversas granulometrias sob forma sólida.Nesta temperatura.7 kcal) 3Fe + 2O2ÞFe3O4 + D (266 kcal) Gases Para a obtenção da chama oxicombustível.GLP O Gás Liqüefeito de Petróleo (GLP) é uma mistura de 2 gases (Propano: C3H8 e Butano: CH3CH2CH2CH3) que são hidrocarbonetos saturados. GLP. sendo um deles sempre o Oxigênio e o outro um gás combustível. o acetileno é o de maior interesse no uso industrial por possuir uma elevada temperatura de chama (3. havendo um considerável ganho exotérmico.500 °C : 3C + CaO + CaC2 + CO. podendo ser usado em geradores para obtenção de acetileno no local de uso. Gases Combustíveis São vários os gases combustíveis que podem ser usados para ignição e manutenção da chama de aquecimento. É um gás estável a temperatura e pressão ambientes. em função deste hidrocarboneto possuir o maior percentual em peso de carbono que os outros combustíveis. porém este método é utilizado apenas em laboratórios em função de sua baixa eficiência através da destilação fracionada do ar atmosférico. O Oxigênio por si só não é inflamável porém sustenta a combustão.9988 g/mol). tendendo a se reduzir para o estado de óxido. O carbureto de cálcio por sua vez é produzido dentro de um forno elétrico num processo contínuo pela reação do carvão coque com a cal viva a uma temperatura de 2. onde o gás pode entrar em colapso e explodir. tem uma pequena solubilidade na água e álcool. reagindo violentamente com materiais combustíveis. 1 . É inodoro.Acetileno (C2H2) Entre os vários gases citados. expansão.  a reação seja suficientemente exotérmica para manter a peça na temperatura de início de oxidação viva. dando continuidade ao processo. permitindo o contato do ferro devidamente aquecido com Oxigênio puro. os mais utilizados são o Acetileno e o GLP. O gás é estocado de forma condensada sob pressão em esferas. pela velocidade de deslocamento do maçarico o operador controla o tamanho e ângulo das estrias de corte. quanto maior a espessura. Os fabricantes de maçaricos dedicam especial atenção a este elemento e suas partes internas. Wainer. Apostila do curso de Supervisores de Soldagem para Área Nuclear. esta operação pode aumentar os custos de corte uma vez que se gasta energia para efetuar o aquecimento. pressão dos gases e velocidade de corte.1985 Scott. e consequentemente responsável pela saída dos mesmos de maneira constante sem turbulências. A. Cromo: Este elemento dificulta o corte por formar CrO2 na superfície e impedir a reação de oxidação.pág. diâmetro do orifício. . nos quais citamos os principais:  Carbono: Teores acima de 0. Velocidade de avanço do maçarico É uma das variáveis mais importantes para a qualidade de corte. E. Sweden . Diâmetro e tipo do bico de corte Umas das variáveis mais importantes do processo é o bico de corte. Espessura a ser cortada A espessura a ser cortada determinará o tipo de bico. . havendo também um aumento na velocidade de corte. quanto maior a espessura maior a pressão e vazão dos gases. encontrando empiricamente a relação ideal entre a taxa de oxidação e velocidade de corte Bibliografia AGA Gas Handbook . Pressão e vazão do gases Estas variáveis estão relacionadas diretamente com a espessura a ser cortada. óxidos e defeitos superficiais provocam irregularidades na face de corte durante a operação. tipo de bico. 201 a 215. entretanto. Variáveis Vários são os aspectos que influem no corte oxicombustível. Obtenção: O GLP é constituinte do óleo cru (cerca de 2%) e recuperado tal como outros subprodutos do petróleo em refinarias.35% podem provocar a têmpera superficial e consequente aparecimento  de trincas. tipo de gás combustível e velocidade de corte. Níquel: Com baixos teores deste elemento (até 6%) é possível a execução do corte desde que o aço  não contenha elevados teores de carbono. segue-se uma descrição dos principais fatores e sua influência: Pré aquecimento do metal de base Ao se fazer o pré aquecimento do metal de base. assim como o diâmetro do bico. Grau de pureza do material a ser cortado Sendo um processo químico. Em linhas gerais. Lidingö. Outras impurezas industriais tais como pinturas. pois é o condutor dos gases.Soldagem: Processos e Metalurgia . Em linhas gerais. a existência de elementos de liga no aço apresentam características que podem interferir no corte. maior o diâmetro do bico. .  Acima de 5% de Cr só é possível executar o corte por meio da adição de pós metálicos.AGA AB.6 vezes mais pesado que o ar sendo utilizado como combustível para queima em fornos industriais.É um gás 1.Corte de Metais a Arco e a Oxigênio IBQN. aquecimento e corte de materiais ferrosos. a potência da chama de aquecimento pode ser diminuída. pressão do Oxigênio e menor a velocidade de corte. de Solda e Corte .Segurança nos Processos Oxi-combustíveis Autor: José Ramalho . A.Oxi-corte em Bisel Prisco. R. e outros .IBQN AGA S/A: Manuais: .AGA S/A:Publicações Fatos Sobre: .Segurança na Soldagem e Corte a Quente .Gases Combustíveis .. .para Oxi-Corte à Máquina .AGA S/A Quites.Gases e Equipamentos Para Solda e Corte .