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Autoren
OldBo
01.02.2018
Das Brennschneiden ist ein thermisches Trennenverfahren (autogenes Brennschneiden), bei dem der Werkstoff (unlegierter und niedriglegierter Stahl) durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme (Vorwärmflamme, Heizflamme) örtlich auf die Entzündungstemperatur (ca. 1.150 °C) erwärmt und im reinen Sauerstoffstrahl verbrennt (oxidiert).
Schneidbrenner
 Schneidbrenner
Quelle: Bosy
Brennschnitte
 Brennschnitte
Quelle: Bosy
Ringdüse
 Ringdüse
Quelle: Bosy

Das Brennschneiden ist ein thermisches Trennenverfahren (autogenes Brennschneiden), bei dem der Werkstoff (unlegierter und niedriglegierter Stahl) durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme (Vorwärmflamme, Heizflamme) örtlich auf die Entzündungstemperatur (ca. 1.150 °C) erwärmt und im reinen Sauerstoffstrahl verbrennt (oxidiert). Das ausgeblasene Material (Oxide) hinterlässt eine Schnittfuge. Bei diesem Vorgang entsteht Wärme (exotherme Reaktion). Durch diese Reaktionswärme und durch die von der Heizflamme abgegebene Wärme entsteht eine fortlaufende Verbrennung (Oxidation).

Bei Stahl erhöht sich mit steigendem Kohlenstoffgehalt die Entzündungstemperatur, aber die Schmelztemperatur nimmt ab. Bei einem Kohlenstoffgehalt über 1,6 % bis 1,8 % ist die Entzündungstemperatur zum Brennschneiden nicht mehr geeignet. Legierungsbestandteile (Chrom, Nickel, Wolfram) beeinflussen auch die Brennschneideignung des Stahls, da die Oxide dieser Bestandteile einen hohen Schmelzpunkt haben. Die Wärmeeinwirkung beim Brennschneiden von Stahl kann im Schnittflächenbereich auch eine Aufhärtung, Eigenspannungen und Risse verursachen. Die Aufhärtung hängt vom Kohlenstoffgehalt und von der Abkühlgeschwindigkeit ab, Eigenspannungen werden bei geringer Schneidgeschwindigkeit größer und Risse bilden sich bereits bei Stählen mit mehr als 0,3 % Kohlenstoff. Durch zusätzliche Wärmeeinbringung mit einem Wärmebrenner während des Brennschneidens und durch Vorwämen kann die Rissgefahr vermindert werden.

Richtige Flammeinstellung bei Acetylen-Sauerstoff:
Der Schneidsauerstoffstrahl muß gerade und zylindrisch aus der Düse strömen und darf nicht flattern. Die Heizflamme soll den Sauerstoffstrahl konzentrisch umgeben.
Der Schneidsauerstoffdruck (Stahlrohre > 2,5 - 3 bar [Acetylen > 0,3 bar]) ist von der Materialdicke, dem Brenner und der Düse abhängig. Die Heizflamme muss neutral (scharf abgegrenzter Flammenkegel) und weich eingestellt sein, damit es nicht zur Überhitzung kommt.

Wärmzonen der Acetylen-Sauerstoff-Flamme:
Zone 1: Kern und leuchtende Hülle 400 - 600 °C
Zone 2: Schneid- und Schweißbereich 2 bis 5 mm vor der Düse ca. 3.200 °C
Zone 3: Streuflamme rund 2.000 °C

Stahlrohre können mit einem Schneidbrenner von Hand oder maschinell geschnitten bzw. getrennt werden. Dieses autogene Brennschneiden mit einer Brenngas(Acetylen)-Sauerstoff-Flamme gewährleistet eine hohe Schnittgeschwindigkeit, und ist eines der wirtschaftlichsten Trennverfahren größerer Nennweiten. Bei der richtigen Auswahl der Düsen, Drücke und Schnittgeschwindigkeiten kann ein geschulter Fachmann (Schweißer) die Fertigmaße ohne Nacharbeit herstellen.

Einige Werkstücke machen es erforderlich, den zu trennenden Bereich vorzuwärmen, da es ansonsten zu Rissen oder einer Aufhärtung im Bereich der Schnittfläche kommen könnte. Grauguss eignet sich jedoch nicht für das Brennschneiden, da der hohe Kohlenstoffanteil eine zu hohe Zündtemperatur hat. Bei anderen Werkstücken, die sich nur bedingt durch Brennscheiden trennen lassen, besteht allerdings die Möglichkeit, auf Sonderverfahren wie z. B. das Metall-Pulver-Brennschneiden zurückzugreifen.

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