Rezanie kyslíkom / Technológie
Podstatou technológie delenia kovových materiálov kyslíkovým plameňom je proces spaľovania železa ohriateho na zápalnú teplotu v prúde kyslíka. Rezaný materiál sa spaľuje (zlučuje) s rezacím kyslíkom za vzniku oxidov, ktoré sú v podobe tekutej trosky vyfukované dynamickým účinkom kyslíka z miesta rezania. Proces spaľovania, v ktorom vznikajú rôzne druhy oxidov železa, je výrazne exotermická reakcia, t.j. s veľkým vývinom tepla v mieste rezania. Na začiatku procesu je potrebný ohrev materiálu v začiatku rezu na zápalnú teplotu, v druhej fáze je privedený pod vysokým tlakom kyslík, ktorý spaľuje častice železa a vyfukuje roztavený kov z reznej škáry.
Firma MicroStep spolupracuje v oblasti rezania kyslíkom s firmami:Rezanie vs. zváranie
Rezanie a zváranie kyslíkovým plameňom sú príbuzné technológie, ktoré sa odlišujú najmä dosahovanými teplotami. Zatiaľ čo pri zváraní je cieľom nataviť materiál zváraných častí tak, aby sa po ochladení spojili a vytvorili jeden kus, pri rezaní sa materiál ohrieva na zápalnú teplotu. Kov s obsahom železa zhorí na oxid, ktorý je v podobe tekutej trosky vyfukovaný z miesta rezu.
Ako funguje rezanie kyslíkom?
V oboch procesoch sa používa kombinácia čistého kyslíka a palivového horľavého plynu, napríklad acetylénu alebo propánu, menej často zemného plynu. Kyslík umožňuje dosiahnuť vyššiu teplotu plameňa v porovnaní s obyčajným vzduchom. Zatiaľ čo vzduchovo-propánový plameň horí pri teplote okolo 2 000 °C, v kombinácii s kyslíkom je to až 2 500 °C. Kyslíkovo-acetylénový plameň dosahuje dokonca až 3 500 °C. Z chemického hľadiska sa jedná o exotermickú oxidáciu palivového plynu. Zjednodušene, kombinácia kyslíka s časticami paliva vytvára molekuly s nižšou energiou, ako mali molekuly kyslíka a paliva zvlášť. Prebytočná energia sa uvoľní vo forme tepla, ktoré umožní horenie rezaného kovu. To je tak isto exotermická oxidácia, čiže kombinácia molekúl kyslíka a železa v kove na oxidy pri súčasnom uvoľňovaní tepla. Vďaka tomu je možné materiál rezať výrazne rýchlejšie, ako keby sa iba tavil.
Kyslíkový horák
Horák má na konci dva typy dýz: centrálnu na tlakový kyslík, okolo ktorej sú rozmiestnené predhrievacie dýzy. Tými prúdi zmes palivového plynu a kyslíka, ktorá horí a ohrieva rezaný materiál na zápalnú teplotu. Po jej dosiahnutí začne z centrálnej dýzy prúdiť kyslík pod vyšším tlakom, ktorý podporuje horenie kovu a zároveň vyfukuje trosku z reznej medzery. Pri polohovaní rezaného predmetu je nutné dbať na to, aby bol v smere prúdenia tlakového kyslíka ponechaný voľný priestor na odvod tejto trosky. Vedenie pre tlakový kyslík je oddelené od vedenia kyslíka pre predhrievací plameň.
Použitie rezania kyslíkom
Touto technológiou je možné rezať materiál hrubý až jeden meter, výnimočne viac, ak sa použijú špeciálne horáky. Tepelne ovplyvnená oblasť je veľká a povrch rezu je drsný. Medzi jej najvýraznejšie výhody patrí relatívne nízka cena a dostupnosť spotrebného materiálu. Je však energeticky veľmi náročná. Kyslíkom je možné rezať ocele okrem nerezovej, nehodí sa ani na rezanie hliníka a jeho zliatin.
