Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 1. DEFINICIÓN Y GENERALIDADES Para los trabajos de transformados metálicos en los que se desea construir un conjunto mediante la unión de sus partes por soldadura, es necesario utilizar técnicas y métodos de corte para metales que puedan realizar las siguientes funciones: Corte de las partes a unir con las dimensiones adecuadas. Preparación de bordes para poder soldar esas partes. Existen varios sistemas que nos permiten realizar estas operaciones; por una parte el corte mecánico, por otra el corte térmico y también por chorro de agua. Dentro del corte térmico, el “oxicorte” constituye una de las aplicaciones más extendidas de la llama, siendo una técnica afín a la soldadura en general y a la oxiacetilénica en particular ya que, frecuentemente, utiliza las mismas instalaciones. Podemos definir el “oxicorte” como: el procedimiento de corte empleado para seccionar piezas metálicas mediante la acción de un chorro de oxígeno proyectado a presión sobre una zona calentada, con anterioridad, a una temperatura algo inferior a la de fusión. Es una técnica rapidísima, siempre que la temperatura de fusión del metal a cortar sea inferior a la del metal base y siempre que el material se preste también a una “oxidación rápida”. El oxicorte está basado en un fenómeno que observó Lavoisier (1743-1794) al realizar un experimento y que enunció de la siguiente forma: “Si sobre el hierro caliente lanzamos un chorro de oxigeno a presión, el metal entra en combustión, dando como residuo óxido férrico (Fe2O3) fundido, que se desprende en forma de chispas incandescentes”. La reacción química correspondiente a dicho fenómeno podemos escribirla: 2Fe +3/2 O2 → Fe2O3 + Calor De todo lo anterior deducimos las siguientes consecuencias: De la combinación de hierro + oxígeno obtenemos un nuevo compuesto que tiene propiedades muy distintas a ellos, ya que aunque sigue siendo sólido, tiene un punto de fusión menor que el del hierro. En la combustión se origina una gran cantidad de calor, recibiendo, por tanto, la denominación de “reacción exotérmica”. Los materiales oxicortables, deben, por tanto, cumplir estas condiciones por: Si el óxido formado no tiene una temperatura de fusión inferior al propio metal, se fundiría el metal que está junto a la línea de corte mientras que el óxido quedaría sólido. Si la reacción es “endotérmica”, en lugar de liberar calor, lo absorbe, dificultando todo el proceso. 2. CONDICIONES QUE DEBE REUNIR, PUES, UN MATERIAL PARA QUE SE PUEDA LLEVAR A ACABO EL OXICORTE Para poder ser oxicortado, un metal debe poseer las siguientes características: El metal, calentado previamente, deberá inflamarse en presencia de oxígeno puro y producir una escoria fluida que pueda ser desalojada fácilmente, de la hendidura del corte, por el chorro de oxígeno. La temperatura de inflamación del metal deberá ser menor que la de fusión del mismo, por que de no ser así el metal se fundirá y el caldo fundido obstruirá la perforación del corte. La capa de óxido existente en el metal ha de tener un punto de fusión inferior al metal. La escoria y óxidos producidos deben tener baja densidad para no obstruir el corte. Los productos de la combustión no serán gaseosos en una proporción apreciable para no contaminar el oxígeno. 1 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 El calor desprendido en la combustión (exotérmica), deberá ser lo más elevado posible para alimentar el proceso. El metal no debe tener una conductividad térmica elevada para que no se difunda el por la pieza y se concentre en el punto de corte. 3. APLICACIONES Y LIMITACIONES DEL OXICORTE La aplicación del oxicorte vendrá determinada por las condiciones anteriores, de donde deducimos los materiales sobre los que se puede llevar a cabo este proceso. Estos materiales son: El hierro. El acero al carbono. El acero de baja aleación. El acero inoxidable, otros aceros, el aluminio, el cobre y las fundiciones al no cumplir alguna de las anteriores condiciones, no pueden oxicortarse. 4. PROCESO DEL OXICORTE En el oxicortado de una pieza, podemos distinguir las siguientes fases: Calentamiento de una zona de la pieza, hasta alcanzar la temperatura de iniciación de la combustión. Lo conseguimos con la llama de calefacción. Aplicación, sobre esta zona, de un chorro de oxígeno a presión que cumple las siguientes funciones: a) Oxidar la zona calentada. b) Fundir los óxidos formados. c) Eliminar los óxidos fundidos, abriendo una ranura. (No todo el material eliminado está en forma de óxido de Fe. Aproximadamente un 30 ó un 40% se elimina en forma de Fe fundido. Para que el proceso sea continuo, es imprescindible que la zona contigua al material eliminado de esta forma, se encuentre a la temperatura de combustión del metal. El calor preciso para este fin, proviene de dos fuentes: Llama de calefacción. Calor desprendido de la reacción de oxidación del metal. La llama de calefacción transmite sus calorías esencialmente a la parte superior de la chapa. La combustión del Fe, desprende una cantidad de calor que se concentra principalmente en la parte inferior de la pieza. La distribución de temperaturas debidas a los efectos parciales y resultante, son como indica la figura: 2 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 5. VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL OXICORTE 1.Metal a cortar. 1.1.- Composición.- La influencia de los elementos de aleación que se encuentran normalmente en los aceros, es la siguiente: Carbono.- Puede dar lugar a la reacción: FeO + C → CO + Fe – Calor 1. La absorción de calor disminuye la velocidad del oxicorte. 2. La formación del CO (gas) dificulta el contacto del Fe con el O 2, disminuyendo la velocidad de oxidación. 3. Cuando el carbono se encuentra en forma libre (grafito), la reacción anterior y por tanto sus efectos, es mucho más enérgica y, por tanto, mayor su influencia. 4. La dificultad aumenta con el contenido en carbono, pues, para contenidos superiores al 2%, el acero no es oxicortable por el procedimiento normal. Silicio.- Facilita la formación de grafito con el inconveniente descrito, aunque si el contenido en carbono es muy bajo, el silicio, apenas tiene influencia. Cromo.- Da lugar a óxidos de elevado punto de fusión dificultando el oxicorte. Fósforo y azufre.- No suelen tener ninguna influencia en las cantidades en que suelen encontrarse normalmente en los productos siderúrgicos. 1.2.- Temperatura del metal.- Al calentar el acero por encima de la temperatura crítica, el C libre se disuelve en el Fe lo que: Facilita el oxicorte. Se disminuyen las deformaciones. Se economiza O2 y combustible. Se aumenta la velocidad de corte. Un precalentamiento elevado dificulta el proceso del oxicorte por la aparición de Fe fundido. Los cortes, en estas condiciones, son menos limpios. (La temperatura óptima de precalentamiento de la chapa a cortar es de unos 1200º C). 1.3.- Espesor.- Al aumentar el espesor a cortar: Aumenta el consumo de combustible. Aumenta el consumo y presión de O2. Disminuye la velocidad de corte. 1.4.- Homogeneidad.- Las pinturas, grasas, óxidos, discontinuidades en el metal, etc., contacto Fe – O2 y la transmisión de calor, por lo que entorpecen el proceso de oxicorte. dificultan el Es conveniente eliminarlos en lo posible (limpieza) o en caso contrario emplear una llama de calefacción más enérgica. 2.Oxígeno. 2.1.- Pureza del oxígeno.- La influencia negativa de las impurezas es mayor, cuanto mayor es el espesor a cortar. 3 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 El oxígeno suele contener como impurezas: nitrógeno, argón, helio, CO2 y vapor de agua, siendo su influencia, más bien debida al volumen que a la propia naturaleza de estas sustancias. (El agua en estado líquido es la impureza más negativa). 2.2.- Temperatura del oxígeno.- Cuanto mayor es la temperatura del oxígeno, mayor es la velocidad de corte y menor el consumo de gases, aunque en la práctica, lo normal, es no precalentarlo. 2.3.- Presión de oxígeno.- La presión óptima (P0) es distinta para cada espesor y depende del tipo de soplete. Cada fabricante recomienda, en tablas, las presiones adecuadas a sus sopletes. 3.Llama de calefacción.- La llama de calefacción tiene como misiones: Llevar el metal a la temperatura de ignición. Mantener esta temperatura durante todo el proceso. Es interesante que este tiempo de calefacción sea lo menor posible por su influencia en el costo, sobre todo cuando se trata de cortar muchas piezas y la longitud de cada una de ellas es pequeña. 6. EQUIPO DE OXICORTE Está Compuesto por: Gases o Oxígeno o Gas combustible. Reguladores de presión. Válvulas antirretroceso. Mangueras. Soplete. Boquillas. Equipo accesorio. Elementos de seguridad personal. 1.Gases.- Al igual que cualquier tipo de llama, la del oxicorte precisa para llevarse a cabo dos elementos: Un comburente. o Oxígeno. Un combustible. o Acetileno o Propano. 1.1 . Oxígeno.- Gas presente en todo tipo de combustión. Activa la llama elevando su temperatura siendo por tanto el gas comburente de cualquier llama. Es uno de los gases con mayor presencia en la naturaleza, tanto en el agua como en el aire y carece de olor, sabor y color. Su presencia en el aire atmosférico es de un 21% y por este motivo es obvio que no es venenoso. Se puede obtener descomponiendo el agua por electrólisis aunque para fines industriales resulta más económico obtenerlo a partir de la destilación fraccionada del aire atmosférico. Se envasa en botellas de acero estirado, reforzadas en su base, ojivales en la parte superior y cuyas dimensiones más corrientes son: 210 mm de diámetro. 1.600 mm de altura. 80 Kg de peso (cuando está llena).. 50 litros de capacidad. 4 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Se almacenan grandes cantidades a presión inicial de llenado de 200 Kg/cm2 pudiendo considerar que en condiciones normales, una botella de oxígeno, puede contener 10.000 litros 1.2 Acetileno.- Es el gas combustible del la llama oxiacetilénica y necesita, como todos los gases combustibles, la presencia del oxígeno para arder. Es incoloro y tiene un característico olor similar al ajo, obteniéndose químicamente haciendo reaccionar el carburo de calcio en contacto con el agua. Es un gas explosivo, si su contenido en el aire está comprendido entre el 2 y el 82% y si su presión rebasa 1,5 atmósferas debiendo, por su peligrosidad, manejarse teniendo en cuenta una serie de precauciones que, entre otras, pueden ser: No sobrepasar nunca una presión de trabajo de 1 Kg/cm2 . Diámetro de tuberías de acetileno siempre inferiores a 50 mm. Velocidad de salida del acetileno siempre inferior a 7 m/s. En contacto con plata, mercurio o aleaciones de cobre, es explosivo. Debemos controlar perfectamente las fugas. En caso de incendio utilizaremos arena o tierra para sofocarlo. El acetileno se puede obtener en forma de gas mediante generadores, aunque es mas normal utilizarlo envasado en botellas eliminando previamente el peligro de explosión, pues, para que resulte rentable su envasado, se precisa someterlo a una presión mínima de 16 Kg/cm2 . Para que el acetileno resista estas presiones es preciso: Que no esté en forma gaseosa. Que toda la masa de su volumen no se encuentre junta dentro de un recipiente, es decir, en contacto. El primer problema se resuelve teniendo en cuenta que la acetona es capaz de disolver 25 litros de acetileno por cada litro propio, a presión normal, y a una presión de 12 Kg/cm2 , la cantidad de acetileno disuelto, por litro de acetona, pasa de 25 a 300 litros consiguiendo por tanto tener acetileno en estado no gaseoso. El segundo problema lo resolvemos rellenando el interior de las botellas de una materia porosa como: piedra pómez, carbón, amianto,... Introducimos la acetona, la cual es absorbida por todas las celdillas de materia porosa y después, el acetileno a presión que, disuelto por la acetona, queda distribuido por todos los poros de la masa consiguiendo almacenar gran cantidad de acetileno sin peligro ninguno. La presión de envasado del acetileno es de 15 Kg/cm2. 1.3 Propano.- Es un gas de mayor densidad que el aire, gaseoso a temperatura ambiente que se obtiene del petróleo y que se utiliza en recipientes a presión en forma líquida. No es tóxico. La asfixia se produce, al respirar propano, por la carencia de oxígeno. El utilizado industrialmente es una mezcla propano/butano con algunas impurezas. 5 Asunción Argüelles Ignacio Escudero Oxicorte IES JA SUANZES PMC-2009/2010 Envasado del propano El gas propano lo sirven en botellas como el oxígeno y el acetileno. Son botellas de forma especial. En dichas botellas hay un 65% aproximadamente de gas líquido y el resto de gas vaporizado. Como es sabido, a medida que, se va consumiendo el gas de la ojiva, o sea, de la parte superior de la botella va reponiéndose por el líquido que está en la parte inmediatamente inferior. Las botellas comerciales de 35 kg de carga neta permiten un caudal de gas de 1 kg por hora aproximadamente. El gas se encuentra a una presión que depende de la temperatura a la que se encuentre siendo: a 15º C, de 7,5 kg/cm2 a 0º C, de 5 kg/cm Cuando procedemos a consumir propano en el soplete, sale gas de la botella pero inmediatamente se evapora, dentro de ella, algo de propano líquido hasta que se restablece la presión que había. Mientras tenga líquido se mantendrá la presión constante. Por esta razón la presión de salida del gas es fija e independiente del grado de llenado de la botella. Es inflamable en el aire, pero el corte con propano es menos peligroso que con acetileno, ya que la velocidad de retroceso de la llama es mucho más lenta. Cuando el consumo es grande la botella se enfría, siendo posible ver agua o incluso hielo alrededor de la botella. Si esta alcanza la temperatura de -42º C, la presión del gas baja hasta la presión atmosférica, deja de salir gas y entra aire en la botella. Por ésta razón, para un consumo de más de 1 kg de propano a la hora, se deben acopiar varias botellas en paralelo. Estos inconvenientes no existen utilizando propano en grandes depósitos y alimentando por red a los distintos consumidores. El propano disuelve al caucho natural, grasa, aceite, etc., pero al caucho sintético, no. Es inflamable tanto en el aire como en el oxígeno por encima del 2,2%. Para consumos superiores, a 1 kg por hora, es necesario colocar en descarga simultánea tantas botellas como kilogramos por hora precisen. 1.4 Manejo de botellas Estimando que el operario sopletero recibe la botella con toda garantía de funcionamiento, a él corresponden las prevenciones necesarias que eliminen cualquier signo de peligro: a) No situar junto a las botellas focos de calor, cualquiera que sea su clase. b) Evitar caídas o golpes en las botellas. c) Si el grifo no funciona, no engrasarlo ni desmontarlo. Devolver la botella notificando su defecto. d) En los puestos de trabajo tener embridadas las botellas a la pared, se evitarán las caídas por tirones negligentes de soplete y gomas. e) Abrir suavemente los grifos. 6 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 f) Si en invierno se hiela la salida de las botellas, no han de calentarse con llama, sino con agua caliente. g) Purgar las botellas antes de acopiar el manorreductor. h) Comprobar las posibles fugas de gas, detectando por su olor, o con agua jabonosa. Corrigiendo si es menester. i) No engrasar las válvulas ni juntas roscadas de las conducciones. j) No apurar en exceso las botellas de acetileno, puesto que arrastra la acetona, pierde potencia y hace ligeramente indefinido el dardo. k) No cambiar nunca los conductores del combustible con los del oxígeno. l) Caso de prenderse el gas en el grifo de la botella de acetileno o goma conductora, cerrar el grifo de la botella sin temor, pues no encierra peligro. m) Las botellas con fluidos a presión, licuados o disueltos, están pintadas y llevan grabadas las inscripciones que establece la legislación vigente. n) Los colores correspondientes a los gases de mayor consumo en los talleres son los siguientes: 2. Reguladores de presión.- El regulador o manorreductor es un aparato para reducir la presión de los gases al valor adecuado al espesor a cortar, que se conecta roscado a cada botella o a la red. Se construyen de latón y bronce y sus partes principales son: Se acoplan a las botellas mediante purgado de las mismas para evitar que se introduzca polvo y se deterioren y no deben nunca engrasarse, sobretodo las de oxígeno. Deben ponerse siempre en posición vertical y visibles desde cualquier lugar de trabajo y nunca forzarse ni sufrir golpes. 3. Mangueras.- Son los tubos de goma que se utilizan en la conducción de gases desde los manorreductores hasta el soplete o máquina de oxicortar. Se utilizan en dos colores: 7 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Rojo para el acetileno. Negro para el oxígeno. Manejo de las mangueras a) La manguera de oxígeno se distingue de la de acetileno por ser de mayor espesor su pared, debido a que tiene que soportar mayores presiones y menor diámetro de taladro. La de acetileno tiene mayor diámetro interior y menor espesor. Los racores de acoplamiento en los mangos, tienen respectivamente menor diámetro de taladro en el oxígeno y mayor diámetro en el acetileno. b) Sujetar fuertemente las mangueras a los aparatos donde vayan conectadas, por medio de bridas o abrazaderas. Esta precaución es muy importante, sobre todo en la de oxígeno. c) Vigilar que las mangueras del oxígeno y del combustible no tengan fisuras, para ello deben comprobarse antes de.realizar los trabajos, pues si existe una fuga, cualquier chispa puede incendiar la manguera ocasionando un accidente. d) No colocar sobre las mangueras piezas que puedan entorpecer su manipulación y al hacer un movimiento brusco, ocasionen la rotura de las mismas. e) Evitar que las chispas o el calor lleguen a las botellas o mangueras. f) Colocar las botellas separadas del puesto de trabajo de unos 3 a 5 metros. g) Cuando se está manejando oxígeno, no tener las manos grasientas, ya que puede producirse una inflamación ocasionando un grave accidente al usuario. h) Utilizar mangueras de goma de buena calidad. i) Las tuberías de propano no irán ni empotradas ni a ras M suelo. j) No utilizar nunca las mangueras de propano para otra función distinta. k) Examinar las mangueras periódica y frecuentemente para ver si tienen puntos gastados o fugas, para ello se sumergirán en agua jabonosa a la presión normal de trabajo. Nunca haga pruebas con llamas. l) Las mangueras deben acoplarse de tal manera que no existan fugas en las uniones, comprobación que debe efectuarse antes de utilizar el soplete. m) Si las mangueras son nuevas, barrerlas con aire comprimido para eliminar el talco que pudiera haber suelto. No utilizar acetileno u otro gas combustible (propano) para esta finalidad. Se utilizará con preferencia aire exento de humedad y de residuos de aceite. n) Las mangueras para conducir el gas combustible y el oxígeno desde las tuberías de abastecimiento, o desde las botellas a los sopletes, serán de colores diferentes. o) Las conexiones de rosca tendrán un fileteado diferente y estarán claramente marcadas para evitar que se intercambien las mangueras. p) Nunca se utilizará ninguna manguera que no reúna las debidas condiciones de trabajo. No serán reparadas con cinta adhesiva. 4. Soplete.- El soplete cortador es el aparato utilizado en el oxicorte, para la aplicación, sobre la pieza a cortar, de una llama de calentamiento y de un chorro de oxígeno a presión. La diferencia fundamental, con respecto al utilizado en soldadura oxiacetilénica es, precisamente, el que necesita el chorro de oxígeno para producir la oxidación. La llama tiene como misión el calentar el material a la temperatura adecuada, siempre inferior a su punto de fusión (rojo-blanco) y, una vez conseguida, facilitar la proyección del chorro de oxígeno sobre la zona calentada. La clasificación de los sopletes de corte se puede hacer de arreglo a diversas utilidades o características. Podemos considerar dos tipos de sopletes cortadores según utilicemos el propano como combustible o bien el acetileno, aunque, en algunos equipos automáticos, cambiando la boca de corte suele ser suficiente para que con el mismo soplete podamos utilizar ambos gases. 8 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Describimos a continuación el soplete universal, manual y que utiliza acetileno como gas combustible: De acuerdo al número de conexiones, podemos distinguir sopletes de 2 o de 3 conexiones según que tengan, o no, independiente la toma de oxigeno de corte. Pueden ser manuales, compuestos o para corte automático según representamos en la siguiente figura: 4.1. Cabezas de corte.- Son intercambiables y se utilizan unas u otras en función del espesor a cortar. Pueden ser: De boquilla normal De boquilla larga. 9 Asunción Argüelles Ignacio Escudero Oxicorte IES JA SUANZES PMC-2009/2010 De boquilla normal.- Las cabezas en este caso están divididas en dos partes: Boquillas exteriores de calentamiento (cuatro tamaños). Boquillas interiores de corte (ocho tamaños). Se utilizan preferentemente en el soplete de corte manual y combinándolas adecuadamente, podemos cortar toda una gama de espesores de acuerdo a la siguiente tabla: Boquilla exterior N º Espesor a cortar en mm Boquilla interior Presión de oxígeno N º 1 2 3 4 312 12-25 25-40 40-65 65-100 1 2 3 4 5 6 7 8 2-3 2-4 3-4 4-6 5-7 6-8 7-9 8-10 100-150 150-220 220-300 Boquilla larga.- Son las generalmente utilizadas en oxicorte automático, aunque también se utilizan en algunos sopletes de corte manuales que no son universales. También se eligen en función del espesor de las chapas a cortar (ver tabla). Las presiones de los gases y la velocidad de corte, están en función del tipo de boquilla y del espesor. Se identifican por un quebrado, cuyo numerador da la medida del orificio de salida del oxígeno de corte, en décimas de mm. Nº DE ESPESOR BOQUILLA mm PO2 Kg/cm2 VCorte m/h 10/10 15/10 20/10 25/10 3 a 15 15 a 40 40 a 100 100 a 200 1 a 2,5 2 a 3,5 2,5 a 4 3,5 a 5 22 a 15 16 a 8 9a5 8a6 30/10 200 a 300 5a7 7a5 Una vez seleccionadas boquilla, presiones y velocidad, se procede de manera parecida al oxicorte manual, es decir, se ceba calentando y al cortar, el operario, solo debe vigilar la distancia (2 a 3 mm) del dardo a la chapa, así como las incidencias normales: regulación de llama, caída de la sangría, etc. Existen otros tipos de bocas de corte diferentes, en función del diseño que, de los sopletes, hagan los distintos fabricantes. Elección de la boquilla de corte Espesor del material, medida de boquilla y presión de gas, son los tres principales parámetros que deben corresponderse para un corte correcto. El no aplicar esta correspondencia puede ser principal motivo de que un corte salga con varios defectos, por ejemplo: 10 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Si la boquilla y las presiones son grandes, para el espesor, ocurrirá el defecto: excesiva sangría con pérdida de medida, bordes refundidos. Si la boquilla y presiones son pequeñas para el espesor sucederá: dificultad en traspasar la chapa, retorno del material fundido proyectado hacia el operario, corte irregular. De lo expuesto se deduce que a cada espesor le corresponderá su boquilla, presión de gas y por supuesto adecuada velocidad de corte. Es pues, necesaria la consulta de las tablas orientativas indicadas anteriormente, cuando se dude de los parámetros a emplear. Conservación Para un normal funcionamiento del soplete es necesario: Asegurarse, antes de acopiar la lanza, de que el inyector está roscado a fondo en su alojamiento. Evitar el mal roscado de los acoplamientos del soplete. Inevitablemente producirían fugas de gases. No forzar en exceso las roscas de los acoplamientos. Serán futuros desajustes en el soplete. No emplear aceites ni grasas para lubricar parte alguna del soplete. Pueden producir incendios o explosiones. Emplear escariadores recomendados a la limpieza de las boquillas. Las varillas de acero, deterioran los orificios. Si durante el trabajo se calienta en exceso la boquilla, cortar el paso del gas combustible y dejarlo enfriar. El excesivo calentamiento dará como resultado retrocesos peligrosos. Evitar las caídas o golpes del soplete. Dada su delicada construcción es fácil que se deteriore. Cuando se dude o ignore el buen estado de funcionamiento de un soplete, será conveniente realizar la prueba de funcionamiento. Encendido Se tendrán en cuenta las siguientes observaciones: No encender el soplete con cerillas, usar el mechero de chispas. No probar sobre la mejilla o sobre el dorso de la mano el funcionamiento del soplete. Aplíquele simplemente la chispa. Para encender el soplete y ajustar la llama, deben seguirse las instrucciones del fabricante dadas para cada soplete. En términos generales, no se debe encender el gas combustible solo, ya que, debido a su composición, produciría una llama con mucho hollín. Por esta razón siempre se debe abrir antes parcialmente, la válvula de oxígeno. Si la presión de oxígeno es muy elevada, la llama vuela y acaba por desaparecer; si es muy baja, produce el retroceso de la llama hacia el interior del soplete. Encender inmediatamente la mezcla en la punta del soplete. Se debe tener especial cuidado en dirigir la boquilla del soplete de tal manera que no se lesione a nadie. Al encender la llama suele producirse una detonación, mayor cuanto más lo es la boquilla, que no constituye peligro, ya que se debe a la gran velocidad de inflamación de la mezcla gaseosa. Puede suprimirse dejando salir primero al oxígeno y colocando la punta del soplete sobre una llama; se abre lentamente la válvula del gas combustible con lo que la llama se enciende produciendo un sonido silbante. El paso siguiente sería ajustar la llama para que la combustión sea correcta. Si se apagara la llama no volver a encenderla en el metal caliente. Para que la llama de inflamación o encendido no se apague por efecto de una elevada presión de oxígeno, hay que sostener el soplete de manera que su boquilla forme un ángulo agudo con la punta de la flama hacia arriba. 11 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Para apagar el soplete se procede a la inversa. 1. Cerrar la válvula de gas combustible. 2. Cerrar la válvula del oxígeno. 5. Válvulas antirretroceso de llama Cuando se produce un retroceso de llama, ésta se introduce en el soplete o incluso puede llegar, a través de las mangueras, a los cilindros de gas y provocar su explosión. Las válvulas antirretroceso previenen: La entrada de oxígeno o de aire en el conducto y cilindro que suministra el acetileno. Un retroceso de llama dentro del soplete, mangueras, tuberías, cilindros o depósitos. El suministro durante y después de un retroceso de llama. Si el retroceso de llama ha sido muy leve en algunos casos no se corta el suministro de gas, solamente se corta si la temperatura ha aumentado hasta 90 6 100'C. Se colocan justo a la salida de las válvulas reductoras de presión para proteger (a) los cilindros. A la entrada del soplete, aunque sería una posición idónea, no se suelen colocar pues dificultaría su manejo al soldador. En caso de mangueras muy largas, además de la situada a la salida de las válvulas reductoras también pueden situarse en algún punto del recorrido de las mangueras como medida de precaución. La figura siguiente nos muestra una válvula antirretroceso simple y que sirve para impedir el retroceso del gas y el de la llama. 6. Equipo accesorio y limpiadores.- Se consideran parte del equipo accesorio, los mecheros y los escaridores o baquetas . Los mecheros se utilizan, evidentemente, para el inicio de la llama de calentamiento y los escariadores para la limpieza de los orificios de salida del gas combustible y del oxígeno en las boquillas, operación que deberá realizarse con cuidado y sin forzar el desgaste, procurando eliminar exclusivamente la suciedad. 6 OXICORTE AUTOMATICO Para evitar las irregularidades que se producen en el corte manual, se utilizan máquinas de oxicorte, con una propulsión mecánica, que puede ser en línea recta o curva (acoplando un compás), e incluso formas mixtas, utilizando plantillas y plato magnético. Los cortes se pueden realizar como en cualquier sistema de oxicortado y se obtiene además de un mejor corte, mayor velocidad y menor coste. Dentro de la variedad de tipos de máquinas, podemos agruparlas en: I) Máquinas portátiles 12 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Muy sencillas y poco voluminosas, ruedan sobre la chapa a cortar, guiadas por un rail o por una barra formando compás, siendo el órgano motor, una turbina accionada por el oxígeno de corte o por un motor eléctrico. II) Máquinas fijas El soplete cortador va montado en un dispositivo que le permite desplazarse en cualquier dirección, combinando los movimientos de su soporte y del carro sobre el que a la vez se desplaza dicho soporte. Existen varios dispositivos de lectura entre los cuales distinguiremos: 1) Rodillos curvigráficos. 2) Rodillos magnéticos. 3) Trazador electrónico de rodillo con cabeza de lectura equipada con célula fotoeléctrica. III) De contral numérico Pueden estar dotadas de diferentes sistemas informáticos y suelen realizar las copias utilizando sistemas de coordenadas. 7. PROCEDIMIENTO DE CORTE Para que el procedimiento de corte sea correcto, debemos efectuar un montaje y puesta a punto del cortador de acuerdo a una serie de instrucciones: Elegir boquillas adecuadas y montarlas bien apretadas en el cortador. Regular las presiones de los gases de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Abrir un poco el oxígeno de calentar, el acetileno y encender rápidamente. Regular la llama como para soldar. Abrir el oxígeno de corte y afinar la regulación de la llama con la mariposa abierta. Cerrar mariposa del oxígeno de corte (soplete a punto para cortar). Para apagarlo, cerrar primero el acetileno. Aunque lo usual es la llama de calentamiento neutra, también puede ser oxidante o reductora, utilizando la primera para acelerar el proceso, a costa de perder calidad y la segunda para mejorar la calidad del corte, especialmente en el corte de chapas finas apiladas. Aunque se pueden emplear varios métodos, para empezar el corte se puede situar la mitad de la llama de calentamiento entre 1,5 y 3 mm sobre la superficie del material hasta que el extremo tome un color rojizo, momento en el que abrimos el oxígeno de corte empezando así el proceso (figura). Para chapas de espesor superior a 13 mm, la llama debe incidir perpendicularmente sobre la chapa y para espesores menores, se puede inclinar en el sentido de corte mejorando y acelerando así la operación. 8. CALIDAD EN EL CORTE Para la obtención de cortes de calidad, debemos seguir una serie de recomendaciones: Selección de boquilla adecuada en función del espesor a cortar. Las presiones de los gases, sobre todo el oxígeno, deben ser las especificadas por el fabricante par cada boquilla. No debemos empezar con una velocidad de corte muy alta, incrementándola después hasta conjugar perfectamente la rapidez y la calidad. Debemos observar el corte para cerciorarnos de la no existencia de escoria. Observaremos la superficie cortada para detectar los posibles fallos en la realización del proceso. 13 Asunción Argüelles Ignacio Escudero Oxicorte IES JA SUANZES PMC-2009/2010 En las superficies cortadas existen unas líneas que se denominan líneas de retardo y que estarán tanto más curvadas cuanto más rápido se haya efectuado el corte. En la observación de estas líneas podemos detectar los fallos que se hayan producido y saber cuales han sido las causas de tales fallos. Causas Fallo Bordes de arista viva. Superficie lisa. Estrías apenas visibles. Condiciones correctas Borde superior redondeado. Parte inferior acanalada en forma irregular. Escorias pegadas en la parte inferior. Corte demasiado lento. Presión de O2 insuficiente. Estrías muy pronunciadas y con gran desfase entre entrada y salida. Velocidad excesiva. .Presión insuficiente. 14 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Entalladura más ancha en la parte superior con hendidura de la cara cortada inmediatamente debajo. Excesiva presión en el O2 de corte, que da lugar a turbulencias al estrellarse contra la pieza. Arista superior redondeada, con metal fundido que cae sobre la cara de corte. Caras de corte lisas pero inclinadas. Escoria adherida en el borde inferior. Llama de calefacción muy potente. 9. CONSIDERACIONES GENERALES EN CUANTO A LOS PELIGROS EN EL OXICORTE Para garantizar el trabajo con el equipo de corte sin accidentes, es muy importante tener en presentes siempre las normas de seguridad generales partiendo también de la idea de que los gases “oxígeno”, “acetileno” y “propano” resultan fácilmente inflamables y que es necesario tener en cuenta (prevenir) que cualquier imprudencia puede dar origen a una explosión. Es por tal motivo por el que se deben tomar o tener las siguientes precauciones: Evitar golpes o caídas en las botellas aunque s encuentren vacías, ya que podrían explotar, cerciorarse de su buena sujeción. Transportar siempre las botellas en carros preparados para tal fin y cubierto el grifo con su caperuza correspondiente. Distanciar lo más posible cualquier foco de calor de las botellas, es decir, no aproximar llamas ni, por ejemplo, el soplete encendido. No exponer las botellas al sol, la alta presión interior aumentará con el calor. En caso de inflamación, cerrar rápidamente la llave de la botella. De no extinguirse, recurrir a extintores apropiados que deben estar en su cercanía. Detectar toda clase de fugas en las botellas e intentar corregirlas, si no es posible, devolver la botella a la fábrica. Eliminar cualquier tipo de fuga en la instalación del equipo. Para comprobar fugas, utilizar agua jabonosa. Al término de su utilización, cerrar bien las llaves y grifos de las botellas e instalaciones. Mantener los locales bien ventilados. Prevenir la caída del material cortado. Retirar las gomas conductoras de gases del puesto de trabajo, es decir junto a la pieza de corte zona de trabajo. Protegerse la vista con las gafas adecuadas, tanto para protegerse de los deslumbramientos como de las proyecciones. 15 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Si la boquilla de corte se calienta en exceso, cerrar el grifo del gas combustible (acetileno o propano) y dejar enfriar el soplete. Utilizar siempre las prendas de protección personales. 10. PRECAUCIONES PARA ACOPIAR EL SOPLETE EN UNA INSTALACIÓN A veces suele ocurrir, que un sopletero por cierto desconocimiento, acopla el soplete que tiene en su caja de herramienta que está preparado para trabajar con acetileno en una instalación de propano, o a la inversa, que está preparado para propano, en una instalación de acetileno. Tanto en un caso como en otro las consecuencias de esta acción peligrosa serán: 1. Incendios 2. Explosiones 3. Accidentes. Para evitar esta improcedente y peligrosa acción, es necesario que a excepción de la boquilla exterior (figura) para calentar que sirve igualmente para el propano y el acetileno, las demás boquillas interiores e inyectores sean diferentes las del propano y las del acetileno. Este estudio se realizará en dos apartados: Preparación del soplete para trabajar con propano Preparación del soplete para trabajar con acetileno. Preparación del soplete para trabajar con propano Para acopiar el soplete en una instalación de propano es preciso que a la boquilla de calentar exterior se le aplique la boquilla interior de propano (ver figura) cuyas características que le distinguen del acetileno son: 1. Que queda de 2 a 3 mm más corta que la boquilla exterior. 2. Que el orificio interior o central para el paso del oxígeno es aproximadamente el doble que la del acetileno, por la razón de que el propano necesita mayor caudal de oxígeno. 3. Además de la boquilla interior al soplete cortador, para poder acoplarlo a la instalación de propano, habrá que aplicarle el inyector correspondiente (figura), que se diferencia con el de acetileno en tener el cono chato y el orificio interior de más sección, como ya hemos visto al referirnos a las boquillas interiores, el propano necesita más caudal de oxigeno que el acetileno. Preparación del soplete para trabajar con acetileno Para acoplar el soplete en una instalación o en un equipo de acetileno es necesario que a la boquilla de calentar exterior se le aplique la boquilla interior de acetileno (ver figura) cuyas características que le distinguen del propano son: 1. Que queda a paño con la boquilla exterior. 2. Que el orificio interior o central para el paso del oxígeno, es de menor sección que el del propano, por necesitar menor caudal de oxigeno el acetileno. Además de la boquilla interior al soplete cortador, para poder acoplarlo a la instalación o equipo de acetileno habrá que aplicarle e inyector correspondiente (figura), que se diferencia con el de propano por 16 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 necesitar menor caudal de oxígeno, como ya hemos dicho y no tener el cono achatado, sino que, termina en punta. 11. OBSERVACIONES Antes de dar el corte asegurarse que entre la pieza a cortar y la base de apoyo queda espacio suficiente para la salida de los óxidos arrastrados. Elegir siempre un camino a seguir tal que la expulsión de los óxidos por el chorro de oxígeno sea fácil. Evitar en lo posible las interrupciones durante la ejecución del corte. En las interrupciones y finales de corte cerrar el chorro de oxígeno. Durante la operación de corte, es necesario que las gomas estén apartadas M alcance de las chispas. Al llegar al final M corte se debe de disminuir la velocidad a fin de seccionar la mayor cantidad de material que queda en la base del corte. Siempre que se realice un corte a medida es necesario dejar al menos libre la mitad del granetazo para luego poder refrendar la pieza. Cuando el corte se haga manteniendo el soplete a pulso, se ha de tener especial cuidado en que éste no tropiece con la pieza a fin de evitar retrocesos. El operario se situará de forma que al caer la pieza cortada no produzca accidente. Las botellas han de estar como mínimo a 5 metros M operario. 12. PELIGROS EN EL OXICORTE Es de suma importancia tener presente las normas de seguridad que garantizan el trabajo con el equipo de oxicorte sin accidentes. Partiendo de la idea de que los gases oxígeno y acetileno resultan fácilmente inflamables, resulta necesario prevenir que cualquier imprudencia puede dar origen a una explosión. Es por este motivo el que se tenga la precaución de: Evitar golpes o caídas en las botellas. Distanciar lo más posible cualquier foco de calor. Eliminar cualquier tipo de fuga en la instalación del equipo. Prevenir la caída del material cortado. Retirar de junto a la pieza de corte las gomas conductoras. Protegerse la vista tanto para los deslumbramientos como para las proyecciones. Si la boquilla de corte se calienta en exceso, cerrar el grifo del gas combustible y dejar enfriar el soplete. 13. MANTENIMIENTO DE LOS ELEMENTOSDEL EQUIPO El funcionamiento y el tiempo de duración de cualquier herramienta o medio que se utiliza, depende fundamentalmente del trato que se le dé. Los elementos que componen el equipo de oxicorte necesitan tenerse siempre a punto, no sólo para conseguir mayor calidad y rapidez en el trabajo, sino y ello es más importante, para evitar incidentes que pueden provocar el accidente, de quien los utiliza en primer lugar y el de otras personas como consecuencia. Normas generales de mantenimiento Utilizar siempre válvulas de seguridad. Purgar las botellas para evitar la obstrucción de los manorreductores. No engrasar jamás aparato alguno. 17 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 No abrir las botellas estando roscado el tornillo de regulación de los manorreductores. No exponer las botellas al calor, ni golpearlas. Utilizar escariadores de metal blando. Utilizar las boquillas necesarias para el trabajo a realizar. Utilizar la llave necesaria a cada tuerca para montaje y desmontaje. Utilizar mangueras en buen estado, cuidando de no intercambiarlas al acoplarlas. Observando su situación durante el trabajo para evitar su deterioro por quemadura o corte. Deshelar el manorreductor con agua caliente jamás utilizar llama). Detectar las fugas de gas con agua-jabón, nunca por medio de una llama. Quitar presiones y desalojar gases al parar el trabajo. 14. MÉTODOS OPERATIVOS Corte longitudinal recto Montar el carro guía en el soplete. Marcar las líneas de corte auxiliándose de regla graduada y punta de trazar. Granetear las líneas de corte con una separación entre granetazos de 5 a 10 mm. Efectuar los cortes de acuerdo a las normas generales y manteniendo el soplete perpendicular a la pieza y a una distancia de 4 a 6 mm. Facilitará el corte, el uso de una regla que servirá de guía al carro. Corte longitudinal en chaflán Se efectuará igual que el corte longitudinal recto, pero en caso la boquilla se inclinará el número de grados que se desea. este Corte en posición vertical Se efectuará igual que los anteriores, llevando siempre el soplete en sentido ascendente con el fin de que tanto el soplete como la mano de] operador tapen a éste el trazo a seguir. no Corte circular Se realiza con un soplete provisto de compás y la forma de proceder es la siguiente, que para mayor facilidad veremos sobre un ejemplo de preparación de dos bridas de tubería. Con regla graduada y punta de trazar marcar la situación de Los centros según el esquema dado. Dar granetazos en los centros Con un compás trazar circunferencias. Granetear circunferencias marcadas Colocar el compás al soplete ya preparado y ajustarlo al radio deseado Efectuar los cortes de acuerdo a las normas generales y manteniendo siempre la mano sobre el punto de apoyo del compás 18 Asunción Argüelles Ignacio Escudero IES JA SUANZES Oxicorte PMC-2009/2010 Corte de perfiles en U Marcar línea de corte. Efectuar corte en ala según indica la flecha. Girar la pieza según se indica. Efectuar corte en alma 2 según indica la flecha. Girar la pieza según se indica. Efectuar corte en ala 3 según indica la flecha. Corte de perfiles doble T Marcar línea de corte Cortar ala 1 Girar Cortar ala 2 Gira Cortar alma 3 19 Asunción Argüelles Ignacio Escudero