2.7 Termisk skjæring og brennskjæring
Teknikker for termisk skjæring med gass, plasma og laser i industriproduksjon. Elevene lærer om skjæreparametere, materialtykkelser og krav til snittflater ved ulike metoder.
45 min
6 oppgaver
BrennskjæringPlasmaskjæringLaserskjæringSkjæreparametere
Din fremgang i kapitlet
0 / 6 oppgaver
Brennskjæring
Brennskjæring (autogen skjæring) er den eldste termiske skjæremetoden og fortsatt mye brukt for stål.
Prinsipp:
1. Stålet varmes til tenntemperatur (ca. 900°C) med forvarmesflamme
2. Ren oksygen blåses på
3. Jernet forbrenner (oksiderer) eksotermt
4. Det smeltede oksidet blåses vekk
Kjemisk reaksjon:
3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ + varme
Brennskjæringsutstyr:
- Oksygen: Høytrykk (10-25 bar), høy renhet (99,5%+)
- Brenngass: Acetylen, propan eller MAPP-gass
- Brenner: Skjæremunnstykke med oksygensenter
- Slanger: Rød for brenngass, blå for oksygen
- Regulatorer: For riktig trykk
Brenngass-sammenligning:
| Gass | Flammetemperatur | Fordeler | Ulemper |
|---|---|---|---|
| Acetylen | 3100°C | Høyest temp, rask forvarming | Dyrere, eksplosiv |
| Propan | 2800°C | Billig, sikker | Tregere forvarming |
| MAPP | 2900°C | God mellomting | Begrenset tilgjengelighet |
Materialbegrensninger:
- Fungerer på: Ulegert og lavlegert stål
- Fungerer IKKE på: Rustfritt stål, aluminium, kobber
(Oksidet smelter ikke riktig eller hindrer forbrenning)
Tykkelsesområde:
- 3mm til over 300mm
- Mest effektiv: 6-50mm
Brennskjæringsteknikk
Forberedelse:
1. Rengjør overflaten for rust og maling
2. Velg riktig munnstykke for tykkelse
3. Still inn forvarme- og skjæretrykk
4. Kontroller utstyr for lekkasjer
Skjæretrykk (oksygen):
| Materialtykkelse | Skjæretrykk |
|---|---|
| 3-6mm | 2-3 bar |
| 6-25mm | 3-4 bar |
| 25-50mm | 4-5 bar |
| 50-100mm | 5-6 bar |
Skjæreprosess:
1. Tenn forvarmesflammen
2. Juster til nøytral flamme (blå kjerne)
3. Forvarme startkanten til lysende rødvarme
4. Åpne skjæreoksygen
5. Beveg brenneren jevnt langs linjen
6. Avslut uten å stoppe opp
Skjærekvalitet:
Godt snitt:
- Vertikale rillemerkinger (drag lines)
- Ren underkant uten hengende slagg
- Liten varmepåvirket sone
Vanlige feil:
- Hengende slagg: For høy hastighet eller feil munnstykke
- Kraftige drag lines: For høy hastighet
- Bredt snitt: For stor avstand eller feil munnstykke
- Ujevn kant: Ustø hånd eller feil teknikk
Maskinbrenneskjæring:
- CNC-styrte brennebord
- Flere brennere samtidig
- Nøyaktig programmert kontur
- Høy produktivitet
Plasmaskjæring
Plasmaskjæring bruker en ionisert gasskolonne (plasma) som kan skjære alle elektrisk ledende materialer.
Prinsipp:
1. Gass (ofte trykkluft) ioniseres i lysbuen
2. Plasma dannes med temperatur 15 000-30 000°C
3. Den fokuserte plasmastrålen smelter og blåser vekk materiale
4. Hjelpegass (luft) fjerner smeltet materiale
Fordeler:
- Kan skjære alle metaller (stål, rustfritt, aluminium)
- Høy hastighet på tynt materiale
- Smalere snitt enn brennskjæring
- Mindre varmepåvirket sone
- Kan skjære under vann (mindre støy/røyk)
Ulemper:
- Begrenset tykkelse (opptil ca. 50mm)
- Snittvinkel (smal øverst, bredere nederst)
- Dyrere utstyr enn brennskjæring
- Mer støy og UV-stråling
Utstyrstyper:
Konvensjonell plasma:
- 0-160A
- Manuell eller mekanisert
- Tykkelse opptil 25mm
HD-plasma (High Definition):
- 100-400A
- CNC-styrt
- Tykkelse opptil 50mm
- Meget god kvalitet
Plasmaskjæring av aluminium:
- Utmerket metode for aluminium
- Ren luft eller nitrogen som plasmagass
- Høy hastighet, fin kantkvalitet
Laserskjæring
Laserskjæring bruker en fokusert laserstråle for å smelte eller fordampe materiale med høy presisjon.
Lasertyper:
CO₂-laser:
- Bølgelengde 10,6 µm
- God for stål, tre, plast, akryl
- Reflekteres av metaller (aluminiumspeil)
- Etablert teknologi
Fiberlaser:
- Bølgelengde 1,06 µm
- Absorberes bedre av metaller
- Høy effektivitet
- Lavere driftskostnader
- Dominerer i dag for metall
Fordeler med laser:
- Ekstrem presisjon (±0,1mm)
- Smalt snitt (0,1-0,3mm)
- Minimal varmepåvirkning
- Ingen mekanisk kontakt
- Komplekse konturer mulig
- Høy automatiseringsgrad
Ulemper:
- Meget høy investeringskostnad
- Begrenset tykkelse (stål: opptil 25-30mm)
- Krever reflekterende eller absorberende materiale
- Sikkerhetskrav (strålingsfare)
Bruksområder:
- Finmekanikk
- Elektronikkindustri
- Bilindustri (karosserideler)
- Skiltproduksjon
- Prototyper og småserier
Typiske materialtykkelser:
- Stål: Opptil 25mm (fiberlaser)
- Aluminium: Opptil 15mm
- Rustfritt: Opptil 20mm
Sammenligning av metoder:
| Egenskap | Brennskjæring | Plasma | Laser |
|---|---|---|---|
| Materialtyper | Kun stål | Alle metaller | Alle + ikke-metaller |
| Maks tykkelse | >300mm | 50mm | 25-30mm |
| Snittbredde | 2-4mm | 1-3mm | 0,1-0,3mm |
| Presisjon | ±1mm | ±0,5mm | ±0,1mm |
| Investering | Lav | Middels | Høy |
📝Oppgave
Forklar prinsippet bak brennskjæring og beskriv hvorfor metoden kun fungerer på stål.
📝Oppgave
Hvilken termisk skjæremetode egner seg best for å skjære 10mm aluminiumsplate?
📝Oppgave
Sammenlign brennskjæring og plasmaskjæring med hensyn til bruksområder, fordeler og begrensninger.
📝Oppgave
Hva er den viktigste fordelen med laserskjæring sammenlignet med plasma?
📝Oppgave
En bedrift skal velge skjæreutstyr for produksjon av maskindeler. Materialene er hovedsakelig 5-20mm stålplater og noe rustfritt. Begrunn din anbefaling.
📝Oppgave
Du skal brennskjære en 25mm stålplate. Beskriv forberedelse, parametervalg og tegn på god skjærekvalitet.