Brennschneiden: Mit dem Laser durch den Stahl

Autogenes Brennschneiden ist die beeindruckende und sichere Methode Stahl exakt voneinander zu trennen.


Brennschneiden ist eine Möglichkeit, Stahl thermisch voneinander zu trennen. Das zuvor erhitzte Metall oxidiert mit einem Sauerstoffgasstrahl und wird aus der Schnittfuge geblasen und somit voneinander getrennt. Der sogenannte Schneidbrenner besteht aus einer ringförmigen Heizdüse. In der Mitte der Heizdüse liegt eine Sauerstoffschneiddüse. Mit einem Brenngas-Sauerstoffgemisch erhitzt die Heizdüse das Werkstück bis auf Zündtemperatur. Ist diese Temperatur erreicht, muss die Gaszufuhr der Schneiddüse geöffnet werden. Dadurch tritt Sauerstoff unter hohem Druck heraus und oxidiert den Stahl. Das Oxid wird auch Schneidschlacke genannt. Es besteht hauptsächlich aus Eisenoxid, ist dünnflüssiger als Stahl und der Schmelzpunkt ist wesentlich geringer. Der Sauerstoffstrahl bläst die Schlacke aus der Fuge, während der Brenner entlang der Schnittfuge kontinuierlich weitergeführt wird. Der Brenner soll dabei keine ausreichende Energie in das Werkstück einbringen, damit es nicht möglich ist das Werkstück aufzuschmelzen. Ohne die Oxidation ist es nicht möglich den Grundwerkstoff bis zum Schmelzpunkt zu erhitzen. Durch diesen Prozess entsteht eine saubere Schnittfuge.

 

 

Die Schmelztemperatur muss deutlich höher sein als die Entzündungstemperatur

Das Metall wird von dem Sauerstoffstrom verbrannt. Aus diesem Grund muss die Entzündungstemperatur unter der Schmelztemperatur liegen. Ein hoher Kohlenstoffgehalt verkleinert den Abstand von Entzündungs- und Schmelztemperatur. Der Kohlenstoffgehalt soll den Wert von 0,3 Prozent nicht überschreiten. Ob ein Stahl durch autogenes Brennschneiden bearbeitbar ist, hängt von dem Zusammenspiel aller Legierungselemente ab. In der Fachsprache wird von dem sogenannten Kohlenstoffäquivalent geredet. Liegt das Kohlenstoffäquivalent über 0,45 Prozent, ist es zu empfehlen das Werkstück vorzuwärmen, um eine Aufhärtung der Schnittkanten zu vermeiden.

Die Schnittqualitäten sind nicht immer gleich

Anhaftung der Schlacke, Kantenaufschmelzung und übermäßige Schnittrillenbildung können beim Brennschneiden auftreten. Unregelmäßigkeiten treten durchaus ein. Auch Winkelabweichungen an den Schnittstellen können durch vielfältige Ursachen vorkommen. Bei handgeführten Brennern ist die Ursache häufig eine verschmutzte oder beschädigte Brennerdüse.
Die Vorschubgeschwindigkeit, der Sauerstoffdruck und die Brennerdüse müssen beim autogenen Brennschneiden genau auf den Werkstoff, die Werkstückdichte und das Brenngas abgestimmt sein. Sind diese Vorgaben erfüllt, kann eine gute Schnittqualität erzielt werden. Bei einer Materialstärke bis 600 Millimeter gibt es neben dem Brennschneiden keine andere Alternative.