Cięcie gazowe – acetylen czy propan?

Cięcie gazowe (inaczej tlenowe) to – obok cięcia plazmą – jedno z najbardziej popularnych metod cięcia metali. Stosuje się je przede wszystkim do cięcia stali niskowęglowych i niskostopowych.

W przeszłości pisaliśmy już artykuł o różnicy między cięciem gazowym a cięciem plazmowym. Tutaj przypomnimy o najważniejszych zaletach cięcia gazowego, także o jego ograniczeniach. Opowiemy także o różnicy pomiędzy cięciem propanowo-tlenowym, a acetylenowo-tlenowym.

Cięcie gazowe – na czym dokładnie polega?

Cięcie gazowe polega na doprowadzeniu materiału metalowego do tzw. temperatury zapłonu. Palnik do cięcia gazowego wydmuchuje strumień tlenowy pod dużym ciśnieniem, wcześniej mieszając go w odpowiedniej proporcji z gazem palnym (acetylenem lub propanem). W kontakcie z palnikiem metal ulega spaleniu i ulotnieniu się w postaci płynnych tlenków metalu, które zostają następnie wydmuchiwane poprzez strumień gazu.

Istnieją dwa typy cięcia gazowego: cięcie tlenowo-propanowe oraz tlenowo-acetylenowe, o czym jeszcze napiszemy obszerniej poniżej.

Cięcie gazowe – zalety i wady

Największą przewagę cięcia gazowego nad cięciem plazmowym stanowi możliwość rozdzielania bardzo grubych materiałów, przy zachowaniu bardzo wysokiej jakości. Zakres grubości ciętych materiałów zależy w dużej mierze od wyboru palnika, jednakże generalnie jest bardzo duży (od 3mm do ok. 200mm). Cięcie gazowe może być wykonywane zarówno ręcznie, jak i metodą zmechanizowaną. Dodatkowy atut stanowią niskie koszty sprzętu i materiałów eksploatacyjnych.

Największe wady cięcia tlenowego to wydłużony czas przebicia, mała prędkość cięcia, a także ograniczenia jeśli chodzi o rodzaj materiału. W przypadku materiałów cieńszych niż 3 mm lub też innych niż niskostopowa stal, lepszym wyborem będzie cięcie plazmowe.

Jak już wspomnieliśmy, wybór palnika ma wpływ na to, jakiego typu stal będziemy cięli. Jeśli już zatem zdecydujemy się na cięcie tlenowe, pomyślmy, czy interesuje nas palnik tlenowo-propanowy, czy też tlenowo-acetylenowy. To, czy wybierzemy cięcie propanem czy acetylenem, będzie zależało zarówno od ciętych materiałów, jak i od typu produkcji.

Cięcie tlenowo – propanowe

W cięciu tlenowo-propanowym poza tlenem stosuje się mieszankę gazów propan-butan. Są to gazy o niższej cenie rynkowej w porównaniu do acetylenu – i ta niższa cena może przemawiać za nimi w wielu przypadkach. Również materiały eksploatacyjne są tańsze i zużywają się mniej, dzięki temu że przy cięciu propanem nie osiąga się tak wysokiej temperatury.

Wadą propanu jest fakt, że nagrzewa materiał około 3 razy dłużej w porównaniu do acetylenu. Przerwy w pracy mogą wydłużyć czas oczekiwania na nagrzanie materiału, co sprawia, że takie cięcie będzie nieopłacalne ekonomicznie. Dlatego właśnie propan wykorzystuje się przy cięciu dłuższych odcinków materiału i przy pracy ciągłej, z rzadkimi przerwami. Rekomendowany jest przy cięciu zautomatyzowanym (przy użyciu wycinarek CNC).

Warto dodać, że propan generalnie nadaje się do cięcia grubszych blach – w przypadku cieńszych materiałów bardziej wskazane jest cięcie przy użyciu acetylenu.

Cięcie tlenowo – acetylenowe

Acetylen to gaz dużo droższy, ale z o wiele większym potencjałem. Zapewnia możliwość bardzo szybkiego nagrzania materiału, osiągając bardzo wysoką temperaturę w stosunkowo krótkim czasie. Pozwala to zaoszczędzić użycie gazu, szczególnie kiedy występują duże przerwy pomiędzy cięciami. W związku z tym korzystanie z cięcia acetylenowo-tlenowego jest bardziej uzasadnione w przypadku długich przestojów w pracy.

Dużą zaletą palników acetylenowo-tlenowych jest ich mobilność – umożliwiają cięcie pod różnymi kątami. Jak już wspominaliśmy wyżej, acetylen zalecany jest do cięcia blach cienkich. Może ciąć nawet blachy o grubości 3mm. Z drugiej strony zapewnia wysoką jakość cięcia również w przypadku grubych arkuszy metali.

Podsumowując, acetylen zapewnia bardzo wiele możliwości, zwiększa zakres grubości ciętych blach. Jest bardziej wskazany w przypadku cięcia ręcznego, w warsztatach, w których to cięcie występuje sporadycznie, z dużymi przerwami. Jego największą wadą jest cena, a co za tym idzie – niska opłacalność w przypadku zmechanizowanych produkcji.

Cięcie tlenowe – czy nadaje się do każdego typu materiałów?

Należy pamiętać, że nie wszystkie metale mogą być cięte tlenowo. Zapłon metalu musi nastąpić w temperaturze niższej niż jego temperatura topnienia, a z kolei topnienie powstałych tlenków musi nastąpić w temperaturze niższej niż temperatura zapłonu. Metale, które spełniają te dwa warunki to żelazo, tytan i wolfram. Cięcie tlenowe jest praktycznie najczęstszym zastosowaniem dla stali niskostopowych i niskowęglowych. Zwiększona ilość dodatków w stali utrudnia cięcie, więc materiały wysokostopowe i wysokowęglowe są zazwyczaj cięte innymi metodami.

Ponadto gaz nie nadaje się do cięcia materiałów bardzo cienkich. Ze względu na duży obszar strefy wpływu ciepła niemożliwe jest rozdzielanie materiałów o grubości poniżej 3 mm. Mimo wszystko zakres grubości ciętych blach jest bardzo szeroki. Cięcie gazowe to stosunkowo tania metoda obróbki blach, w porównaniu do cięcia plazmowego. W przypadku obróbki niskostopowej i niskowęglowej stali, jest to z pewnością najlepsze rozwiązanie.