CONOCIMIENTO Y MANEJO DEL EQUIPO DE OXICORTE

YEFER VILLAMORMAURICIO REY

CRISTIAN CAMILO SERRATOSERGEIJ SUPELANO

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

TUNJA2015

CONOCIMIENTO Y MANEJO DEL EQUIPO DE OXICORTE

SOLDADURA

YEFER VILLAMORMAURICIO REY

CRISTIAN CAMILO SERRATOSERGEIJ SUPELANO

PRESENTADO A: ING. ARCENIO RINCON G.

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

TUNJA2015

Contenido p

ag.0. INTRODUCCIÓN.........................................................................................41. OBJETIVOS.................................................................................................5

1.1. objetivo general:.....................................................................................51.2. Objetivos específico:..............................................................................5

2. MARCO TEÓRICO......................................................................................63. PROCESO EXPERIMENTAL....................................................................104. RESULTADOS..........................................................................................10

4.1. Prueba de chispa e imán...................................................................104.2. Prueba de limadura............................................................................104.3. Prueba de chispa...............................................................................11

5. ANALISIS..................................................................................................156. CUESTIONARIO........................................................................................167. ANEXOS....................................................................................................208. CONCLUSIONES......................................................................................239. RECOMENDACIONES..............................................................................2310. BIBLIOGRAFIA.......................................................................................23

0. INTRODUCCIÓN

El corte de metales puede realizarse de tres modos:- Con herramientas (corte mecánico-físico).- Corte térmico (oxicorte-combustión, plasma-fusión).- Corte abrasivo (chorro de agua).El oxicorte consiste en separar o dividir un metal mediante la combustión del mismo en presencia de oxígeno.El oxicorte es un proceso de corte térmico, junto con el corte láser o el plasma.Mientras que en el láser y el plasma la fuente de calor es de tipo eléctrico, en el oxicorte es de tipo químico. El calor se trasmite desde la llama hacia la pieza por convección y radiación. La herramienta se sitúa en dirección perpendicular a la superficie de la chapa, el chorro incide en esta dirección y corta la chapa.En los equipos industriales, muchos de los componentes del oxicorte son comunes a los del plasma, por lo que a veces se puede trabajar con ambos en el mismo equipo. Sólo es necesario cambiar las boquillas o sopletes.El corte mediante oxicorte se logra calentando el acero a su temperatura de ignición en una atmósfera con elevada concentración-pureza de oxígeno. Se pueden diferenciar dos etapas: precalentamiento, el material a cortar se calienta a elevada temperatura (870°C aprox.) con la llama producida por el oxígeno y un gas combustible; y corte, mediante oxígeno a presión (y muy alta pureza) se oxida el metal y se expulsan los óxidos resultantes.

El proceso de oxicorte no consiste en una fusión del metal, sino que el corte se produce por combustión. Al cortar, se está quemando el metal a medida que se avanza con el soplete. Algunos aspectos a tener en cuenta son: - Es requisito que la temperatura de ignición esté por debajo de la temperatura de fusión.- Capas de óxido en el metal puede tener temperatura de fusión menor a la del metal a cortar dificultando el proceso de corte.- La conductividad térmica del metal no debe ser demasiado elevada.- La presencia de aleantes se hace crítica, ya que merman la capacidad del acero a ser quemado.- El corte se produce por el flujo del chorro de O2 a presión que quema el metaly retira la escoria liquida formada.- Las condiciones de oxicorte solo las cumplen el hierro, el acero al carbono y el acero de baja aleación.

1. OBJETIVOS

1.1. objetivo general:

- conocer el adecuado funcionamiento del equipo de oxicorte.

1.2. Objetivos específico:- Identificar el equipo de oxicorte- Conocer el procedimiento para emplear el oxicorte- Aprender a utilizar el equipo adecuadamente

2. MARCO TEÓRICO

En una reacción de combustión son necesarios tres elementos: el combustible (a su temperatura de ignición), el comburente (en una mínima proporción), y un agente iniciador. En oxicorte, el combustible es el Fe, el comburente el O2 y el agente iniciador la llama del soplete. En condiciones normales, aunque apliquemos un agente iniciador a una pieza de acero, ésta no arde espontáneamente; el Fe contenido no está a su temperatura de ignición (aproximadamente 870°C ) y el O2 atmosférico no es lo suficientemente puro (se necesita un 99.5% de O2 para quemar el Fe). Así, el soplete tiene tres funciones: precalentar el Fe contenido en el acero a su temperatura de ignición, aportar una atmósfera envolvente con una proporción adecuada de O2 y generar el agente iniciador.

Se pueden realizar con distintos gases e hidrocarburos, los más usados en la industria son las mezclas oxígeno-acetileno u oxígeno-hidrógeno. También es común el uso de la mezcla oxígeno-propano en las industrias españolas.El acetileno e hidrógeno se denominan combustibles, son los responsables de producir la llama de precalentamiento junto al oxígeno. A este último se le denomina comburente, y debe ser siempre el oxígeno que permite la oxidación del metal. Las boquillas de oxicorte presentan dos salidas - Un orificio central por el que sale oxígeno de alta pureza a una determinada presión (Oxígeno de Corte).- Un orificio circular, concéntrico al anterior, por el que sale la mezcla de oxígeno y acetileno que producen la llama de precalentamiento.

La llama de precalentamiento (con el ajuste adecuado de la presión y caudal de los gases) tiene como finalidad el elevar la temperatura de la pieza (en un punto localizado) hasta alcanzar su temperatura de ignición.El metal se torna en un color naranja brillante y pueden verse algunas chispas saltar de la superficie.Posteriormente, se activa el aporte extra de oxígeno a presión por la boquilla central (Oxígeno de Corte), consiguiendo dos efectos: la oxidación del metal y la retirada del material fundido y oxidado fuera de la pieza.Una vez iniciado el corte, la reacción de oxidación del Fe es altamente exotérmica, y esa enorme cantidad de energía desprendida en la reacción ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura de ignición, y poder así progresar en la acción del corte.

La producción de calor se basa en la siguiente reacción:

La molécula de acetileno se compone de dos átomos de carbono unidos por un triple enlace y dos átomos de hidrógenos dispuestos de forma simétrica (C2H2). Esta reacción aporta:- Gran cantidad de energía liberada.- Llama de alta temperatura.- Velocidad de ignición.Esto hace que el proceso tenga un elevado rendimiento.

3. RESULTADOS

El corte oxiacetilenico se realizo en placas de un espesor aproximado de 1/2 de pulgada, el precalentamiento del metal no duró mas de 30 segundos y el corte se realizo despacio para no interrumpir el corte, el perfil transversal de la lamina cortada resulto bien sin embargo se ve longitudinalmente irregular, es decir una falta de pulso por parte del operario, se observo una gran cantidad de chispas por lo que no se uso camara o celular para obtener evidencia.

4. ANALISIS

El oxicorte se realizó lento para no interrumpir el proceso ya que si se interrumpe puede generar defectos en la presentación del corte pues la zona de metal fundido depende de el diámetro de la boquilla y si es muy ancho el metal fundido será mayor por lo que el charco será ancho y al interrumpir el proceso podemos cometer el error de cortar más de un lado que del otro, se vio una llama oxidante que aunque al reaccionar con el metal genera óxidos de hierro según las siguientes ecuaciones:

Sin embargo el punto de fusión a de ser más bajo por lo que no debe de haber óxidos en la placa al terminar el corte.Es un proceso sencillo pero de paciencia y hay que elegir el diámetro de la boquilla adecuado para no dañar la placa.

5. CUESTIONARIO1.) ¿Qué determina el diámetro de una boquilla para soldar?

Al igual que el soplete para soldar, es posible enumerar todas las marcas y presiones aplicables en cada boquilla para corte, pero siempre es más seguro seguir las recomendaciones del fabricante para el soplete particular que se utiliza. Igual que en la soldadura, cuanto más grueso sea el metal, mayor es el tamaño de la boquilla requerida.Espesor del metal (pulgadas)

1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1.5 2 3

Tamaño de la boquilla (mm)

3 6 9.5 12.5 19 25 38 50 75

2.) ¿Por qué tiene un regulador dos carátulas indicadoras de presión?REGULADORES DE PRESION O MANÓMETROS.El oxígeno comprimido a altas presiones dentro de un tanque no puede usarse directamente sino que es necesario reducir dicha presión a las presiones adecuadas dependiendo de las piezas a soldar o del material y del calibre de la boquilla. Y cuenta con dos manómetros el primero graduado de 0-210Kg/ cm. y que nos indica la presión existente dentro del tanque y el segundo graduado en promedio de 0-14Kg/ cm. (los más comunes son 11 y 14) y este me va a indicar la presión con la que se va a realizar el trabajo.

REGULADORES DE PRESION O MANÓMETROS PARA EL ACETILENO.Este tampoco se puede usarse directamente sino que también debe de reducir su presión y cuenta con dos manómetros y el primero esta graduado de 0-45Kg/ cm. (variación de 0.40, 0.50) y nos indica la presión interna del tanque.El segundo está graduado de 0-4Kg/ cm. (para procesos industriales). Actualmente este segundo manómetro tiene una banda roja a partir de 1Kg/cm. Para indicar que a trabajar a presiones mayores es peligroso.

3.) que papel desempeña la llama neutra en el corte?

La misión de la llama es el precalentamiento hasta la temperatura de ignición del acero (870 ºC). Se recomiendan relaciones 1:1.5 entre el acetileno (1) y el oxígeno (1.5). La máxima temperatura en la llama se alcanza en la llama primaria, zona donde tiene lugar la reacción química. Envolviendo a ésta se está la llama de dispersión. El calor útil es sólo el de la llama primaria, que nos permite el calentamiento de la pieza. El calor de la llama de disipación no es utilizable.Otras funciones de la llama de precalentamiento son:- Limpiar la superficie de la pieza a cortar de cualquier sustancia extraña (óxidos, escorias superficiales…), durante el precalentamiento y el corte.- Ayudar a alcanzar la temperatura de ignición a medida que se avanza con el corte.

- Mantener un entorno de protección alrededor del chorro de O2 de corte.- Precalentar el O2 contenido en el chorro de corte haciéndolo más reactivo.- Ayudar a mantener las escorias producidas en la ranura del corte en estado fluido para que puedan ser expulsadas. Uno de los parámetros a controlar en el proceso es la distancia entre la boquilla y la pieza para asegurar el correcto uso del calor de la llama primaria.

4.) ¿al cortar por el proceso de oxiacetilénico, que es lo que hace el corte, chorro de oxígeno o llama neutra. Que metales se cortan con este proceso?

El chorro de O2 de corteEl O2 de corte debe tener una pureza del 99,5% o superior. Una pérdida de pureza de 1% implica una pérdida de velocidad de avance de aprox. un 25% y a su vez incrementa el consumo de O2 en aprox. un 25%. Con una pureza de O2 de un 95% la acción de corte es imposible.Hay que tener en cuenta las recomendaciones del fabricante referentes a:- Tamaño de la boquilla según el grosor de chapa.- Ajuste de la llama de precalentamiento.- Presión de gas.- Presión de O2 de corte.- Velocidad de corte.Solo se cortan metales ferrosos.

5.) describa y dibuje un soplete de corte:

El equipo básico para cortar es similar al que se utiliza para la soldadura, es decir suministro de gas, mangueras, reguladores y un soplete. Se pueden usar para el corte los mismos cilindros empleados para la soldadura. Como en el corte se consume mas oxigeno es preferible el sistema múltiple, se pueden usar las mismas mangueras que para la soldadura; pero, cuando se van a cortar piezas gruesas o se va a trabajar en forma continua se requiere una manguera de mayor diámetro a fin de tener un suministro adecuado de gas. Se usa el mismo tipo de reguladores; sin embargo, si se van a hacer trabajos grandes de corte, se requieren reguladores capaces de producir presiones mucho más altas. El soplete para corte es muy diferente del soplete para cortar.

BOQUILLAS PARA CORTELas boquillas para corte están hechas con un anillo de agujeros o aberturas que rodean al agujero del oxígeno para corte. Cada uno de estos agujeros suministra una flama de precalentamiento, que produce una distribución uniforme del calor en todo el contorno del orificio del para oxígeno y permite cambiar en cualquier momento la dirección del corte. Si se cambia la boquilla para que vaya de acuerdo con el espesor del metal, se puede cortar casi cualquier espesor.

6) describa los resultados de cortar con demasiada lentitud y con demasiada rapidez.

Sis e corta muy rápido el chorro de óxigeno no perfore toda la lamina de metal, si se corta muy lento se corre el riesgo de cortar más material del debido y causar deformaciones.

7) tamaño de boquillas:

8) explique que sucedería si a un soplete no se le diere la inclinación que requiere para formar un ángulo cuando inicialmente se hace un agujero para cortar.

9) que indica un corte de buena calidad hecho con oxígeno?

10) cómo se determina la temperatura adecuada para cortar?

El proceso de oxicorte de metales ferrosos es una reacción química la que aprovecha oxigeno y metales ferrosos en especial a altas temperaturas (900°C). En este proceso se percalina el material ferroso hasta la temperatura de igniciones este momento una corriente de oxigeno sale por el orificio central

la boquilla se oxida violentamente la material base. La fuerza con la que sale él oxígeno, produce un efecto de erosión; una vez iniciado el corte hay una determinada velocidad que permita continuarlo. Este avance puede ser automático o manual. Las llamas por calentamiento se forman en una serie de orificios periféricos que tiene la boquilla de corte. Se produce un retroceso de llama cuando se introduce en el mezclador del soplete. Antes de producirse el retroceso de llama se produce una explosión en la boquilla en el corte de oxiacetileno el combustible propio metal ferroso, la temperatura de ignición (900°C) se obtiene con llamas de precalentamiento; la temperatura de ignición (446°C)se obtiene con el encendedor de chispa. Estos factores se expresan el triángulo de oxicorte.

el triangulo de oxicorte se observa que en base al fenómeno de la combustión el gas de acetileno es, mezclado con el oxigeno de precalentamiento a una temperatura de 441°c a 446°c, obtenemos las llamas de precalentamiento. estas llamas nos sirven para calentar el acero a una temperatura de 950°c con lo cual al añadirse. el oxigeno de alta pureza se produce la oxidación y combustión del hierro contenido en el acero al carbono. por lo tanto el proceso de oxicorte se utiliza para cortar y ranurar acero bajo carbono y baja aleación que a altas temperaturas se oxiden rápidamente en presencia de oxigeno puro, permitiendo la combustión de los mismos.

6. CONCLUSIONES

- El oxicorte es una manera de cortar laminas de acero y otros metales ferrosos que son muy gruesos y conllevan un gran esfuerzo mecánico y gastos en herramientas de corte de una manera fácil y rápida, aprovechando la energía química.

- El diámetro de la boquilla depende de el espesor a cortar de lamina, el diámetro es casi el mismo que el ancho a cortar lo que facilita su manejo y conlleva a que se cometan menos errores

- Este proceso permite que el corte se realice por choro de oxígeno, lo que se traduce en oxidación, así que la velocidad a la que se realiza el corte debe ser la adecuada para no dejar inclusiones y no dañar el metal de la placa a cortar.

7. RECOMENDACIONES

Para mejorar los ensayos se puede tener más equipos y sobre todo material para trabajar, sería bueno que se fundiera lo que ya no se puede usar y hacer nuevas láminas para su uso en los laboratorios, se reciclaría y no haría falta material.Mas gafas de tonalidad adecuada para estas prácticas ya que son insuficientes y los estudiantes no tenemos recursos inmediatos para su obtención.

8. BIBLIOGRAFIATECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN Grado en Ingeniería Electrónica Industrial (Plan 2010) Grado en Ingeniería Mecánica (Plan 2010) Grado en Ingeniería Química Industrial (Plan 2010) MANUAL OXICORTE TEORICO-PRÁCTICO Alejandro López Martínez Almería, octubre 2008 actualizado, marzo 2012.

Steven A. Tretter , Communicaction System design Using DSP Algorithms. With Laboratory Experiments for the TMS320C30 . Aplications of Communication Theory. Series Editor: R.W. Lucky, Bellcore. Plenum Press. NY. (1995)

José Ramón Bertomeu Sánchez, Instituto de Historia la Ciencia López Piñero, (Universitat de Valencia-CSIC)

https://sites.google.com/site/trazado13jorgeyroger/ www.sapiensman.com/ Neumática e Hidráulica Electrotecnia Documentos

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