Brennschneiden

Beim autogenen Brennschneiden wird der Werkstoff durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme örtlich auf Entzündungstemperatur erwärmt und im Sauerstoffstrahl oxidiert (verbrannt), sodass eine Schnittfuge entsteht. Der Vorgang ist exotherm, d. h. es entsteht Wärme. Diese Reaktionswärme sowie die durch die Heizflamme abgegebene Wärme bewirken eine fortlaufende Verbrennung. Der Verbrennungsprozess setzt sich in der Tiefe und durch die Vorwärtsbewegung in der Schneidrichtung fort, sodass eine Schnittfuge entsteht. Dieses Verfahren ermöglicht es, extrem dicke Werkstücke (bis über 3000 mm) zu schneiden. Die entstehenden Oxide werden durch die kinetische Energie des Sauerstoffs aus der Fuge ausgeblasen.

Die Voraussetzungen zum Brennschneiden sind gegeben bei unlegierten und niedriglegierten Stählen und Molybdän. Bei Stahl erhöht sich mit steigendem Kohlenstoffgehalt erstens die Entzündungstemperatur, jedoch nimmt zweitens die Schmelztemperatur ab. Bei einem Kohlenstoffgehalt über 1,6 % bis 1,8 % ist die erste Bedingung zum Brennschneiden nicht mehr erfüllt. Legierungsbestandteile wie Chrom, Nickel und Wolfram beeinflussen ebenfalls die Brennschneideignung des Stahls. Die Oxide dieser Elemente haben einen hohen Schmelzpunkt, sodass damit die dritte Voraussetzung nicht mehr erfüllt ist. Die Legierungsbestandteile bestimmen jedoch nicht alleine, ob ein Stahl brennschneidgeeignet ist.

Die Wärmeeinwirkung beim Brennschneiden kann im Schnittflächenbereich auch Aufhärtung, Eigenspannungen und Risse bewirken. Die Aufhärtung hängt vom Kohlenstoffgehalt und von der Abkühlgeschwindigkeit ab; Eigenspannungen werden bei geringer Schneidgeschwindigkeit grösser und Risse bilden sich bereits bei Stählen mit mehr als 0,3 % Kohlenstoff. Durch zusätzliche Wärmeeinbringung mit einem Wärmebrenner während des Brennschneidens und durch Vorwärmen kann die Rissgefahr vermindert werden.