La Saldatura e il Taglio
OSSIGAS
GENERALITA’ SULLA FIAMMA E SULL’USO DELLE ATTREZZATURE
MKTV/CZ 10/05 R1
GENERALITA’
Sia la saldatura che il taglio ossigas avvengono grazie
ad una “fiamma” ottenuta con la combinazione di due
gas:
Ossigeno con Acetilene (AD)
3.200°C
oppure
Ossigeno con Propano (GPL)
CANNELLO
2.900°C
La miscelazione dell’ossigeno con uno di questi due
gas dà luogo infatti alla fiamma più calda che si possa
ottenere in natura.
I cannelli per saldatura o per taglio servono proprio a
questo; convogliano e miscelano i due gas che
arrivano dalle tubazioni per dar luogo alla fiamma che
effettuerà la saldatura o il taglio.
fiamma
GENERALITA’
Come si presentano i gas?
I gas sono contenuti in recipienti (bombole) e, per
immagazzinarne il maggior contenuto possibile vengono
compressi normalmente a 200 bar.
In sostanza se alla pressione atmosferica (quella di questa
stanza) in un decimetro cubo (cioè un po’ meno di una
scatola da scarpe) ci sta un litro di acqua oppure un litro di
gas, nello stesso spazio ma a 200 bar ci stanno 200 litri di
gas.
Pensate quindi in una bombola standard da 40 litri ci stanno
appunto 40 litri di liquido (che non è comprimibile per ovvie
ragioni) ma ci possono stare 8000 litri di gas (40 L x 200
bar).
GENERALITA’
Come si utilizzano i gas?
I gas compressi a questa pressione (200 bar) non sono
però utilizzabili praticamente (pensate che in caso di
rottura della valvola della bombola, la pressione di uscita
del gas è sufficiente a far decollare la bombola stessa che
ha un peso di 40 o 50 chili).
Ingresso
200 bar
uscita
10 bar
riduttore di pressione
ossigeno
L’utilizzo comune per tagliare anche grossi spessori (30
cm di acciaio) necessita al massimo di 9 bar di pressione di
ossigeno e circa solo 1 bar o meno di gas carburante (AD o
GPL).
Per questo sono nati i riduttori di pressione. Quei dispositivi
cioè che portano il valore della pressione dai 200 bar in
bombola ai 4 o 5 bar (nella maggior parte dei casi) che
servono in uscita.
RIDUTTORE DI PRESSIONE
I riduttori di pressione svolgono però un’altra importantissima (anzi essenziale) funzione.
Non svolgono cioè la funzione di una valvola che apre o chiude il flusso del gas facendone
passare una maggiore o minore quantità da un foro variabile ma...
...una volta impostato il valore di pressione desiderato in uscita lo mantengono
costante anche al calare del valore della pressione in bombola.
Se non facessero ciò, sarebbe necessario continuare a regolare il riduttore per ripristinare il
valore voluto.
Risulta evidente dal disegno che la pressione in uscita del gas è data dall’equilibrio fra la pressione in bombola e la spinta
della molla.
Mano a mano che la pressione in bombola cala (quindi la pressione in uscita tenderebbe a calare) la molla riuscirà ad
aprire di più l’otturatore (in quanto trova meno resistenza) e la pressione in uscita rimarrà costante.
senso di
“spinta”
del gas
bombola 200 bar
manopola
regolazione
otturatore
molla
(maggiore è la pressione del gas
tanto più rimane chiuso)
(spinge l’otturatore ad aprirsi)
CANNELLI
cannello per saldare
riduttore ossigeno
Riduce da 200 a 10 bar
riduttore acetilene
Riduce da 20 a 1,5 bar
(l’utilizzo massimo su applicazioni
“pesanti” è di 0,9 bar)
acetilene
cannello specifico per il taglio
ossigeno
cannello versatile (salda/taglia/riscalda)
200 bar
20 bar
CANNELLI
Cannelli multifunzione con cui si può...
tagliare
saldare/brasare
riscaldare
SALDATURA
Cosa si intende per:
SALDATURA
Unione dei due pezzi da saldare tramite la fusione dei pezzi stessi. I due pezzi
devono avere la stessa natura (es.acciaio con acciaio)
BRASATURA O SALDOBRASATURA
Unione dei due pezzi da saldare tramite l’accostamento dei due pezzi e la fusione
di una bacchetta di materiale d’apporto (che può essere di materiale simile a quello
da saldare o una lega d’argento).
La bacchetta una volta fusa entra per capillarità nel giunto e solidificandosi unisce i
due pezzi (come fosse una colla).
La brasatura (che è molto più usata rispetto alla saldatura) è piuttosto semplice da
realizzare e modifica assai poco le caratteristiche del metallo da unire (si evitano
anche le deformazioni). Garantisce però una tenuta meccanica relativa in quanto i
due pezzi non sono “fusi insieme”.
Come si sceglie la giusta lancia per saldare?
Sul catalogo Mujelli per ogni lancia da saldatura viene indicato il consumo di gas in
litri e lo spessore saldabile con quella lancia.
TAGLIO
1a fase
canale dell’ossigeno
di taglio (ora vuoto)
Cosa si intende per TAGLIO:
Due premesse:
punta
da taglio
canale dei gas
miscelati
per il riscaldo
fiamma di riscaldo 3200°C
(ox e ad mescolati)
Temperatura di fusione acciaio
1350°C
Temperatura fiamma OX/AD 3200°C
Temperatura fiamma OX/GPL
2900°C
La temperatura di entrambe le fiamme è di gran lunga superiore a quella di
fusione dell’acciaio.
Contrariamente a quello che molti pensano però il taglio non avviene per
FUSIONE del pezzo (che risulterebbe in questo caso completamente
deformato e con bordi molto irregolari).
COME AVVIENE ALLORA IL TAGLIO?
Avviene in due fasi:
2a fase
punta
da taglio
canale dell’ossigeno
di taglio (ora attivo)
1-Riscaldo del pezzo tramite la fiamma OX/AD o OX/GPL fino a far
diventare rosso il pezzo (questa fase dura 8-10 secondi)
2-Mantenimento della fiamma di riscaldo e contemporanea apertura di un
getto potente e molto concentrato (1 mm di diametro il foro di uscita) di
ossigeno.
canale dei gas
miscelati
per il riscaldo
L’ossigeno (che oltretutto è freddo) trovando l’acciaio surriscaldato
(rosso) effettua una veloce e potente azione ossidante.
L’ossido fonde a una temperatura nettamente inferiore a quella
dell’acciaio stesso e molto rapidamente separando i due pezzi in modo
netto e preciso. Ecco perché “taglio OSSIDRICO”.
Ecco perché con la fiamma è IMPOSSIBILE tagliare l’acciaio inossidabile,
proprio perché.... non ossida!
TAGLIO
Esistono in commercio due tipi di sistemi di taglio...
1
impugnatura versatile ottone
H1F
OX/GPL
impugnatura versatile alluminio
H1F OX/AD
...con punte a testa piana (dette H1F)
Le punte vanno scelte oltre che per il modello (H1F o IC) e il tipo di
gas (ox/ad oppure ox/gpl) anche in base allo spessore da tagliare.
Per questa scelta far riferimento al catalogo Mujelli dove sono ben
indicati modelli, spessori e consumi.
2
OX/GPL
OX/AD
Ovviamente con una punta più grande si tagliano anche spessori
più piccoli (potendo anche “correre” di più) ma il consumo di gas, la
rumorosità, il solco ecc risultano inutilmente aumentati.
...con punte a 3 coni automiscelanti (dette IC o punte MIX)
1 m3 di gas = 1000 litri
Una punta che consuma 35 m3/h = 35.000 litri ora
TAGLIO
Esistono in commercio due tipi di sistemi di taglio...
1
canale dell’ossigeno
di taglio
rubinetto che fa partire
il getto di taglio
Vantaggi della soluzione con punte a testa piana:
! Buona qualità di taglio
! Basso costo delle punte
! Molto diffuso
canale dei gas
miscelati per il riscaldo
OX/GPL
in due pezzi
OX/AD
monoblocco
OX/AD
2 pezzi
(solo in Italia)
...con punte a testa piana (dette H1F)
2
OX/GPL
in due pezzi
canale dell’ossigeno
di riscaldo
canale dell’ossigeno
di taglio
canale dell’acetilene o GPL
di riscaldo
è la punta a miscelare
i due gas di riscaldo insieme
OX/AD monoblocco
...con punte a 3 coni automiscelanti (dette IC o punte
Svantaggi:
! I gas che effettuano il riscaldo sono miscelati fra
loro molto prima della punta e percorrono un
tratto lungo insieme (e i gas sono pericolosi
proprio quando sono miscelati). In caso di ritorno
di fiamma infatti la miscela altamente
infiammabile ripercorre indietro il cannello fino ad
arrivare vicino alla mano dell’operatore.
! La lancia funziona solo con un tipo di gas (AD
oppure GPL) in quanto i fori interni sono differenti
per i due gas.
Vantaggi della soluzione con punte miscelanti:
! Elevata resistenza meccanica delle punte
! Resistenza al ritorno di fiamma
! In caso di ritorno i gas già miscelati percorrono un
tratto molto breve che si esaurisce nella punta.
! E’ il sistema più utilizzato dai demolitori
! La lancia è unica (AD o GPL) è la sola punta che
va scelta in funzione del gas utilizzato
Svantaggi:
! Costo della punta
! Qualità del taglio buona ma inferiore alle altre
MIX) punte
SCELTA DEL GAS E DELL’ATTREZZATURA
PERCHE’ SI SCEGLIE L’ACETILENE O IL PROPANO COME SECONDO GAS?
Premessa: L’acetilene come si diceva è un gas pericoloso. Per stabilizzarne lo stoccaggio
all’interno della bombola viene inserito un materiale (massa porosa) che mantiene assorbito
l’acetone (liquido) e lo rilascia lentamente. Per questo motivo le bombole di acetilene vanno
utilizzate SOLO ed ESCLUSIVAMENTE in verticale.
Per SALDARE. Purtroppo l’acetilene è l’unico gas che è possibile utilizzare per effettuare la
SALDATURA (fusione dei 2 pezzi da unire). Questo per un motivo chimico/fisico. La fiamma
ossi-propano è infatti molto ossidante.
Con il propano la SALDATURA è IMPOSSIBILE.
SI può solo effettuare la BRASATURA (unione dei pezzi con l’utilizzo della bacchetta d’apporto).
Per tagliare vanno bene entrambi (anche se la fiamma di riscaldo ox/acetilene è più calda
rispetto a ox/gpl e ciò può determinare un po’ più di velocità nella prima fase).
C’è da dire che il propano costa molto meno dell’acetilene, è molto meno pericoloso
(l’acetilene è un gas instabile ed esplosivo) ed è molto più facile da ricaricare (si trovano
ovunque centri di ricarica di propano). Il propano è’ il più scelto dai tagliatori.
Per il riscaldo vale lo stesso discorso. Il riscaldo assorbe enormi quantità di gas e pertanto
sarebbe antieconomico utilizzare l’acetilene che è costosissima visto che la differenza di
temperatura è minima rispetto al propano.
CANNELLI da TAGLIO
Un tagliatore professionista non usa un cannello multifunzione per tagliare.
Sceglie un cannello specifico per il taglio. Ne esistono vari tipi.
PUNTE IC a 3 coni
(gas riscaldo miscelati dalla punta)
robustezza/affidabilità
alto passaggio di gas e robustezza
Punte H1F a testa piana
NEW MIXER
Impugnatura
stile italiano
NEW SIDER
Impugnatura
nord europea
ideale x demolitori
Testa del cannello “miscelante”
gas riscaldo miscelati dal cannello
SIDER 2000
Impugnatura
stile Italiano
anche se miscelano i gas prima della punta, questi cannelli rappresentano comunque un buon compromesso sulla
sicurezza in quanto i gas sono separati fino alla fine del cannello e vengono miscelati solo in testa.
SIDER 7
Impugnatura
nord europea
Testa del cannello “miscelante”
SICUREZZA
Dove vanno posizionate le valvole di sicurezza e quante metterne?
Normalmente ne va posizionata una coppia sui riduttori di pressione e una coppia sull’impugnatura (in alternativa a
queste ultime si può applicarne una coppia con attacco a doppio portagomma lungo i tubi a 1 m dal cannello).
Mai più di una coppia di valvole (anche se i tubi fossero lunghi).
Troppe valvole di sicurezza causano cadute di pressione e di portata favorendo addirittura l’insorgere dei
ritorni di fiamma.
valvola di sicurezza
per impugnatura
senza filtro
per grossi flussi
valvola di sicurezza
per impugnatura
acetilene
In caso di uso di lance da riscaldo
con grandi portate 6000-10.000 l/h
è bene utilizzare solo le valvole sul
riduttore e al limite le valvole
senza filtro sull’impugnatura
valvola di sicurezza
per riduttore
ossigeno
valvole antiritorno di
gas (senza filtro)
valvola di sicurezza
per riduttore
UTILIZZO
RIDUTTORE OSSIGENO
A MANOMETRO ALTA PRESSIONE (BOMBOLA)
B MANOMETRO BASSA PRESSIONE (CANNELLO)
C VALVOLA DI SICUREZZA DA RIDUTTORE 3/8
D RACCORDO USCITA 3/8 CON PORTAGOMMA (E)
F DADO ATTACCO RIDUTTORE
G FRANGIGETTO (O CODOLO)
H MANOPOLA DI REGOLAZIONE
RIDUTTORE ACETILENE
A MANOMETRO ALTA PRESSIONE (BOMBOLA)
B MANOMETRO BASSA PRESSIONE (CANNELLO)
C VALVOLA DI SICUREZZA DA RIDUTTORE 3/8
D RACCORDO USCITA 3/8 CON PORTAGOMMA (E)
F DADO ATTACCO RIDUTTORE
G FRANGIGETTO (O CODOLO)
H MANOPOLA DI REGOLAZIONE
UTILIZZO
IMPUGNATURA CON VALVOLE
A DADO PREMILANCIA
B RUBINETTO REGOLAZIONE GAS CARBURANTE
C RUBINETTO REGOLAZIONE OSSIGENO
D VALVOLA SICUREZZA GAS CARBURANTE (SINISTRA)
E VALVOLA SICUREZZA OSSIGENO (DESTRA)
F TUBO GOMMA GAS CARBURANTE (ROSSO)
G TUBO GOMMA OSSIGENO (AZZURRO)
LANCIA PER TAGLIARE A TRE TUBI (PUNTE A MISCELAZIONE)
A PUNTA AUTOMISCELANTE (IC)
B DADO PREMIPUNTA
C TESTA PORTAPUNTA
D RUBINETTO PRERISCALDO OSSIGENO
E RUBINETTO A LEVA APERTURA OSSIGENO DI TAGLIO
F DADO PREMILANCIA
G CODOLO
UTILIZZO
LANCIA PER SALDARE
A PUNTA
B CAMERA CONICA (O CAMERA DI MISCELAZIONE)
C O.R.
D O.R.
Assicurare la bombola alla parete (come indicato nelle precauzioni di
sicurezza).
ATTENZIONE!
Se trovate OLIO o GRASSO, NON APRITE LA VALVOLA per nessun
motivo e non collegate il riduttore di pressione. Contattate il fornitore.
L’OSSIGENO REAGISCE CON IL GRASSO E L’OLIO IN GENERE
ACCENDENDOSI E PROVOCANDO FIAMMATE PERICOLOSE.
UTILIZZO
MONTAGGIO
Applicate le valvole di sicurezza al riduttore prima di collegare il
riduttore alla bombola.
In generale i raccordi (dadi ecc) e i dispositivi (valvole) per gas
comburenti (ossigeno) e gas neutri (argon, CO2, azoto ecc.) sono
destri e vanno pertanto avvitati normalmente mentre i gas carburanti
(acetilene, propano ecc) sono sinistri.
Collegare i riduttori alle bombole appropriate.
Per stringere a fondo i raccordi è preferibile utilizzare una chiave
apposita (es. cod. WP91200)
Dopo aver fissato il riduttore e prima di aprire la valvola sulla bombola
assicurarsi che la manopola di regolazione sia completamente svitata
(in senso antiorario) in modo che il riduttore sia impostato su 0 bar in
uscita.
Se non si effettua l’apertura della bombola in questa condizione è
molto probabile che il getto di gas a 200 bar che trovasse la molla
già in tensione (manopola avvitata) distrugga l’otturatore
rendendo inservibile il riduttore (colpo d’ariete).
Parimenti, tutte le volte che si chiude la bombola ci si deve
ricordare di svitare completamente la manopola per la volta
successiva.
UTILIZZO
Controllare le valvole di sicurezza e i raccordi per verificare eventuali
perdite (UTILIZZARE UN CERCAFUGHE SPRAY).
Aprire lentamente la valvola della bombola (durante questa operazione
è sempre preferibile che la valvola si trovi fra Voi e il riduttore in modo
che qualsiasi inconveniente o incidente con danneggiamento del
riduttore non proietti particolari in faccia a chi effettua l’operazione).
ATTENZIONE
La valvola della bombola di acetilene va aperta al massimo di un
giro.
Fissare il tubo di gomma al portagomma fissato sull’uscita della valvola
di sicurezza e assicurare il tubo con una apposita fascetta.
IN PRESENZA DI GRASSO SMETTERE DI USARE IL RIDUTTORE.
UTILIZZO
Mettete sempre le valvole sull’impugnatura del cannello (o in
alternativa le valvole tubo-tubo lungo il tubo a 1 metro
dall’impugnatura).
La valvola ossigeno è filettata destra, quella acetilene/propano è
filettata sinistra.
Dopo aver fissato il tubo ai portagomma delle valvole VERIFICARE
CHE TUTTO sia a perfetta tenuta.
Ricordate infatti che:
La minima perdita di gas causa uno scoppiettio (apparentemente
insignificante) della fiamma che si sta utilizzando ma questi scoppiettii
sono la maggior causa di ritorni di fiamma.
Montare la lancia di saldatura o di riscaldo all’impugnatura.
IMPORTANTISSIMO!
LA LANCIA PER SALDATURA O DA TAGLIO O DA RISCALDO VA
FISSATA ALL’IMPUGNATURA CON LA CHIAVE E NON A MANO.
IL FISSAGGIO A MANO E’ FONTE SICURA DI SCOPPIETTII DELLA
FIAMMA E DI RITORNI DI FIAMMA.
ALTRA AVVERTENZA E’ DI FISSARE LA LANCIA
ALL’IMPUGNATURA GIA’ IN ASSE E NON FISSARLA “COME
VIENE” E POI UNA VOLTA FISSATA RUOTARLA PER FARLE
RAGGIUNGERE LA POSIZIONE VOLUTA. QUESTA OPERAZIONE
CAUSA INFATTI LO SVITAMENTO INTERNO DEL CODOLO E I N
SEGUITO POSSIBILI RITORNI DI FIAMMA.
UTILIZZO
Controllare sempre la presenza degli O-r in quanto in assenza di
questi i due gas potrebbero mescolarsi all’interno della lancia invece
che nel miscelatore povocando sicuri ritorni di fiamma.
Dopo aver controllato la tenuta di tutte le connessioni aprire lentamente la valvola della
bombola.
Per regolare in modo corretto la pressione in uscita del gas far riferimento alle tabelle
riportate sia sul libretto istruzioni del cannello o sul catalogo mujelli.
La regolazione dell giusta pressione si effettua soltanto con queste due condizioni:
1 che l’attrezztura che si andrà ad utilizzare (cannello con la sua punta ad esempio da
taglio già montata) sia già collegato al circuito gas (tubi ecc).
2 che mentre si effettua la regolazione ad esempio del riduttore ossigeno il
corrispondente rubinetto sul cannello sia completamene aperto.
Una volta fatta la regolazione sul riduttore (cosa da fare piuttosto velocemente in quanto
il cannello è aperto) chiudere subito il rubinetto sul cannello.
UTILIZZO
ACCENSIONE e regolazione di una fiamma neutra
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!
!
!
!
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Regolare le giuste pressioni sui riduttori come spiegato alla pagina precedente
Tenere il cannello in una mano e l’accenditore (ve ne sono vari tipi) con l’altra.
APRIRE PRIMA IL RUBINETTO ROSSO DELL’ACETILENE/GPL di un quarto di
giro circa.
ACCENDERE IL GAS con l’accenditore avvicinandolo alla punta.
Regolare (riducendo di solito) l’uscita del gas agendo sul rubinetto rosso fino a
quando non fa più fumo nero e la fiamma esce piuttosto sottile dalla punta
Aprire ora LENTAMENTE il rubinetto BLU dell’ossigeno situato
sull’impugnatura vicino a quello rosso e regolare la fiamma finchè diventa neutra
e brillante (sul significato di neutra vedere la pagina seguente).
Se si tratta di una lancia per saldatura o riscaldo potete ora cominciare a
lavorare, mentre se si tratta di una lancia da taglio dovrete aprire anche
l’altro rubinetto BLU dell’ossigeno (situato sull alancia da taglio) o premere la
leva di taglio dopo aver effettuato il pre-riscaldo del pezzo.
SPEGNIMENTO
Innanzitutto se si sta tagliando chiudere per primo il rubinetto o la leva di taglio.
!
!
CHIUDERE PER PRIMO IL RUBINETTO BLU DELL’OSSIGENO sull’impugnatura
CHIUDERE POI IL RUBINETTO ROSSO DELL’ACETILENE/GPL
NOTA
Invertendo la sequenza si rischia di danneggiare il cannello
Chiudere entrambe le valvole delle bombole.
Se l’impianto viene lasciato incustodito o non utilizzato per diverso tempo svuotare i tubi
dal gas presente all’interno aprendo i rubinetti sul cannello (poi richiudere i rubinetti sul
cannello)
ALLENTARE SEMPRE LA VITE DI REGOLAZIONE DEI RIDUTTORI AL TERMINE
DEL LAVORO. SE INFATTI LE MANOPOLE DI REGOLAZIONE RESTANO
AVVITATE ALLA SUCCESSIVA APERTURA DELLA VALVOLA SULLA BOMBOLA
SI RISCHIA IL DANNEGGIAMENTO DEL RIDUTTORE (colpo d’ariete)
REGOLAZIONE
Tanta acetilene (fiamma carburante)
Si vede il dardo molto lungo.
Tanto ossigeno (fiamma ossidante)
Si vede il dardo molto corto.
Ne ossidante ne carburante (fiamma neutra)
E’ usata in quasi tutte le applicazioni.
Note