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Unidad II
OXICORTE DE METALES 1.
EL OXICORTE El corte con oxiacetileno se le conoce como oxicorte, este procedimiento es utilizado industrialmente para seccionar aceros al carbono, aceros de baja aleación, de gran espesor y con diferentes formas. • PRINCIPIO En el proceso de oxicorte, se forma una flama de precalentamiento mezclando oxígeno con un gas combustible (Acetileno o propano) en un soplete o en una boquilla.
Figura 2.1 Forma del oxicortado.
La flama de precalentamiento se dirige hacia un punto del metal, calentando hasta la temperatura superior a la ignición (temperatura a la cual el metal reacciona con el oxígeno). Entonces se inyecta un chorro de oxígeno puro, quien oxida rápidamente al metal base. Produciéndose una combustión (quemado) y no una fusión. • USOS Y APLICACIONES Para cortar metales a un tamaño y forma deseados, principalmente para la preparación de cordones en planchas - perfiles y tubos para calar elementos de construcción de planchas. Desmantelar una estructura metálica, etc. La suposición es que el material sea apropiado para ser cortado con gas.
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1.1
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EQUIPO DE OXICORTE • EQUIPO DE OXICORTE - MANUAL El equipo básico de oxicortar es similar al que se utiliza para la soldadura oxiacetilénica. Muchas veces se utilizan el mismo equipo, con excepción del soplete, boquilla de corte y accesorios. Está compuesto por:
Figura 2.2a Equipo de oxicorte manual.
Figura 2.2b Equipo de protección personal.
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• MAQUINAS DE OXICORTE SEMIAUTOMÁTICO También existen máquinas de corte semiautomático, que utilizan como combustible el acetileno o gas propano con oxígeno, para cada tipo de gas de utilizan diferentes boquillas de corte. Las máquinas pueden ser para cortar planchas, que tienen como guía un riel por donde avanzan y las máquinas para cortar tubos se guían sobre un riel circular o de cadena, ambos se muestran a continuación. Estas máquinas se utilizan industrialmente acoplador con varias boquillas de corte para realizar cortes simultáneos a distancias determinadas.
Figura 2.3 Equipo de oxicorte semiautomático.
Existen dos procedimientos de corte, tomando en cuenta los gases combustibles utilizados: propano y acetileno. En este caso pueden avanzar las mesas o en otros el que avanza son los sopletes.
Figura 2.4 Equipo de oxicorte industrial
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1.2
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LOS ACCESORIOS DE OXICORTE
Figura 2.5 Presentación de diversos accesorios de oxicorte
• EL SOPLETE DE CORTE Implemento que proporciona un medio, para mezclar oxígeno con propano o acetileno en proporciones correctas, produciendo una flama de gran temperatura. Posee además un conducto adicional para el oxígeno, que a alta presión, proporciona el corte del metal.
1.
Boquilla de corte
2.
Tobera
3.
Mezclador de gases
4.
Acople
5.
Válvula de de oxígeno
6.
Válvula de acetileno
7.
Válvula de oxigeno para corte
8.
Acople de oxígeno
9.
Acople de acetileno.
Figura 2.6 Soplete de oxicorte.
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Los sopletes de corte pueden ser de dos tipos: el acoplado a un mango de soldar y e soplete de corte fijo. El primero, se utiliza solamente en el corte con acetileno y el segundo soplete fijo se utiliza tanto con propano como acetileno. En ambos casos, la inclinación entre la boquilla y el cabezal puede ser de 75º y 90º.
Figura 2.7 Soplete fijo de oxicorte de cabezal inclinado a 75º.
Figura 2.8 Soplete de oxicorte intercambiable de cabezal inclinado a 90º.
También existen sopletes de aspiración para maquinas de oxicorte, que tienen una boquilla de presión con tubo de mezcla, donde se mezclan el oxigeno y el acetileno y son llevados hasta la boquilla de corte; o bien sopletes para boquillas mezcladoras de gases. Las boquillas de corte se dividen en: • Boquillas tipo estándar: Hasta una presión de 6 bar aprox. • Boquilla de corte rápido: Hasta una presión de oxigeno de corte de 8 bar aprox. • Boquilla de gran potencia: Hasta una presión de oxigeno de corte de 11 bar aprox.
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• LAS BOQUILLAS Implemento que ajustado al cabezal del soplete, permite la creación de una flama de caldeo, capaz de calentar el metal a cortar. Permite además el paso de un chorro de oxígeno, de alta presión, para el corte.
Figura 2.9 Boquilla de oxicorte y la tobera.
Figura 2.10 Boquillas fijas e intercambiables de oxicorte
Existen boquillas de corte para acetileno, así como también boquillas para el corte con propano, la cual consta de dos piezas.
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Figura 2.11 Boquillas de oxicorte
Para seleccionar la boquilla, se toma en consideración el espesor del material a cortar. 1.3
SELECCIÓN DE BOQUILLAS PARA ESPESORES HASTA 125 MM. Ejemplo para boquillas MA133 ESPESOR DEL
Nº de
PRESIÓN DE
PRESIÓN DE
MATERIAL
BOQUILLA
OXIGENO
ACETILENO
3 – 8 mm.
0
3 - 5 bar
10 – 15 mm.
1
5 – 6 bar
15 – 30 mm.
2
6 – 7 bar
30 – 50 mm.
3
6,5 – 7,5 bar
50 – 70 mm.
4
7 – 7,5 bar
70 – 125 mm.
5
7- 9 bar
0,2 – 0,8 bar
Tabla 2.1 Para seleccionar la boquilla y las presiones de oxígeno y acetileno.
1.4
SEGURIDAD CON EL SOPLETE El soplete debe manejarse con cuidado y en ningún caso se golpeará con él. En la operación de encendido debería seguirse la siguiente secuencia de actuación: 1. 2.
Abrir lentamente y ligeramente la válvula del soplete correspondiente al oxígeno. Abrir la válvula del soplete correspondiente al acetileno alrededor de 3/4 de vuelta.
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3. 4. 5. 6.
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Encender la mezcla con un encendedor o flama piloto. Aumentar la entrada del combustible hasta que la flama no despida humo. Acabar de abrir el oxígeno según necesidades. Verificar el manorreductor.
En la operación de apagado debería cerrarse primero la válvula del acetileno y después la del oxígeno. No colgar nunca el soplete en las botellas, ni siquiera apagado. No depositar los sopletes conectados a las botellas en recipientes cerrados. La reparación de los sopletes la deben hacer técnicos especializados. Limpiar periódicamente las toberas del soplete pues la suciedad acumulada facilita el retorno de la flama. Para limpiar las toberas se puede utilizar una aguja de latón. Si el soplete tiene fugas se debe dejar de utilizar inmediatamente y proceder a su reparación. Hay que tener en cuenta que fugas de oxígeno en locales cerrados pueden ser muy peligrosas. • RETORNO DE FLAMA En caso de retorno de la flama se deben seguir los siguientes pasos: a) Cerrar la llave de paso del oxígeno interrumpiendo la alimentación a la flama interna. b) Cerrar la llave de paso del acetileno y después las llaves de alimentación de ambas botellas. • En ningún caso se deben doblar las mangueras para interrumpir el paso del gas. • Efectuar las comprobaciones pertinentes para averiguar las causas y proceder a solucionarlas.
Figura 2.12 En caso de un retroceso de la flama
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• MANGUERAS • Las mangueras deben estar siempre en perfectas condiciones de uso y sólidamente fijadas a las tuercas de empalme. • Las mangueras deben conectarse a las botellas correctamente sabiendo que las de oxígeno son rojas y las de acetileno negras, teniendo estas últimas un diámetro mayor que las primeras.
Figura 2.13 Cambie la mangueras deterioradas
• Se debe evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o caigan sobre ellas chispas procurando que no formen bucles. • Las mangueras no deben atravesar vías de circulación de vehículos o personas sin estar protegidas con apoyos de paso de suficiente resistencia a la compresión. • Antes de iniciar el proceso de soldadura se debe comprobar que no existen pérdidas en las conexiones de las mangueras utilizando agua jabonosa, por ejemplo. Nunca utilizar una flama para efectuar la comprobación. • No se debe trabajar con las mangueras situadas sobre los hombros o entre las piernas. • Las mangueras no deben dejarse enrolladas sobre las ojivas de las botellas. 1.5
ACCESORIOS AUXILIARES DE CORTE El oxicorte manual requiere accesorios, para mejorar las condiciones del corte, entre éstos se pueden mencionar el carrete y el compás de corte.
Figura 2.14 Uso de carreta y el compás para el corte.
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• CARRETE Es un accesorio graduable, que mantiene la boquilla del soplete a una altura uniforme, entre éstas y el material a cortar. Posee ruedas metálicas, que facilitan el desplazamiento del soplete, en todo el recorrido del corte. El carrete puede utilizarse solo o con guías, para mantener la rectitud del corte.
Figura 2.15 Uso de carreta y el compás para el corte.
• COMPÁS El compás de corte es un implemento que se ajusta al soplete, de la misma forma que el carrete se utiliza para cortar círculos y semicírculos.
Por ejemplo: Corte de una brida circular. Zona de corte
Figura 2.16 Uso de carreta y el compás para el corte.
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Cortar con gas - acero (valores aproximados)
Espesor De plancha
Código Distancia Código de Presión Anchura de la de Consumo Consumo Velocidad soplete de de la tobera soplete a oxígeno acetileno de cortar para cortar oxígeno junta calentar chapa
mm.
Nº
3-10
3-10
10-25
10-25
25-40
25-40
40-60
40-60
mm.
3 -60
mm.
5
bar
L/m
I/h
l/m
I/h
mm/min.
mm
2,5
50
1500
10
300
500
1,5
3,5
150
2700
20
360
300
1,8
5,0
250
3000
40
480
200
2,0
5,5
500
5400
70
700
180
2,2
Tabla 2.3 Para calcular el consumo de gases
El cálculo de consumo aproximado de los gases nos va a permitir estimar los costos de una operación en soldadura o corte, así como poder realizar los trabajos diversos, con un criterio más razonable, eligiendo el número correcto de boquilla, en función del espesor del material o en función del consumo.
1.6
MONTAJE Y DESMONTAJE DEL EQUIPO DE OXICORTE Se hace lo mismo que para soldar; debemos: a) b) c)
Controlar que las conexiones esté limpias - eliminar – las impurezas. Conectar y apretar las tuercas o tornillos. Revisar la hermeticidad con un espumante.
Figura 2.17 Antes de colocar los manorreductores de presión, límpielo.
"AMARRE SIEMPRE LAS BOTELLAS"
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I
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• ENCENDIDO Y APAGADO DE LA FLAMA • Una vez instalado el equipo se procede igual que para soldar; pero se regula apretando la palanca. • El chorro de oxígeno debe ser recto y limpio. • Soltar la palanca de oxígeno de corte.
Figura 2.18 Oxicorte con cuidado y protección personal.
• APAGADO DE LA FLAMA Para el apagado: • • • •
Se suelta la palanca de corte. Se cierra primero la válvula de gas acetileno o propano. Luego la válvula de oxígeno en el soplete. Colgar la manguera en su lugar y tener cuidado que el soplete caliente no haga contacto con la manguera.
Figura 2.19 Ajuste y desajuste sólo con su llave.
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• INICIO DEL CORTE Una vez que la pieza a trabajar esté colocada en forma correcta y la flama ajustada correctamente, se precalienta el metal. Esto se realiza alineando el soplete con la línea de corte y colocando el soplete encima del extremo de la línea de corte con la flama mitad dentro y mitad fuera del borde de la pieza de trabajo hasta que aparezca un punto rojo brillante debajo de la flama. En ese momento apretar lentamente la palanca de corte de oxígeno y mover gradualmente el soplete a lo largo de la línea de corte. • Apartar o quitar materiales inflamables del lugar de corte. • Tener medios de seguridad contra incendios.
Figura 2.20 precaliente el borde e Inicie de oxicorte
Mantener el soplete perpendicular a la superficie del metal en los primeros 10 milímetros de corte, luego inclinar el soplete un poco hacia atrás de modo que la flama se dirija un poco hacia adelante en dirección al corte. El cono interno de la flama se debe mantener separado del metal 4mm. En todo momento. • ALTURA DE CORTE
Figura 2.2 1 Altura adecuada de la boquilla.
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• AVANCE DE CORTE
Figura 2.22 Velocidad de avance adecuado
1.7
ERRORES Y CORRECCIONES DE OXICORTE
Figura 2.23 Oxicortado de diversa planchas de acero
• CORTE PERFECTO: Dejar una superficie regular con las líneas de corte ligeramente marcadas. La superficie puede ser usada para muchas aplicaciones sin tener qué maquinar.
Figura 2.24 Corte aceptable
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• CORTE EN PRODUCCIÓN: Presenta las líneas de corte moderadamente marcadas y una superficie razonablemente tersa. Esta forma representa la mejor combinación en cuanto a calidad y economía.
Figura 2.25 Corte de producción
1.8
¿QUÉ SE OBSERVA EN UN CORTE BISELADO? • BUENA CALIDAD: Se muestra en el excelente acabado que abarca que abarca desde el margen superior del corte, presentando una superficie extremadamente tersa; la parte cortada es dimensionalmente exacta.
Figura 2.25 Corte buena calidad
• DEFECTOS DE CORTE MÁS COMUNES • Boquilla sucia: La tierra u hollín en la boquilla desvía el corro de oxígeno y causa exceso de escoria en el fondo del corte, picaduras y falta de penetración.
Figura 2.26 Corte de mala calidad por boquilla sucia.
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• VELOCIDAD DE CORTE • Demasiado rápido: No se deja tiempo suficiente para permitir que la escoria sea “soplada” fuera del corte. La superficie que deja ligeramente cóncava. • Ligeramente aprisa: Forma las líneas ligeramente hacia atrás aunque se obtiene aún un corte adecuado. La calidad de éste corte se considera satisfactorio en trabajos de producción.
Figura 2.27 Corte aceptable
• Demasiado lento: Produce marcas que muestran presión y que indican demasiado oxígeno para el corte así efectuado.
Figura 2.28 Corte demasiado lento
• DISTANCIA DE LA BOQUILLA • Demasiado cerca: Produce surcos y líneas de corte profundas causadas por la acción inestable del corte. Parte de la flama precalentadora, arde dentro del surco cortado donde la excepción normal de los gases desvían el chorro de oxígeno.
Figura 2.29 Corte con surcos
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• DISTANCIA DE LA BOQUILLA • Demasiado alta: La parte superior del corte demuestra chisporroteo y gotas de metal y redondez. La cara del corte no es pareja, muchas veces es biselada. La eficacia del precalentamiento se pierde por la altura a la que está la boquilla. Se pierde velocidad al cortar debido al peligro de interrupciones constantes en la acción de corte.
Figura 2.30 Corte con chisporroteo
• AJUSTE DE GASES • Demasiado calor al calentar: La parte superior del corte se muestra redondeada por el exceso de precalentamiento, el cual no aumenta la velocidad de corte y sólo representa desperdicio en los gases.
Figura 2.31 Corte con demasiado calor
NORMAS DE SEGURIDAD Norma Técnica Peruana NTP 399.010 – 1
¡
1.9
Figura 2.32
39
AWS Z49.1
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• Retirar cualquier material inflamable que se encuentre cerca del área de trabajo. Las chispas que saltan puede producir incendios.
Figura 2.33
• No coger con guantes las piezas calientes, y proteger en un lugar seguro y marcado para que no se quemen otras personas.
Figura 2.34
Figura 2.35
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1.10 ACTIVIDAD Nº 03 Trabajando en grupo de 3 alumnos completar el cuestionario 1.
¿En qué se diferencia una boquilla de corte con una de soldadura? ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
2.
Mencione dos tipos de boquilla de corte: a. _____________________ b. ___________________________
3.
Explique el modo de encender, regular y apagar la flama para el oxicorte: ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
4.
¿Qué factores se deben tener en cuenta para obtener un oxicorte correcto? a. ______________________________________________________ b. ______________________________________________________ c. ______________________________________________________
5.
¿Mencione algunas aplicaciones del oxicorte? ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
6.
Con la ayuda de la tabla, calcular el consumo de oxígeno para cortar una plancha de 10 mm de espesor en 5 minutos utilizando una boquilla de código 10 -25. ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
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7.
¿Por qué es importante utilizar anteojos de protección y guantes al momento de oxicortar? ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
8.
¿Cuál es la altura mínima que debe existir entre la tobera (boquilla) y pieza de metal a cortar? Para corte manual = ______________________________________ Para corte semiautomático = _______________________________
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