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Principio de corte con oxicombustible

1910
Técnico que utiliza un soplete de corte con oxígeno y combustible en un taller de fabricación de metales.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El oxicorte, o corte por llama, secciona los metales ferrosos mediante un proceso de oxidación rápido y exotérmico. En primer lugar, una llama de precalentamiento eleva la superficie del acero a su temperatura de ignición (aproximadamente 870 °C o 1600 °F). A continuación, un chorro de oxígeno puro a alta presión se dirige al punto, iniciando una reacción química, [latex]3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4[/latex], que forma óxido de hierro fundido (escoria) y libera calor.

La eficacia del oxicorte depende de un conjunto específico de propiedades del material. La temperatura de ignición del metal debe ser inferior a su punto de fusión. Si el metal se funde antes de oxidarse, el chorro de oxígeno se limitará a soplar el metal fundido en lugar de mantener la reacción de corte. Esta es una de las principales razones por las que el proceso es muy eficaz para los aceros al carbono pero no para el hierro fundido (alto contenido en carbono) o el aluminio. En segundo lugar, el óxido (escoria) formado debe tener un punto de fusión inferior al del metal base. Esto permite que la corriente de oxígeno a alta presión expulse eficazmente la escoria fundida fuera del corte, lo que se conoce como la sangría, exponiendo metal fresco para continuar la reacción. El proceso es autosostenible, ya que la oxidación exotérmica del hierro genera un calor significativo, que ayuda a mantener la temperatura de ignición a lo largo del recorrido del corte.

Este método no es adecuado para metales no ferrosos como el aluminio y el cobre, ni para aceros inoxidables. Estos materiales forman óxidos altamente refractarios y tenaces (p. ej., óxido de aluminio, óxido de cromo) con puntos de fusión mucho más altos que los del metal base. Estos óxidos forman una capa protectora que impide que el chorro de oxígeno alcance el metal subyacente, inhibiendo así el proceso de corte.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Ingeniería mecánica y maquinaria

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Invención de la oxy-acetylene welding torch
  • Comprensión de las reacciones de oxidación exotérmica del hierro.
  • Disponibilidad de oxígeno comprimido de alta pureza
  • Desarrollo de boquillas capaces de suministrar una, alta velocidad chorro de gas

Aplicaciones

  • Corte de placas de acero gruesas en la construcción naval
  • demolición de grandes estructuras de acero como puentes y edificios
  • procesamiento y reciclaje de chatarra
  • fabricación de componentes de acero estructural
  • Corte y biselado de tuberías para la construcción de tuberías
  • Corte automatizado de perfiles mediante máquinas CNC

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Sistemas de inyección de polvo para permitir el corte de acero inoxidable y metales no ferrosos
  • Brazos de corte robóticos para entornos peligrosos como el desmantelamiento nuclear
  • Corte con oxicorte asistido por láser para un precalentamiento más rápido y cortes más limpios
  • Antorchas de corte multicabezal para cortes paralelos simultáneos en placas grandes
  • Sistemas visuales impulsados ​​por IA para monitorear y controlar la calidad del corte en tiempo real
  • Cortadores de oxígeno portátiles alimentados por batería que utilizan concentradores de oxígeno electroquímicos
  • Sistemas de corte submarino con oxicorte y escudos de burbujas especializados
  • Integración de cabezales de corte de oxicombustible en máquinas CNC de 5 ejes para formas 3D complejas
  • Desarrollo de agentes modificadores de escoria ecológicos para reducir los humos peligrosos
  • acústico emission sensors to detect and prevent burn-through or loss of cut
Relacionado con: oxicorte, oxicorte, oxidación, acero, temperatura de combustión, escoria, corte térmico, precalentamiento, chorro de oxígeno, metales ferrosos.

Contexto histórico

Principio de corte con oxicombustible

1900
1900
1903-05-10
1910
1910
1910
1910
1899-01-01
1900
1903
1906
1910
1910
1910
1920

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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