Processo de Corte Oxi-Gás

Processo de Corte Oxi-Gás

(Parte 1 de 2)

Grupo 2

Processos de Fabricação I Processo de Corte Oxi-Gás

Joaquim F. N. Jardim250080601
Gustavo M. R. Kobayashi250080574
Conrado A. Laperuta250080569
Fernando Fischer250080578
Marcos Aníbal Da Cunha250080587
Leonardo Fenato Mariani264080580
Silvio Alcantara de Almeida250080592

2 Prof. Antonio Fernando Godoy

Relatório da Aula Prática de Corte da Disciplina Processos de Fabricação I Escola de Engenharia de Piracicaba

1. Objetivos5
2. Introdução5
2.1 Processo de Corte por Jato d’Água5
3. Descrição da Prática7
3.1 Materiais Utilizados7
3.2 Método7
4. Apresentação dos Resultados8
5. Análise dos Resultado8
6. Questões9

3 7. Conclusão 1

Lista de Figuras Figura 5.1 – Foto Processo de Corte Oxi-Gás 8

1. Objetivos

Mostrar o funcionamento do processo de corte de chapas metálicas através dos equipamentos de corte oxi-gás.

Os alunos deverão observar todo o processo desde a preparação dos equipamentos como dos materiais a serem cortado.

É importante observar também as questões relacionadas a segurança, principalmente por se tratar de equipamentos que exigem uma série de cuidados em função de se trabalhar com produtos perigosos, como oxigênio e acetileno.

2. Introdução 2.1 Processo de Corte por Jato d’Água

O Processo de Corte por Jato d’Água foi desenvolvido em 1968, por Norman C.

Franz da Universidade de Columbia (EUA), que trabalhou em parceria com a empresa McCartney, atual KMT Warterjet Systems Inc. Este processo foi primeiramente utilizado para corte de madeira. Com o passar do tempo e o avanço tecnológico, o processo de corte com jato d’água foi desenvolvendo e hoje é utilizado em indústrias. Através de um processo usando-se energia mecânica, adquirindo uma pressão na água de 21.0 até 90.0 PSI, que são liberados através de um orifício de focalização de diamante com diâmetro entre 0.1m e 0.6 m. O orifício e o tubo de focalização produzem um jato preciso de água pura ou com abrasivo, criando bordas bem acabadas prontas para aplicação em produtos finalizados.

Há duas etapas principais envolvidas no processo de corte a jato d'água. Primeiro, a bomba de altíssima pressão ou o intensificador pressuriza a água corrente normal em uma pressão de até 60.0 psi (4.137 bar) para produzir a energia necessária ao corte. Segundo, a água é focalizada através de um orifício de diamante para formar um intenso jato cortante. O jato se move à velocidade Mach 3, três vezes superior à velocidade do som, dependendo de como a pressão da água é exercida. O processo é aplicável apenas em jatos d'água e abrasivos. Existem duas maneiras de utilização do jato d’água: com ou sem abrasivo, a escolha depende da dureza e espessura do material a ser seccionado.

O abrasivo é primeiramente armazenado no reservatório pressurizado e transportado para um conjunto de medição que controla a quantidade de partículas alimentadas ao bico. O abrasivo é introduzido no jato de corte por uma câmara de mistura especial situada na cabeça de corte abrasivo. O corte abrasivo com o jato d'água atua permite que materiais mais duros sejam cortados mais rapidamente com a aceleração do processo de erosão. Após o corte, a energia residual do jato é dissipada em um tanque coletor que armazena o material do veio cortado e o abrasivo usado. Os processos de produção por corte com jato d’água podem ser subdividos em três formas ou dimensões:

Unidimensional - Em um corte reto, usa-se com freqüência o jato d'água contínuo, ou seja, pressão e vazão constantes. A estrutura do sistema costuma ser bastante simples, as velocidades são altas e o sistema é quase sempre apenas água.

Por usar fluxos muito pequenos (o consumo de água é bastante baixo), o sistema pode utilizar várias cabeças de corte ao mesmo tempo.

Aplicações: materiais macios como papel, plástico, placa de gesso, produtos alimentícios, espumas, materiais de isolamento, etc.

Bidimensional - A aplicação mais difundida é a mesa de corte 2D. A cabeça de corte se move em eixos X-Y, de acordo com as saídas definidas por um controlador CNC. Geralmente o eixo Z (altura) é controlável, para adaptação a materiais não planos ou mais espessos, pois a cabeça de corte precisa estar bem próxima do material. As características importantes são, a velocidade de corte e o número de peças a serem cortadas.

O tamanho das máquinas varia bastante, de mesas de 0,6 m x 0,6 m a mesas muito grandes. Há ainda muitas opções, como se a mesa terá uma serra ou um cortador de plasma preso a ela.

Aplicações: metais como o Titânio, Aços Inox e Carbono, compostos, cerâmica, pedra, vidro e materiais densos e duros até 200mm de espessura.

Tridimensional - Há dois subgrupos para aplicações 3D: aplicações de robótica, em que a cabeça de corte fica instalada em um braço robótico, e mesas de corte, que recebem um eixo de rotação e giratório, além dos eixos X, Y e Z.

Aplicações: na robótica, consegue-se cortar materiais com profundidade e curvaturas particulares, como revestimentos internos do teto de automóveis, painéis de instrumentos, painéis de portas, dentre outros.

3. Descrição da Prática

3.1 Materiais Utilizados

-Cilindro de gás natural; -Cilindro de oxigênio;

-Manômetro;

-Mangueiras;

-Maçarico e bico de corte;

-Chapa de aço carbono.

mais ou menos de quatro milímetros

Nesse processo de corte oxi-gás não utilizou o gás acetileno para realizar o corte, foi usado o gás natural. O corte foi efetuado numa chapa de aço carbono com espessura Nota: os maçaricos de corte possuem duas entradas para o oxigênio e uma entrada para o gás utilizado. Sendo uma das entradas do oxigênio serve para realizar o pré- aquecimento e a outra para realizar o corte.

3.2 Método

Podemos dividir a pratica do processo de corte em operações. Primeira operação: ajustou-se a pressão do oxigênio e do gás com o auxilio do manômetro fixado nos cilindros de acordo com a espessura da chapa a ser realizado o corte.

Segunda operação: abriu-se primeiramente o registro do gás natural no maçarico para ascender chama e após, realizou o ajuste do fluxo (chama de aquecimento e corte) regulando a pressão do oxigênio, no registro e no gatilho do maçarico.

Terceira operação: com chapa posicionada numa bancada iniciou o pré- aquecimento no local do corte até que o mesmo ficou incandescente e após, acionou o gatilho do maçarico iniciando o corte.

Nota: a primeira e segunda operação foi realizada apenas pelo instrutor. Obs. Para a realização do corte, o metal (chapa) foi aquecido até uma temperatura chamada “temperatura de ignição”, onde se gera uma bolha de fusão. Após isso foi injetado oxigênio puro (acionamento do gatilho do maçarico), causando a oxidação do material. Essa reação gera uma enorme quantidade de calor, suficiente para fundir os óxidos de ferro formado; a pressão ocasionada pelo oxigênio é suficiente para pressionar o óxido para baixo, deslocando-o e assim ocorre a separação do material.

4. Apresentação dos Resultados

A chapa cortada mostrou um corte irregular, consequente da falta de experiencia do grupo no manuseio de equipamento de corte. A chapa mostrou uma perda de material consequente da oxidação provocada pela chama e injeção de oxigênio, juntamente com um acabamento de baixa qualidade, especialmente nas bordas.

5. Análise dos Resultado

O processo mostrou-se eficiente até certo ponto, pois ele causa muitas rebarbas no material e causa uma grande quantidade de respingos, como mostrado na Figura 5.1, mostrando-se necessário o uso de EPI, produzindo um acabamento grosseiro. Ele não é eficiente no corte do alumínio, por exemplo, pois este, em contato com o ar, oxida, criando uma camada de óxido de alumínio em sua superfície, e esta camada resiste a uma temperatura de aproximadamente 3000 °C.

A habilidade do operador acaba sendo necessária na necessidade de se fazer um corte reto, pois pelo experimento notou-se que qualquer pessoa é capaz de realizar o corte com breves instruções, mas realizar um corte reto, mesmo com a ajuda de apoio, mostra-se como sendo mais difícil.

Figura 5.2 – Foto Processo de Corte Oxi-Gás

6. Questões

6.1 Explique porque não é possível cortar o alumínio e aço inoxidável com o processo oxí-gás, uma vez que a temperatura proporcionada pela chama é superior a temperatura de fusão desses dois materiais.

Independente das altas temperaturas de corte, o processo de oxicorte é um processo em que se pode cortar apenas materiais que oxidam (Ferro Fundido, aço carbono). O Alumínio e o Aço Inoxidável, não oxidam, por isso quando o material já atingiu seu ponto de fusão e é aplicado o jato de oxigênio, não há uma oxidação, o que acontece é apenas um espalhamento da bolha de fusão.

6.2 Explique como é feito o corte pelo processo oxí-gás.

Para a realização do corte, o metal deve ser aquecido até uma temperatura chamada "temperatura de ignição", onde se gera uma bolha de fusão. Após isso é injetado oxigênio puro, causando a oxidação do material. Essa reação gera uma enorme quantidade de calor, suficiente para fundir os óxidos de ferro formados, a pressão dada pelo oxigênio é suficiente para pressionar o óxido para baixo, deslocando-o e ocorrendo assim a separação do material.

6.3 Que parâmetros devem ser levados em consideração na escolha das condições para o corte do aço carbono? Faça uma relação tomando como referência a espessura, indicando a máxima possível de ser cortada com qualidade.

Os parâmetros que devem ser levados em consideração para o corte por oxi-gás são: espessura do material a ser cortado; teor de carbono; velocidade de corte (velocidade de deslocamento da chama;, pressão de oxigênio para corte;distância entre a saída do gás e o material; pressão do acetileno. As espessuras de corte possíveis neste processo variam entre 1 e 2 polegadas.

6.4 Faça uma análise do acabamento conseguido por estes dois processos, tomando como referência os processos de corte mecânico, o processos de corte laser e ainda o processo por eletroerosão a fio.

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