Ossitaglio, saldobrasatura e brasatura

L’ossitaglio delle lamiere in dell’acciaio non è una semplice azione meccanica ma una vera reazione chimica, pertanto la combinazione degli elementi ed il loro grado di purezza devono essere mantenuti entro determinati valori affinché la reazione avvenga con determinata resa. Quando il ferro viene portato al rosso scuro, tramite la fiamma di riscaldo, si ossida con notevole rapidità e da luogo alla formazione di tre ossidi che si dispongono in triplice strato sopra la superficie del ferro riscaldato. La reazione è fortemente esotermica, ed è notevolmente accelerata dalla temperatura, verso i 1300° C diventa rapidissima. Portato alla temperatura adatta il punto superiore della sezione di taglio, la reazione si innesca generando una forte quantità di calore sufficiente a riprodurre, lungo tutta la sezione di taglio, la continuità della reazione; da questa proprietà dipende la possibilità di applicare l’ossitaglio su lamiere di piccolo o grosso spessore. Affinché la reazione possa avvenire in maniera uniforme e continua devono essere soddisfatte alcune condizioni fondamentali:

• la reazione deve essere fortemente esotermica per riprodurre in continuità le condizioni di temperatura necessarie.
• la temperatura di fusione dell’ossido formatosi sia inferiore a quella del metallo da tagliare. Deve essere spazzato via dal getto e mettere a nudo nuove superfici di metallo.
• il peso specifico dell’ossido deve essere inferiore a quello del metallo da tagliare e ciò facilita l’azione meccanica del getto.

Soddisfatte queste condizioni fondamentali per la reazione il taglio può essere eseguito per completare la lavorazione di ossitaglio delle lamiere. Risulta quindi che il getto di ossigeno assolve ad una duplice funzione:

• ossidazione e quindi combustione del metallo.
• asportazione per energia cinetica di tutti gli ossidi superficiali di reazione.

Per quanto riguarda l’azione chimica di reazione dell’ossigeno con il Fe si osserva che una ossidazione spinta è sempre una garanzia di migliore utilizzazione del getto di taglio. La purezza dell’ossigeno ha un’influenza di primaria importanza sulla velocità e quantità di formazione degli ossidi e fa si che la reazione si svolga più rapidamente e più completamente. Una maggiore quantità di Fe reagirà con l’ossigeno formando più ossido che ha il massimo grado di ossidazione e sviluppa una forte quantità di calore. Diverse prove hanno evidenziato che la percentuale di ferro non ossidato presente nelle scorie aumenta al crescere della temperatura del pezzo, dall’impurezza dell’ossigeno, dalla velocità del taglio e dalla pressione del gas.

Con ossigeno più puro si ha modo di ossidare (bruciare) una maggiore quantità di ferro. Questo fatto ha una notevole importanza pratica e si tramuta in un migliore rendimento globale dell’ossiaglio dell lamiere con forte risparmio di ossigeno ed acetilene e superiore qualità di taglio. Le impurezze presenti nell’ossigeno producono una diluizione dell’elemento essenziale e limitano le condizioni ottime di reazione col metallo da tagliare.

Con ossigeno a titolo di purezza inferiore all’80% l’ossitaglio delle lamiere, di piccolo o grosso spessore, risulta impossibile.

Purezze di ossigeno comprese tra il 90% ed il 96% danno luogo a tagli di natura erosiva, con ossidazione lenta ed incompleta accompagnata sempre da una parziale fusione del ferro con notevole abrasione dovuta alla energia cinetica del getto. Il consumo dell’ossigeno risulta troppo elevato.

Lavorazioni di ossitaglio di discreta qualità sulle lamiere si possono ottenere con ossigeno a purezza 97% – 98,5%.

Tagli di qualità ineccepibile e veramente economici si possono ottenere soltanto con ossigeno ad elevato grado di purezza 99% – 99,5%. Dal lato qualità il taglio risulta migliore in quanto viene ossidata (bruciata) una maggiore quantità di ferro, le scorie liquide incandescenti hanno un minore peso specifico ed una tensione superficiale minore. Ne risulta un taglio perfetto con la quasi assenza di striature, superficie perfettamente liscia.

Ai vantaggi sopra descritti dobbiamo aggiungere il risparmio in Acetilene che ne deriva. Il miglioramento della combustione del Ferro per ossidazione produce un innalzamento della temperatura del pezzo controbilanciando largamente il raffreddamento provocato dal getto di taglio, quindi la fiamma di riscaldo può essere tenuta bassa con vantaggi anche qualitativi nella lavorazione di ossitaglio.