Knippen

Het knippen van metaal komt logischerwijs sterk overeen met het knippen van stof of papier. Voor het knippen van metaal zijn verschillende methoden beschikbaar, zoals: handmatig, met een plaatschaar of met een hefboomschaar. Er kan echter ook geknipt worden met een hydraulische (oliedruk) schaar, een zogenaamde ‘guillotineschaar’.

Met behulp van een neerhouder wordt een plaat geklemd tussen twee messen. Het bewegende mes (ook wel mesbalk genoemd) gaat naar beneden en knipt de plaat doormidden. Het bewegende mes staat hierbij onder een hoek. Hierdoor is minder kracht nodig om de plaat door te knippen, aangezien de beschikbare snijkracht wordt verdeeld over een kleiner oppervlak.

Tijdens het knippen wordt het bovenvlak (oppervlak van de plaat) door het bewegende mes eerst ingedrukt. Dit verklaart waarom de kniprand aan de bovenzijde een klein beetje afgerond is (plastisch vervormd). De druk van de messen op het materiaal neemt toe, waardoor een deel van de plaat netjes afschuift (gesneden deel) en resulteert in een relatief glad oppervlak. Het resterende deel breekt af (gescheurd deel), omdat dit deel de druk niet meer aankan. Aan de onderzijde van de kniprand ontstaat een scherpe braam.

De verhouding tussen afschuiven en afbreken hangt onder andere af van de te knippen materiaalkwaliteit, machine-instellingen en snijgereedschap.

Een vuistregel bij dunne staalplaten is dat de verhouding tussen afschuiven en afbreken ongeveer ½ is (indicatieve waarde).

Bij dikke staalplaten breekt een groter deel uit. Een vuistregel is dat de verhouding dan ongeveer ⅓ is (indicative waarde).

Hoe brosser het materiaal, des te groter de afbreekzone. Bottere messen vergroten ook de afbreekzone.

Autogeen snijden

Bij autogeen snijden wordt met een vlam het materiaal lokaal verhit en vervolgens met een krachtige zuurstofstraal ‘verbrand’ en weggeblazen.

Uit een branderkop ontbrandt een gasmengsel die de plaat lokaal verhit tot zo’n 700-900°C. Uit het midden van de brander komt een straal zuurstof die een reactie aangaat met het verhitte staal. Dit wordt ook wel verbanden genoemd. Er vormen oxiden, oftewel slak, die vervolgens weggeblazen worden door de zuurstofstraal. Onder de plaat is dit zichtbaar door een regen van vonken. De straal snijdt uiteindelijk door de plaat heen.

Autogeen snijden wordt toegepast bij niet of laaggelegeerde staalsoorten. Omdat oxiden een veel hoger smeltpunt hebben dan het basismateriaal zelf, zijn rvs en aluminium niet geschikt om autogeen te snijden.

Een groot voordeel van autogeen snijden is dat de maximale plaatdikte vrijwel onbeperkt is. Een nadeel is dat de gesneden rand erg ruw is.

Plasmasnijden

Bij plasmasnijden wordt een gas in een toestand gebracht die we plasma noemen. Dit gas heeft een zeer hoge energiewaarde gekregen, ruim voldoende om materiaal te snijden.

We kennen stoffen in meerdere toestanden. Een bekend voorbeeld is water. We kennen het in vaste toestand (ijs), in vloeibare toestand (water) en in gas toestand (damp). Minder bekend is de vierde toestand waarin we het kunnen brengen, een geïoniseerde toestand genaamd plasma.

Wanneer we van een gas toestand naar een plasma toestand gaan, neemt de energie van het gas enorm toe. We kunnen dit onder andere zien in de vorm van warmte. Water is warmer dan ijs, damp is warmer dan water. Plasma is dus de ‘overtreffende trap’ van damp. Bij het plasmasnijden wordt hiervan gebruik gemaakt.

Voor het opwekken van het plasmagas gebruiken we argon, een mengsel met argon, of stikstof. Tussen de (wolfraam)elektrode en het plaatoppervlak wordt een elektrische spanning geschakeld. Het langsstromende gas wordt geïoniseerd waardoor energie enorm toeneemt. De temperatuur van plasma ligt boven 20.000°C en treedt uit de toorts met een snelheid die het geluid benadert. Het verhitte plasmagas stroomt dus met hoge snelheid uit de snijtoorts.

Het plasmagas smelt lokaal het onderliggende plaatmateriaal en blaast het gesmolten materiaal uit de snede weg. Dit heeft voldoende hitte om ook oxiden e.d. te smelten waardoor het ook toepasbaar is voor andere materialen zoals rvs en aluminium. Vanwege de hoge temperatuur is het noodzakelijk om de snijtoorts te koelen met water om te voorkomen dat deze wegsmelt.

Auteur: Wonnie van Beek

Dit hoofdstuk is onderdeel van onze opleiding, klik hier voor meer informatie

Wil u meer weten over de MCB Campus? download dan hier onze brochure