Autogene Verfahren
Anwendungsbereiche für Prozesswärme
Autogentechnik mit Flüssiggas Schneidbrennen, Flammlöten, Flammstrahlen, Warmrichten und weitere Anwendungsbereiche zur Erzeugung von Prozesswärme.
Flüssiggas ist eine umweltfreundliche Alternative bei der Erzeugung von Prozesswärme. Prozesswärme wird einerseits als Wärme bezeichnet, die für technische Prozesse und Verfahren wie Trocknen, Schmelzen oder Schmieden benötigt wird.
Andererseits kann unter Prozesswärme auch Abwärme verstanden werden, die bei Prozessen frei wird. Großteils wird die Wärme über fossile Brennstoffe erzeugt. Doch der Einsatz von Flüssiggas spielt eine immer wichtigere Rolle im Blick auf die Energiewende und den Einsatz erneuerbarer Energien bei der Wärmeerzeugung.
Im Folgenden werden die Anwendungsbereiche von Prozesswärme aus Flüssiggas beschrieben und autogene Verfahren zur Generierung von Wärme beleuchtet.
Inhaltsverzeichnis
Lesedauer insgesamt ca. 6 Min
Autogene Verfahren
Autogentechnik sind Fertigungsverfahren bei denen gasschweißbare Metalle mittels Wärme einer Brenngas-Sauerstoff, einer Brenngas-Druckluft- oder einen Brenngas-(Ansaug-)-Luft-Flamme verbunden oder bearbeitet werden. Im Bereich der Prozesswärme stellen autogene Verfahren die benötigte Wärmeenergie bereit.
Dazu wird ein Brennstoff wie Flüssiggas unter Zugabe von Sauerstoff verbrannt. Die dabei freiwerdende Energie wird für verschiedene Prozesse genutzt.
Unterschieden werden Verfahren zum Verbinden (Gasschweißen und Flammlöten), Beschichten (Flammspritzen), Trennen (Brennschneiden, Ändern der Stoffeigenschaft (Flammwärmen) und Umformen (Flammrichten). Zunehmend kommt autogene Verfahren auch bei nichtmetallischen Werkstoffen zum Einsatz.
Autogentechnik ist in Industrie und Handwerk kaum wegzudenken, denn ohne Schweiß-, Schneid- und Löttechnik steht kommen weder Schiffbau noch Weltraumsonden weiter, weder Fahrrad noch Teekessel zum Stehen.
Brennschneiden (auch Schneidbrennen)
Was den Gas-Stapler in Hallen zum Einsatz bringt, hilft auch beim autogenen Brennschneiden (auch Schneidbrennen genannt). Flüssiggas-betriebene Brennschneider (Schneidbrenner) mit Sauerstoffdüse schneiden mithilfe einer Heizflamme Werkstoffe.
Diese werden durch die Flamme auf Zündtemperatur erwärmt und unter Zugabe von Schneidsauerstoff im Sauerstoffstrahl verbrannt. Diese Schneider kommen häufig in Hallen zum Einsatz. Durch die geringe CO2- und Schadstoffentwicklung vom Flüssiggas ist er für die Nutzung in Innenräumen ideal.
Blockflämmen & Fugenhobeln
Ähnlich wie beim Brennschneiden werden Metalle wie Stahl mittels Hitze behandelt. Das Metall wird jedoch nicht durchtrennt, sondern es wird nur die Oberfläche bearbeitet.
Beim Blockflämmen werden Oberflächenpartikel mittels Vorwärmeflamme und Sauerstoffstrahl abgetragen. Beim Fugenhobeln wird dem Metall eine Nut eingebrannt, die eine Schweißnaht aufnehmen kann.
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Flammstrahlen
Beim Flammstrahlen wird das metallische (oder mineralische) Werkstück befreit von Rost, Zunder und andere Verschmutzungen. Durch Hitzeeinwirkung verbrennt oder platzen ungewünschte Belege und Verschmutzungen vom Grundmaterial ab.
Flüssiggas sorgt für die optimale Temperatur, wenn beispielsweise Schiffsrümpfe oder Bleche gesäubert und entrostet werden. Bei der Gebäudesanierung kommt Flammstrahlen zum Einsatz, wenn Beton auf dem Boden oder Beton an Wänden gereinigt werden muss.
Flammwärmen & Flammrichten
Wie beim Flammstrahlen erzeugen Flüssiggas-Brenner beim Flammwärmen eine Flamme, die Werkstücke für nachfolgende Schweiß- oder Schneideprozesse örtlich erwärmt.
Beim Flammrichten hingegen erwärmt eine Propan-Sauerstoff-Flamme Werkstücke auf eine bestimmte Temperatur, mit dem Ziel sie zu verformen.
Flüssiggas hat bei diesen Verfahren den Vorteil, dass es in kleinen Mengen mobil eingesetzt werden kann.
Flammlöten
Verbrennen Flüssiggase wird CO2 und Wasserdampf gebildet. Für Stahl und andere eisenhaltige Metalle können sie deshalb beim Schweißen mit dem Schweißgerät nicht zum Einsatz kommen. Die Verbrennungsprodukte können zu Beschädigungen der Schweißnaht führen. Wo Flüssiggas aber zum Einsatz kommen kann, ist beim Löten.
Beim Flammlöten muss das Lot mittels einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme oder Brenngas-Luft-Flamme auf Arbeitstemperatur erwärmt werden. Beim Löten wird nicht also das Werkstück selbst, sondern nur das Lot geschmolzen. Ist das Lot erwärmt, schmilzt es und füllt die Lötstelle aus.
Je nachdem welche Grundwerkstoffe mit welcher geforderten Festigkeit zum Löten benutzt werden, wird zwischen Hartlöten und Weichlöten unterschieden. Weichlöten hat eine Arbeitstemperatur von unter 450 °C, Hartlöten eine über 450 °C. Beim Löten werden Werkstoffe durch ein metallisches Lot zusammengeführt. Beim Hartlöten kommen andere Lote (z. B. Silber-, Messinglote) zum Einsatz als beim Weichlöten (z. B. Blei-Zinn-Lote).
Die Lötverbindung zwischen Lot und Grundwerkstoff besteht aus einer gegenseitigen Haftung und einer Art Legierungsbildung. Beim Löten wird zusätzlich Flussmittel benötigt. Diese lösen die Oberflächenoxide der Metalle auf und vermeiden Neubildung während des Lötvorgangs.
Das Flammlöten wird in Fugenlöten und Spaltlöten unterschieden. Der Lötvorgang ist gleich, von Fuge spricht man, wenn die Oberfläche der zu verbundenen Werkstücke einen größeren Abstand als 0,5 mm voneinander haben.
Vorteile von Flüssiggas bei Verfahren der Autogentechnik
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