Processo de Corte Oxi-Gás, Notas de aula de Mecatrônica

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ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA

FUNDAÇÃO MUNICIPAL DE ENSINO

Grupo 2

Processos de Fabricação I

Processo de Corte Oxi-Gás

Joaquim F. N. Jardim 250080601

Gustavo M. R. Kobayashi 250080574

Conrado A. Laperuta 250080569

Fernando Fischer 250080578

Marcos Aníbal Da Cunha 250080587

Leonardo Fenato Mariani 264080580

Silvio Alcantara de Almeida 250080592

Prof. Antonio Fernando Godoy

Relatório da Aula Prática de Corte da Disciplina Processos de Fabricação I

Escola de Engenharia de Piracicaba

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 21.000 até 90.000 PSI, que são liberados através de um orifício de focalização de diamante com diâmetro entre 0.1mm e 0.6 mm. 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 60.000 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

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.

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 mais ou menos de quatro milímetros. 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

Primeiramente, em relação ao acabamento propiciado pelo processo de corte a laser e a eletroerosão a fio é indiscutível a qualidade do acabamento, eliminando qualquer outro tipo de processo. No processo de corte por oxi-gás, o que se obteve foi um acabamento rústico, com necessidade de retirada de rebarba formada por meios brutos, esmeril, fresamento dentre outros. Já no processo de corte por plasma, se obteve um acabamento de maior qualidade, ainda houve formação de rebarba, porém mais fina que pelo processo de oxicorte, podendo ser retirada apenas com uma leve batida.

6.5 Explicar como é o processo/sequência de corte da peça do desenho anexo.

Primeiramente, corta-se a peça com o comprimento um pouco maior do que a medida nominal, pois o acabamento de corte não é de muita qualidade. Posteriormente é necessário retificar a superfície de corte da mesma para retirada das rebarbas de corte e deixando-a com 110mm. Em seguida fresam-se as laterais, formando um ângulo de 30º, retirando-se 7,5mm na largura da peça em cada lado da mesma.

7. Conclusão

Vimos nesta aula pratica uma visão geral do processo de corte oxi-gás, seus equipamentos, funções e utilizações. O processo de corte oxi-gás é caracterizado por realizar o corte através da oxidação do metal. A principal vantagem desse processo é por ser de baixo custo e pode ser feito em locais de difícil acesso, pois os equipamentos são transportados com certa facilidade, e vendo por outro lado a sua maior desvantagem é a baixa produtividade e grande perda de material, alem da necessidade da experiencia do operador, tornando assim viável em apenas trabalhos específicos. Um ponto importante desse processo é a regulagem da chama, aonde ela varia de acordo com o material a ser cortado, como exemplo o alumínio, que possui um baixo ponto de fusão, mas necessita de uma chama com alta temperatura para poder realizar o corte.