Brennschneiden - ist das nicht überholt?

Sprungverzeichnis zu den Themen auf dieser Seite:

Stahl 500 mm dick mit Brennschneidverfahren geschnitten
Stahl 500 mm dick mit Brennschneidverfahren geschnitten

Brennschneiden mit Sauerstoff hat eine mehr als hundertjährige Tradition in der Stahl und Metall verarbeitenden Industrie. Obwohl es sich dabei um ein sehr altes und bewährtes Verfahren handelt, ist es bis heute aus der Metallverarbeitung nicht wegzudenken. Doch beginnen wir damit, uns Stück für Stück in das Thema Brennschneiden einzuarbeiten.

Soviel schon mal vorab: Durch moderne Brenner mit integrierter Automatisierungstechnik und Digitalisierungskomponenten wird das autogene Brennschneiden zum neuzeitlichen Erlebnis. Der Schneidprozess erfordert hingegen nach wie vor gewisse Fachkenntnisse im Umgang mit Gasen und den Metalleigenschaften sowie Erfahrung. Auf den nun folgenden Seiten haben wir eine Reihe an Daten und Fakten und Meinungen für Sie zum Thema "autogenes Brennschneiden" zusammengestellt. Schneidforum wünscht Ihnen beim Lesen eine spannende Unterhaltung.

Unterschied von Brennschneiden versus Autogenschneiden?

Die Begriffe werden umgangssprachlich oftmals synonym benutzt, man spricht vom Brennschneiden und meint in der Regel das autogene Brennschneiden oder in Kurzform Autogenschneiden.

Brennschneiden beschreibt einen Schneidprozess, in dem unter anderem Sauerstoff als Schneidgas eingesetzt wird. Sowohl Plasmabrenner als auch Laserschneider können im Modus "Brennschnitt" Stahl mit Hilfe von Sauerstoff schneiden, man spricht dann vom Brennschneidmodus. Unter dem Begriff Brennschneiden können sich damit mindestens die drei thermischen Schneidprozesse Plasma-, Laser- und Autogenschneiden verbergen. Spricht man hingegen vom Autogenschneiden oder vom autogenen Brennschneiden so wird damit in der Regel der Schneidprozess mit einem Gasbrenner unter Verwendung von Sauerstoff als Schneidgas und einem zusätzlichem Heizgas bezeichnet. Beim Plasmaschneiden hingegen kommt der Lichtbogen, erzeugt durch elektrische Energie ins Spiel und beim Laser ist es die Strahlenernergie.

Wir verwenden im Schneidforum synonym alle drei Begriffsformen, sowohl das Brennschneiden als auch das Autogenschneiden und das autogene Brennschneiden, wenn wir vom Zuschnitt mit Gas sprechen.

Was bedeutet der Begriff "Autogenschneiden"?

Der Begriff Autogen setzt sich zusammen aus den beiden Silben AUTO und GEN.

Die Silbe AUTO ist eine abgekürzte Form des aus dem altgriechisch stammenden Wortes "autonom". Es bedeutet gemäß Duden soviel wie: aus sich selbst oder von selbst entstehend; selbsttätig; selbst erregt oder ohne Zuhilfenahme eines Bindematerials. Diese Silbe finden wir auch im populären Begriff "Auto", es fährt selbsttätig, aus sich selbst heraus.

Die Silbe GEN ist eine abgekürzte Form von "generate" die laut Duden meist dem griechischen Ursprung zugeordent wird und bedeutet soviel wie erzeugen, schaffen, hervorbringen, verursachend. Unser Wort Generator spiegelt die Bedeutung gut wider, der Generator erzeugt bzw. bringt elektrischen Strom hervor.

Damit kann die Wortbedeutung von Autogen in etwa wie folgt beschrieben werden: Es bezeichnet einen Prozess, der aus sich selbst heraus entsteht, weiter fort besteht und etwas erzeugt.

Wie groß ist der Markt für das autogene Brennschneiden?

Autogenes Brennschneiden ist keine exotische Fertigung, ganz im Gegenteil. Kaum ein Schweißer hätte Arbeit, wenn zuvor die Teile nicht zugeschnitten und mit einer erforderlichen Schweißnahtfase versehen worden sind.

  • In der Regel werden in Deutschland jedes Jahr ca. 40 - 44 Mio. Tonnen Stahl produziert und verarbeitet. In 2020 waren es aufgrund der weltweiten Corona-Beschränkungen erheblich weniger mit rund 36 Mio. Tonnen.
  • Ein großer Teil dieses Stahls muss als Tafel oder Rohr zugeschnitten werden. Dies übernehmen - nach unserer Schätzung min. 36.000 CNC-gesteuerte Schneidmaschinen, davon rund 10.000 Autogenschneidmaschinen, von denen die meisten mit mehr als einem Brennkopf ausgerüstet sind.
  • Diese erzeugen pro Jahr rund 750.000 km an Schnittmetern für Brennteile und Besäumungen.
  • Durch spezielle Vorrichtungen lassen sich die Brenner auch hervorragend zum fasen der Bleche für die Schweißnahtvorbereitung einsetzen.
  • Man schätzt, dass ca. 75% aller Schweißfugen durch Brennzuschnitte entstanden sind. Diese Zahl erscheint uns nicht mehr aktuell zu sein, da Qualitätsplasmabrenner verstärkt in den Markt der Schweißnahtvorbereitung eingedrungen sind und mit 3D-Köpfen ausgestattet erzeugen sie Schnittfugen bis 80 mm, ja sogar bis 100 mm Kantenlänge. Dennoch stammt ein Großteil der Schweißnahtvorbereitung nach wie vor aus der Hand von Brennschneidmaschinen.
Brennzuschnitt mit Schweißnahtfasen
Brennzuschnitt mit Schweißnahtfasen

Ist das autogene Brennschneiden obsolet geworden?

Autogenschneiden ist ein Verfahren, das auf der Verbrennung von Kohlenstoff mit dem Sauerstoffstrahl basiert. Daran hat sich auch nach 100 Jahren nichts geändert. Man könnte ebenso fragen, ist es nicht eine veraltete Technik, wenn der Apfel vom Baum fällt? Wohl kaum, denn das Gravitationsgesetz ändert sich nicht. Ebenso wenig ändert sich das Gesetz der Oxidation. Die Verbrennnung von kohlenstoffhaltigem Stahl durch Hinzugabe von Sauerstoff folgt einem  physikalischen Gesetz, dass sich ebenso wenig ändert wie die Gravitation. Brennnschneiden ist keine veraltete Schneidtechnologie und schon gar nicht obsolet, wie wir später zeigen werden.

Durch Entwicklung neuer Heizgase, durch den Einsatz elektronischer Helfer bei der Höhenregelung oder der Zündung und durch die Erschließung von Automatisierungspotentialen hat sich die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens an die Neuzeit angepasst. Der eigentliche Schneidprozess verläuft hingegen nach wie vor mit der Sauerstoffflamme nach dem Gesetz der Oxidation wie vor 100 Jahren, nur eben um ein vielfaches optimiert und digitalisiert.

Vor einigen Jahren traf ich mich mit meinem Kollegen aus England in einem gemütlichen Pub in einem Vorort von London. Nach ein paar Glas "Tee" tauschten wir unsere Marktbeobachtungen aus. Shocking! Da wollte er mir doch weismachen, dass "kein vernünftiger Mensch mehr brennschneidet - das sei doch komplett veraltet"!

Was würden Sie darauf geantwortet haben?

  • Option A: Stimmt, Brennschneiden ist obsolet
  • Option B: Vielleicht ist Autogenschneiden in einer speziellen Branche nutzlos geworden
  • Option C: Autogenschneiden, dauert einfach zu lange! Mit Plasma, Laser geht es alles viel schneller - Plasma- oder Laserschneiden gehört die Zukunft
  • Option D: Autogenschneiden, es gibt zur Zeit keine wirtschaftlichere Lösung für das Schneiden dicker Bleche

Hier die Auflösung: "Nein, Brennschneiden ist NICHT obsolet!"

Antwort D ist richtig. Das jeweils einzusetzende Schneidverfahren richtet sich natürlich nach dem Bedarf und den Anforderungen, siehe unseren Beitrag zur Auswahl der Schneidverfahren. Wird dicker Baustahl geschnitten, so ist autogenes Brennschneiden die wirtschaftlichste und damit nach wie vor die beste Wahl. Antwort C beinhaltet ein Körnchen Wahrheit, denn natürlich kann dünneres Material mit Plasma oder Laser schneller geschnitten werden, daher sollte man den Autogenbrenner aus wirtschaftlichen Gründen nicht im Dünnblechbereich einsetzen und im mittleren Blechdickenbereich nur bedingt, hängt vom Einzelfall ab.

Schauen wir die Landesstatistiken an, so stellen wir fest, dass in Deutschland mehr Anlagen und Maschinen produziert werden als in England oder einem anderen europäischen Land (Stand 2015).
Maschinen und Anlagen, vor allem Pressen und Schwerlastkrane benötigen jedoch häufig Bleche, die wesentlich dicker als 40 mm sind!
Ständerbleche, Fußplatten, Rahmen, Behälter, Böden, Fahrzeuge, Sonderkonstruktionen etc. enthalten besonders dicke Materialien!
In Deutschland wird sehr viel mehr Stahl zwischen 30 mm bis 300 mm und weit darüber hinaus geschnitten als in England und genau in diesem Bereich hat der Brennzuschnitt seine volle Berechtigung.

Lohnt sich das Brennschneiden überhaupt?

Autogenes Brennschneiden gilt als das wirtschaftlichste Trennverfahren, wenn bestimmte Blechdicken zu schneiden sind. Nach unserern Berechnungen hat es bei den reinen Schnittkosten oberhalb bestimmter Materialdicken im Vergleich der vier Schneidverfahren die Nase weit vorn.

In unserem Kostenbetrachtungen findet der interessierte Leser hierzu eine Reihe von Daten und Schneidkostenberechnungen. Ebenso im Kostenkalkulator können die Schnittkosten pro einem Meter Schnittlänge für bestimmte Materialgüten und Dicken betrachtet werden.

Einige Schneidbetriebe haben sich auf das Schneiden von Blechen bis 800 mm und sogar bis 1.500 mm Materialdicke spezialisiert. Betriebe, die besonders dickes Material schneiden, können Sie über den Marktplatz anfragen.

Liegt die Blechdicke überwiegend im mittleren Dickenbereich, so sollte ermittelt werden, ob das Plasmaschneiden die wirtschaftlichere Alternative ist, weil nach unseren Berechnungen Plasma mit einem Brenner bis zu ca. 30-40 mm Blechdicke preiswerter schneidet als 3 Autogenbrenner mit Propan dies zu leisten vermögen (Modellabhängig).

Im direkten Vergleich 1 Plasmabrenner gegen 1 Autogenbrenner ist der Plasmabrenner bei Materialdicken von über 40 mm noch wirtschaftlicher. Doch dies sollte von Fall zu Fall individuell ermittelt werden, nicht zuletzt sind auch die Anforderungen, die Genauigkeiten, das Konturteil mit seiner Geometrie und die Automatisierung der Schneidmaschine entscheidend.

Welche Gründe sprechen für das Brennschneiden?

Dies sind eine ganze Reihe:

  • Es besitzt beim Zuschnitt großer Materialdicken die beste Wirtschaftlichkeit
  • Die Schnittkanten sind besonders rechtwinklig, immer vorausgesetzt, Brenner und Gase sind richtig eingestellt und besitzen die erforderlichen Qualitäten
  • Die Rauheit der Schnittkanten ist gering
  • Die Aufhärtung der Schnittkanten ist im Verhältnis zum Plasma- und Laserzuschnitt in der Regel geringer
  • Die Investition für die Gesamtanlage ist besonders günstig
  • Der Schneidprozess ist besonders robust
  • Die Betriebs- und Umgebungsanforderungen sind geringer als bei Plasma und Laser
  • Die Anforderungen an das Führungssystem der Schneidanlage sind geringer
  • weitere, siehe Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile

FAZIT:

Das Brennschneiden ist ein spezieller Schneidprozess, der besonders im oberen Blechdickenbereich ab 50 mm Materialdicke nicht wegzudenken ist und für den es bei Dicken oberhalb von 250 mm zur Zeit keine Alternative gibt, wenn die Wirtschaftlichkeit die entscheidende Rolle spielt - aus der Schwerindustrie ist daher das Autogenschneiden nicht weg zu denken.


© 2011 - 2022, Schneidforum Consulting GmbH & Co.KG, Solingen