Eigenschaften Brennschneiden, Autogenschneiden

Einsatzmöglichkeiten des autogen Brennschneidens

Das autogene Brennschneiden kann im 2D-Bereich für Senkrechtschnitte ebenso eingesetzt werden, wie für Fasenschnitte für die Schweißnahtvorbereitung. Wikipedia schätzt (Stand 26. Oktober 2020), dass ca. 75% aller Schweißfugen durch das Brennschneiden erzeugt werden. Die Schnittlänge aller durch das Brennschneiden erzeugten Schnitt soll allein in Deutschland ca. 750.000 km betragen.

Brennschneiden besitzt den Vorteil, dass mit verhältnismäßig geringem Aufwand maschinell geschnitten werden kann. Ein weltbekannter CNC-Maschinenhersteller hat 2020 ein neues manuelles Schneidsystem weiterentwickelt auf den Markt gebracht. Für wenige Hundert Euro erhält man bereits manuelle Führungsvorrichtungen, die einen gleichmässigen Schnitt in einer Achse erlauben, sogar mit Schrägstellung des Brenners für einen Fasenschnitt. Doch auch CNC-gesteuerte Brennschneidanlagen mit einer einfachen Auslegerachse sind bereits für geringe fünfstellige Summen erhältlich, mit denen dann auch freie Konturen und beliebige Geometrien gebrannt werden können.

Brennschneiden haben wir im Schneidforum unabhängig gegen Plasmaschneiden verglichen und wir sind rechnerisch zu dem Schluss gekommen, dass Autogenschneiden ab ca. 35/40 mm Materialdicke das wirtschaftlichste Trennverfahren für kohlenstoffhaltigen, unlegierten, bzw. niedriglegierten Baustahl ist. Natürlich schneiden moderne Plasmaschneidanlagen auch größere Materialdicken, doch ab dieser Grenze eben nicht mehr preiswerter, als es beispielsweise drei Schneidköpfe mit dem Autogenverfahren erreichen. Im schweren Anlagenbau, in der Baufahrzeugindustrie, bei Verladekrananlagen, Auslegerkranen etc. sind autogene Brennschneidanlagen das Mittel der ersten Wahl, wenn die Schnitte senkrecht gerade oder gefast, mit hoher Genauigkeit und mit komplizierten Geometrien und mit hoher Wirtschaftlichkeit gefordert sind.

Eine weitere Stärke des Brennschneidens liegt in der nahezu fast grenzenlosen Größe der schneidbaren Brennteile. Viele Brennschneidanlagen sind extrem groß ausgeführt, so dass Brennzuschnitte auch schon mal 25.000 mm oder größer sein können und eine Breite von 2.500 mm oder mehr besitzen. Bei derart großen Teileabmessungen relativieren sich die Genauigkeiten schnell, vor allem, wenn hierzu noch keine andere wirtschaftlichere Alternative mit gleicher Vielfalt existiert.

Wie genau schneidet der Autogenbrenner?

Wenn wir von hoher Genauigkeit beim Brennschneiden sprechen, so ist das relativ zu verstehen. Brennschneiden wird in der DIN EN ISO 9013 mit der geringsten Genauigkeit aufgeführt und man darf sich bereits über Schnitte mit einer Genauigkeit von ± 5 mm erfreuen - wenn, und das ist entscheidend - das Material 300 mm und dicker ist.

Die ISO 9013 beschreibt die erzielbaren Genauigkeiten in Abhängigkeit der Materialdicke und der Größe der Kontur. Immer vorausgesetzt, dass nicht zu viele Ausschnitte im Brennteil zu erzeugen sind, die einen wesentlich höheren Energieeintrag zur Folge haben und damit die Genauigkeit des Brennteils durch thermische Ausdehnung start beeinflussen.
300 mm ist übrigens keine besonders hohe Dicke für das Brennschneiden, jedoch stellt es eher eine Herausforderung an den Bediener und seine  Brennschneidanlage dar. Bei dieser Dicke und darüber hinaus ist die Luft für andere Schneidverfahren so etwas von dünn, da spielen Laser, Plasma und Co. kaum noch eine Rolle.

Natürlich ist der Schneidprozess Drahterodieren noch ein Aspirant, der es mit besonders dicken Werkstoffen aufnehmen kann und dies auch noch im Mikrometer-Bereich, aber bei weitem mit einem anderen Stundensatz als beim Autogenschneiden und mit einer komplett anderen Zielsetzung, die eher im Werkzeugbau liegt.

Während das Autogenschneiden für Brennteile eingesetzt wird, die beispielsweise in der Stahl- und Metallbearbeitung verschweißt werden oder aus denen man Behälter und andere technische Anlagen erstellt.

Ein großes Hindernis für eine bessere Genauigkeit des Brennschneidens ist der Verzug des Schneidmaterials. Die eingebrachte thermische Energie in das Material erlaubt problemlos das Beheizen der Halle oder das Kochen eines Dreigänge-Menüs auf einer geschnittenen Blechtafel. Das Material dehnt sich unter dem Einfluss der Hitze enorm aus, was abhängig ist von seiner Dicke, der Anzahl der eingesetzten Brenner und den zu schneidenden Geometrien und der Anzahl der Innenausschnitte, von denen jeder einen Lochstechpunkt benötigt mit entsprechender Vorheizzeit auf die Zündtemperatur.

Hier kann man bereits erahnen, wie bedeutend beim thermischen Schneiden die Erfahrungen des Bedieners und der Arbeitsvorbereitung sind. Damit die Zuschnitte möglichst genau sind, muss diese Ausdehnung, die Lochstechpunkte, die Fahrtdichtungen etc. an die gewünschten auszuschneidenen Konturen angepasst werden. Moderne Verschachtelungsprogramme versuchen auf der CAD/CAM-Ebene durch Rechenalgorithmen die Lochstechpunkte und die Anfahrgeometrien optimal zu setzen und unterstützen die Bediener so weit wie möglich.

Doch am Ende des Tages bleibt es dabei, die Genauigkeit beim Brennschneiden ist verfahrensbedingt begrenzt und stellt die geringste der Schneidtechnologien Plasma, Laser, Wasserstrahl und Erodieren dar. Doch viel entscheidender dabei ist die Frage, welche Mindestgenauigkeit für mein spezielles technisches Teil überhaupt erforderlich ist? Und da zeigt sich, dass in vielen Bereichen der Technik die Genauigkeit des Autogenschneidens völlig ausreichend ist.