Teoría del Oxicorte con Gas

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El oxicorte con gas es funcional para su uso con aceros de bajo carbono y baja aleación, con un contenido de carbono generalmente restringido a 1/10 a 3/10 del 1%.  Los diversos elementos de aleación que se encuentran en el acero afectan a la capacidad del oxígeno para cortar el metal.  Elementos como el manganeso, el silicio, el fósforo y el azufre tienen muy poco efecto en los niveles que se encuentran normalmente.  Otros elementos como el cromo, el níquel, el molibdeno y el carbono generalmente reducen la capacidad del oxígeno para cortar el material hasta los distintos límites de cada uno. 

Antes de intentar cortar con soplete una pieza de material, debe estudiarla y tener en cuenta los elementos que contiene, así como las combinaciones de estos elementos, al igual que lo haría si estudiara el metal para obtener sus propiedades físicas para el tratamiento térmico, el endurecimiento con soplete, etc.

Un soplete de corte desvía el oxígeno y mezcla parte de éste con el gas combustible para crear la llama de precalentamiento, formando el anillo de llama alrededor de la punta de corte.  Esta llama de precalentamiento alcanzará una temperatura de 4400°F a 6000°F, dependiendo del gas combustible utilizado así como de la proporción de oxígeno y gas combustible. 

Para iniciar una reacción química, el metal debe elevarse a la temperatura de ignición, que en el acero al carbono suave es de aproximadamente 1600 °F.  En este punto, el metal alcanzará un color naranja brillante y se notarán chispas en el borde superior.  Cuando se alcanza la temperatura de ignición, se abre la palanca de oxígeno de corte y se introduce oxígeno de alta pureza. 

Como el oxígeno se combina químicamente con el hierro de forma exotérmica (reacción exotérmica), el resultado se conoce generalmente como "chorro de corte".  El chorro de corte se encuentra siempre en el centro de la punta y comienza instantáneamente una rápida oxidación del acero a través de la profundidad del corte.  Se libera una enorme cantidad de calor cuando el oxígeno de alta pureza se une al acero durante esta reacción. 

Si se lleva a cabo hasta el final, se tienen tres ecuaciones químicas equilibradas como resultado de esta reacción:

  • Fe + O --- FeO + Calor (63.800 cal) Primera reacción
  • 3Fe + 2O2 --- Fe3O4 + Calor (267.800 cal) Segunda reacción
  • 2Fe + 3/2 O2 --- Fe2O3 + Calor (196.800 cal) Tercera reacción

La tercera reacción se produce, en cierta medida, en el corte de la sección más pesada, predominando la primera y la segunda.  Teóricamente se necesitan 4,6 pies cúbicos de oxígeno para oxidar completamente una libra de acero a óxido ferroso (Fe3O4).  En las operaciones prácticas de corte, la cantidad de oxígeno utilizada es menor porque no todo el hierro se oxida completamente a óxido ferroso.  Esta cantidad fija de oxígeno es la constante necesaria para cortar con llama el metal, independientemente del gas combustible que se utilice para la función de precalentamiento. 

A medida que el hierro se oxida, comienza a fluir; parte del material adyacente a los óxidos de hierro se funde y también fluye, debido únicamente al intenso calor que se libera en la reacción química.  La eliminación de todo el metal se basa en gran medida en la velocidad y coherencia del chorro de corte de oxígeno de alta pureza.