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Autogenschweißen: Was Sie bei Acetylen und Sauerstoff beachten müssen

Autogenschweißen ist wegen der vielfältigen Anwendungen beliebt. Die beiden dabei beteiligen Gase, Acetylen und Sauerstoff, sind zwar nicht giftig, bergen aber trotzdem ein hohes Gefahrenpotential.

Es gibt wohl kaum eine Werkstatt, in der nicht ein Autogenschweißgerät zur Verfügung steht. Das liegt vor allem an seiner Universalität. Denn Autogenschweißgeräte werden nicht nur zum Schweißen, sondern auch zum Vorwärmen und Ausrichten verwendet, oder einfach auch um Werkstücke, die klemmen zu lockern.

Daneben können Autogenschweißgeräte auch zum Brennschneiden, Flammstrahlen oder Flammspitzen eingesetzt werden.  Im Gegensatz zum Schutzgasschweißen ist Autogenschweißen auch unempfindlich gegen Luftzug – es kann deshalb ohne Probleme auch draußen eingesetzt werden.

Geballte Information zu allen Schweißverfahren erhalten Sie auf unserer Mega Seite Schweißtechniken

Reiner Sauerstoff erhöht die Flammtemperatur

Um die Flamme zu erzeugen sind die beiden Gase Acetylen und Sauerstoff notwendig. Der Sauerstoff der verwendet wird, sollte einen Reinheitsgrad von mindesten 98 Prozent haben, für Brennschneidarbeiten sollte er besser noch größer als 99 Prozent sein. Ein Wert übrigens, den industriell hergestellte Gase fast immer erfüllen.

Sauerstoff ist hoch konzentriert ein wahrer Brandbeschleuniger. Verbrennungsvorgänge mit reinem Sauerstoff laufen viel schneller und intensiver als mit Luft ab. Das ist beim Autogenschweißen durchaus erwünscht, denn so erreicht man deutlich höhere Flammentemperaturen und beim Brennschneiden einen ungestörten Verlauf.

Das bedeutet aber auch erhöhte Vorsicht: Erhöht man den Luftsauerstoffanteil von 21 Prozent um nur 2 Prozent, dann laufen Verbrennungsprozesse bereits doppelt so schnell ab. Bei 30 Prozent Sauerstoffanteil verbrennen Materialien explosionsartig. Besonders gefährlich ist der Kontakt mit Fetten und Ölen: Kommen sie mit dem unter Druck stehenden Sauerstoff in Berührung, kann das zu einer explosionsartigen Selbstentzündung führen.

Sauerstoff wird in Flaschen mit 10, 20 oder 50 Liter Inhalt geliefert. Die Flaschen stehen mit 200 bar unter Druck, 50 Liter Flaschen werden auch mit 300 Bar Druck befüllt. Eine 50 Liter-Flasche mit 300 bar Druck enthält 15.000 Liter Sauerstoff. Bei der Entnahme des Sauerstoffs kühlt sich die Flasche ab, der Druckregler kann dadurch vereisen. Deshalb sollte man die Entnahmemenge aus einer Einzelflasche auf 1200 bis 1500 Liter pro Stunde beschränken. Braucht man mehr, dann muss aus mehreren Flaschen parallel entnommen werden oder ein Flaschenbündel eingesetzt werden.

Acetylen: ungiftig und mit hoher Flammtemperatur

Die zweite Gaskomponente beim Autogenschweißen ist Acetylen. Dieses Gas wird mit dem Sauerstoff verbrannt. Es ist der Stoff der ersten Wahl, denn mit ihm kann eine besonders heiße Flammentemperatur erreicht werden kann. Mit reinem Sauerstoff erreicht die Flamme 3196 Grad Celsius. Es ist zudem ungiftig und relativ einfach aus Kalziumkarbid und Wasser herzustellen.1 kg Kalziumkarbid ergeben dabei etwa 300 Liter Acetylen. Der Nachteil der hohen Reaktionsfähigkeit: Acetylen wird schnell instabil. Jenseits von 100 Grad oder 2 bar Druck zersetzt sich Acetylen, was zu einer Erwärmung und starkem Druckanstieg führt. Die Folge können Explosionen sein.

Besondere Vorsicht ist im Zusammenhang mit Kupfer geboten. Acetylen-Kupferverbindungen können auch bei niedrigen Temperaturen oder bei kleinsten mechanischen Beanspruchungen explosionsartig zerfallen. Für Rohrleitungen sind deshalb Stahlrohre und Kunststoffdichtungen Pflicht. Messing-Armaturen dürfen nicht mehr als 65 Prozent Kupferanteil besitzen. Selbstverständlich dürfen die Schweißbrenner auch nicht in Behältern oder kleinen Räumen aufbewahrt werden, sondern nur an gut gelüfteten Orten.

Acetylen-Flaschen mit „Schwammspeicher“

Weil Acetylen so schnell zerfällt, haben die Flaschen zu seiner Speicherung eine spezielle Struktur: Eine poröse Masse im Inneren speichert das Gas, und sorgt auch dafür, dass Flammendurchschläge sich nicht zu einer Explosion ausweiten. Aceton oder Dimethylformamid, ein Amid der Ameisensäure, helfen dabei das Gas zu lösen und zu speichern. In einer 50 Liter-Flasche und 18 bar Druck können so 9000 Liter Acetylen gespeichert werden. Der Flaschendruck von Acetylen-Flaschen ist dabei starken Schwankungen unterworfen.

Bei der Entnahme wird nämlich zuerst im oberen Bereich das im Aceton gelöste Gas freigegeben, der Druck sinkt. Später strömt vom unteren Teil Gas nach, der Druck erhöht sich wieder. Weil bei der Abgabe die Temperatur sinkt, verringert sich bei rascher Entnahme auch die Abgabemenge. Bei kurzzeitigen Entnahmen sollte deshalb eine Obergrenze von 1000 Liter pro Stunde eingehalten werden, bei langfristiger Entnahme sind 500 bis 600 Liter pro Stunde möglich. Aber Achtung: Auch in scheinbar leeren Flaschen befindet sich immer noch eine Restmenge Gas. Deshalb immer das Flaschenventil fest schließen – auch bei vermeintlich leeren Flaschen.

Fazit Autogenschweißen

Autogenschweißen ist vor allem dank seiner Vielfältigkeit so beliebt. Die beiden beteiligten Gase Sauerstoff und Acetylen sind jedoch hoch reaktiv. Der Umgang mit ihnen bedarf deshalb großer Sorgfalt.

 

Anleitung zum Schweißen

 

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