Bob Henson und Mike Scruggs

Eine Diskussion über Sauerstoff/Acetylen- und Luft/Acetylen-Brenner, einschließlich Anwendungen, Vergleiche und Vorschläge für unedle Zusatzwerkstoffe

Beim Hartlöten und Löten verwenden die meisten HLK-Techniker routinemäßig Handbrenner als Wärmequelle. Für das Hartlöten stehen in der Regel zwei Geräteoptionen zur Auswahl: Sauerstoff/Acetylen oder Luft/Acetylen. Obwohl alternative Brenngase verfügbar sind, verwenden die meisten Auftragnehmer immer noch Acetylen. In diesem Artikel werden die Ausstattungsmerkmale und Vorteile der beiden Typen im Mittelpunkt stehen.

Wie sie funktionieren

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Anlagen besteht darin, wie Acetylen verbrannt wird. Ein Sauerstoff/Acetylen-System benötigt eine Flasche mit komprimiertem Acetylengas sowie eine Flasche mit komprimiertem hochreinem Sauerstoff. Diese Gase werden kombiniert, um eine hohe Flammentemperatur zu erreichen. Eine Luft/Acetylen-Anlage benötigt nur eine einzige Acetylenflasche und bezieht den Sauerstoff aus der Atmosphäre. Da Luft nur etwa 21 % Sauerstoff enthält, war es für ältere Luft/Acetylen-Brenner schwierig, die zum Löten erforderlichen höheren Flammentemperaturen zu erreichen. Aufgrund dieser Einschränkung waren diese Brenner eher für das Löten bei niedrigen Temperaturen geeignet.

Um mit Luft eine höhere Flammentemperatur zu erreichen, muss das Verhältnis von Luft zu Acetylen erhöht werden. Mit der modernen Entwicklung der Drallverbrennung wurden Luft/Acetylen-Systeme für das Hochtemperaturlöten nutzbar. Bei diesen Brennern erzeugt das durch die Expansionskammer der Spitze strömende Acetylengas einen Venturi-Effekt, durch den mehr Luft in die Spitze gesaugt wird. Die größere Luftmenge wird mit erhöhter Geschwindigkeit mit dem Acetylen gemischt, und ein Rotor oder Flügelrad homogenisiert die Gase. Dadurch entsteht ein reicheres Gemisch, das effizienter brennt. Diese einzigartige Düsenkonstruktion verleiht der Flamme ihr charakteristisches Wirbelmuster.

Temperatur
Die Flammentemperaturen können variieren, da sie von mehreren Faktoren beeinflusst werden. Die meisten Sauerstoff-/Acetylenflammen messen jedoch am Ende des inneren Kegels eine Temperatur von etwa 5.400°F. Luft/Acetylen-Flammen, die an einer ähnlichen Stelle gemessen werden, erreichen normalerweise 3.000°F. Die Tatsache, dass eine niedrigere Flammentemperatur nicht unbedingt eine geringere Heizleistung bedeutet, wird später erörtert.

Tragbarkeit/Bedienungsfreundlichkeit
Jedes System erfordert die Verwendung von Reglern, Schläuchen, Brennergriffen und -spitzen, aber die Komponenten sind für jeden Systemtyp einzigartig

Durch die Kapillarwirkung wird das geschmolzene Hartlot in den Raum zwischen den zu verbindenden Teilen gezogen. Hier wird ein Luft/Acetylen-Brenner verwendet

Sauerstoff/Acetylen: Die meisten in der HLK-Industrie verwendeten Geräte sind kompakte tragbare Brenner. Der Bediener muss zwei Gasflaschen mit sich führen und nachfüllen, so dass die zusätzlichen Kosten für die Sauerstoffflasche berücksichtigt werden müssen. Bei den Flaschen handelt es sich normalerweise um den Industriestandard "MC" Acetylen (10 cu ft) und "R" Sauerstoff (20 cu ft). Bei einer neutralen Flamme wird ein Verhältnis von Sauerstoff zu Acetylen von nahezu 1,1:1 verwendet. Da die Flaschenvolumina unterschiedlich sind, ist auch die Entnahme ungleich. Das bedeutet, dass die Auftragnehmer oft zusätzliche Fahrten zum Gasverteiler unternehmen oder Ersatzflaschen mitführen müssen.

Luft/Acetylen: Diese Systeme erfordern nur die Verwendung einer einzigen Acetylenflasche der Größe "MC" oder "B" (40 cu ft). Durch die einzelne Flasche und die einfacheren Brenner/Regler-Komponenten ist das System leicht zu transportieren. Ein weiterer Vorteil einer Luft/Acetylen-Anlage ist die Möglichkeit, verschiedene Düsengrößen mit einer einzigen Druckeinstellung zu betreiben. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, sich den Druck für beide Gase für verschiedene Düsengrößen zu merken und einzustellen - eine Anforderung bei Sauerstoff/Acetylen.

Safety
Since two gases are being mixed in an oxygen/acetylene system there is potential for a flashback, which is the ignition of mixed gases. This safety concern is reduced with an air/acetylene torch since only a single gas is being used.

Sicherheit
Da in einem Sauerstoff/Acetylen-System zwei Gase gemischt werden, besteht die Gefahr eines Flammenrückschlags, d. h. einer Entzündung der gemischten Gase. Dieses Sicherheitsrisiko ist bei einem Luft/Acetylen-Brenner geringer, da nur ein einziges Gas verwendet wird.

Vielseitigkeit
Sauerstoff/Acetylen-Systeme sind eine beliebte Wahl, da sie für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können. Zum Beispiel kann Stahl mit Standarddüsen geschweißt oder mit einem Schneidaufsatz geschnitten werden. Rohre mit großem Durchmesser können auch mit einer Mehrflammendüse erhitzt werden. Zum Löten werden Luft/Acetylen-Systeme bevorzugt. Die Flammeneigenschaften ermöglichen eine geringere Wärmezufuhr und verringern das Risiko einer Überhitzung von Lot und Flussmittel.

Flammencharakteristik und Hartlöten
Die Tatsache, dass eine Sauerstoff-/Acetylenflamme eine höhere Temperatur hat, wurde bereits erwähnt. Wichtig ist nicht die Temperatur an sich, sondern wie die Wärme verteilt wird.

Beim Schweißen oder Schneiden ist die sauerstoff- bzw. acetylenfokussierte Flamme notwendig, weil die Hitze auf einen kleinen Punkt konzentriert werden muss. Beim Löten ist ein anderer Mechanismus, die Kapillarwirkung", erforderlich, um das geschmolzene Lot in den Zwischenraum zwischen den Teilen zu ziehen. Um eine gleichmäßige Kapillarwirkung zu erreichen, müssen beide Teile gleichmäßig erwärmt werden, bevor der Lotstab hinzugefügt wird. Diese breite Vorwärmung fördert die Wärmeleitung durch die Verbindung und bringt beide Teile auf die richtige Löttemperatur.

Da sich die höchste Temperatur am Ende des Innenkonus konzentriert, muss der Brenner beim Löten mit Sauerstoff/Acetylen in Bewegung gehalten werden, um die Wärme gleichmäßig zu verteilen. Der Brenner muss auch weiter entfernt sein, da die Flammenintensität das Teil sonst überhitzt - besonders problematisch bei Messing oder Aluminium.

Die Luft/Acetylen-Flamme ist nachsichtiger. Der innere Kegel kann näher am Werkstück platziert werden und länger dort verbleiben, ohne dass die Gefahr des Durchbrennens besteht. Die breitere Flamme neigt dazu, sich um das Rohr/die Armatur zu wickeln und bietet eine breitere Wärmeverteilung. Viele in der Branche sind der Meinung, dass diese Eigenschaften das Hartlöten einfacher machen, insbesondere für neue Techniker.

Aluminium
Beim Löten von Kupfer schmelzen Phosphor-Kupfer-Silber-Stäbe bei einer Temperatur, die deutlich unter dem Schmelzpunkt des Grundmetalls von 1.981°F liegt. In der Industrie ist ein Wechsel zu Aluminiumspulen und anderen Komponenten zu beobachten. Die Reparatur von Aluminium ist anders. Das Basismetall schmilzt bei ca. 1.200°F, aber die meisten Zusatzwerkstoffe, die für Aluminium verwendet werden, schmelzen knapp unter dieser Temperatur und bieten oft nur einen Unterschied von 130°F.

Die niedrigeren Schmelztemperaturen von Aluminium bedeuten, dass die Wärmezufuhr reduziert und eine Fokussierung der Flamme auf einen Punkt vermieden werden muss. Verwenden Sie Sauerstoff/Acetylen mit Vorsicht - die höhere Flammentemperatur, insbesondere in der Nähe des Innenkonus, kann das Aluminiumrohr schnell schmelzen. Die geringere Wärmezufuhr und das breitere Flammenbild von Luft/Acetylen machen diese Arbeit oft einfacher.

Luft/Acetylen (links) und Sauerstoff/Acetylen (rechts) Wärmeausbreitungsmuster

Zusammenfassung
In den meisten Teilen der Vereinigten Staaten dominieren nach wie vor Sauerstoff/Acetylen-Geräte die Branche. Für viele Lötanwendungen in der Klimatechnik sind jedoch Luft/Acetylen-Brenner eine logische Alternative. Bauunternehmer, die Luft/Acetylen-Brenner ausprobieren, stellen oft fest, dass die Tragbarkeit und die niedrigeren Betriebskosten die möglicherweise etwas längere Erhitzungszeit leicht ausgleichen.

Bob Henson ist technischer Direktor der Harris Products Group und verfügt über 35 Jahre Erfahrung in der Metallverbindungstechnik. Er ist Mitglied der American Welding Society und Vorsitzender des A5H-Ausschusses, der die Spezifikationen für Hartlötzusatzwerkstoffe und Flussmittel erstellt. |Er ist Mitglied des AWS Brazing Manufacturers Committee, der US Technical Activities Group, die internationale ISO-Lötdokumente überprüft, sowie des National SkillsUSA HVACR Technical Committee. Er ist außerdem Mitglied von RSES und MSAC.

Mike Scruggs ist Technical Support Specialist bei der Harris Products Group und leitender Ausbilder für Lötarbeiten vor Ort. Er ist ein von der American Welding Society zertifizierter Schweißinspektor und Mitglied des AWS A5H-Komitees, das Spezifikationen für Lötlegierungen und Flussmittel erstellt. Er bewertet den HVACR-Lötwettbewerb bei der National Skills-USA-Veranstaltung und ist Mitglied des HVACR-Beirats der Butler Tech Vocational School.

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