Bob Henson e Mike Scruggs

Una discussione sull'ossigeno/acetilene rispetto alle torce aria/acetilene, comprese le applicazioni, i confronti e i suggerimenti sul metallo d'apporto di base

Nella brasatura e nella saldatura, la maggior parte dei tecnici HVACR utilizza abitualmente torce manuali come fonte di calore. Per la brasatura ci sono generalmente due opzioni di attrezzature tra cui scegliere: ossigeno/acetilene o aria/acetilene. Mentre sono disponibili gas combustibili alternativi, la maggior parte degli appaltatori usa ancora l'acetilene. Le caratteristiche e i vantaggi di ogni tipo di attrezzatura saranno al centro di questo articolo.

Come funzionano

Una grande differenza tra le due configurazioni è il modo in cui l'acetilene viene bruciato. Un sistema ossigeno/acetilene richiede un cilindro di gas acetilene compresso e un cilindro di ossigeno compresso ad alta purezza. Combina questi gas per ottenere una temperatura di fiamma intensa. Un sistema aria/acetilene richiede solo l'uso di un singolo serbatoio di acetilene e prende l'ossigeno dall'atmosfera. Poiché l'aria contiene solo circa il 21% di ossigeno, era difficile per le vecchie torce aria/acetilene raggiungere le temperature di fiamma più elevate necessarie per la brasatura. Questa limitazione rendeva queste torce più adatte alla saldatura a bassa temperatura.

Per ottenere una temperatura di fiamma più alta con l'aria, il rapporto aria/acetilene deve essere aumentato. Con lo sviluppo moderno del design della combustione a vortice, i sistemi aria/acetilene sono diventati utilizzabili per la brasatura ad alta temperatura. In queste torce, il gas acetilene che viaggia attraverso la camera di espansione della punta crea un effetto Venturi che travasa più aria nella punta. Il volume d'aria più grande si mescola con l'acetilene a una velocità maggiore, e un rotore o una paletta omogeneizza i gas. Questo crea una miscela più ricca che brucia in modo più efficiente. Questo design unico della punta dà alla fiamma il suo caratteristico modello a vortice.

Temperatura
Le temperature della fiamma possono variare in quanto sono influenzate da diversi fattori. La maggior parte delle fiamme dell'ossigeno/acetilene, tuttavia, misura vicino a 5.400°F all'estremità del cono interno. Le fiamme aria/acetilene misurate in una posizione simile raggiungono tipicamente i 3.000°F. Il fatto che una temperatura di fiamma più bassa non significa necessariamente un'efficienza di riscaldamento ridotta sarà discusso più avanti.

Portabilità/facilità d'uso
Ogni sistema richiede l'uso di regolatori, tubi, maniglie e punte per torce, ma i componenti sono unici per ogni tipo di sistema

L'azione capillare lavora per tirare la lega di brasatura fusa nello spazio tra le parti da unire. Qui viene usato un cannello aria/acetilene

Ossigeno/acetilene: La maggior parte delle configurazioni usate nell'industria HVACR sono del tipo compatto a torcia portatile. L'operatore deve trasportare e ricaricare due bombole, quindi il costo aggiuntivo della bombola di ossigeno deve essere considerato. Le bombole sono di solito lo standard industriale "MC" acetilene (10 cu ft) e "R" ossigeno (20 cu ft). Una fiamma neutra utilizza un rapporto di ossigeno e acetilene vicino a 1,1:1. Poiché i volumi delle bombole sono diversi, l'estrazione è disuguale. Questo significa che gli appaltatori possono spesso fare viaggi extra al distributore di gas o portare con sé bombole di riserva.

Aria/acetilene: Questi sistemi richiedono solo l'uso di una singola bombola di acetilene di dimensione "MC" o "B" (40 cu ft). La singola bombola e i componenti della torcia/regolatore più semplici rendono il sistema facile da trasportare. Un altro vantaggio di un sistema ad aria/acetilene è la capacità di far funzionare punte di diverse dimensioni con un'unica impostazione di pressione. Questo elimina la necessità di ricordare e regolare la pressione per entrambi i gas per le diverse dimensioni delle punte - un requisito con ossigeno/acetilene.

Sicurezza
Poiché due gas vengono miscelati in un sistema ossigeno/acetilene, c'è la possibilità di un ritorno di fiamma, che è l'accensione di gas misti. Questo problema di sicurezza è ridotto con una torcia aria/acetilene, poiché viene usato un solo gas.

Versatilità
I sistemi ossigeno/acetilene sono una scelta popolare per la loro capacità di lavorare su una vasta gamma di applicazioni. Per esempio, l'acciaio può essere saldato con punte standard o tagliato con un accessorio da taglio. I tubi di grande diametro possono anche essere riscaldati usando una punta multifiamma. Per la saldatura, i sistemi aria/acetilene sono preferiti. Le caratteristiche della fiamma permettono un apporto di calore inferiore e riducono il rischio di surriscaldamento della saldatura e del fondente.

Caratteristiche della fiamma e brasatura
Il fatto che una fiamma ossigeno/acetilene abbia una temperatura più alta è già stato menzionato. La considerazione importante non è la temperatura in sé, ma come viene distribuito il calore.

Nella saldatura o nel taglio, la fiamma ossigeno/acetilene è necessaria perché il calore deve essere concentrato in un piccolo punto. Per la brasatura, è necessario un meccanismo diverso chiamato "azione capillare" per tirare la lega di brasatura fusa nello spazio tra le parti. Per ottenere un'azione capillare uniforme, entrambe le parti devono essere riscaldate uniformemente prima di aggiungere la barra. Questo ampio preriscaldamento promuove la conduzione del calore attraverso il giunto e porta entrambi i pezzi alla corretta temperatura di brasatura.

Poiché la temperatura più alta si concentra all'estremità del cono interno, se si usa ossigeno/acetilene per la brasatura, la torcia deve essere tenuta in movimento per distribuire uniformemente il calore. La torcia deve anche essere posizionata più lontano o l'intensità della fiamma surriscalderà il pezzo - particolarmente fastidioso su ottone o alluminio.

La fiamma aria/acetilene è più indulgente. Il cono interno può essere posizionato più vicino al pezzo ed essere lasciato lì più a lungo con meno possibilità di bruciature. La fiamma più ampia tende ad avvolgere il tubo/il raccordo e fornisce una più ampia distribuzione del calore. Molti nell'industria ritengono che queste caratteristiche rendano la brasatura più facile, specialmente per i nuovi tecnici.

Alluminio
Nella brasatura del rame, le bacchette di fosforo-rame-argento si fondono a una temperatura significativamente inferiore al punto di fusione del metallo di base (1.981°F). Si sta assistendo a uno spostamento dell'industria verso le bobine di alluminio e altri componenti. Riparare l'alluminio è diverso. Il metallo di base fonde a circa 1.200°F, ma la maggior parte dei metalli di riempimento usati per l'alluminio fondono appena sotto questa temperatura, spesso fornendo solo una differenza di 130°F.

Le temperature di fusione dell'alluminio più basse significano che l'apporto di calore deve essere ridotto e si deve evitare di concentrare la fiamma su un punto. Usare l'ossigeno/acetilene con attenzione: la temperatura più alta della fiamma, specialmente vicino al cono interno, può fondere rapidamente il tubo di alluminio. L'apporto di calore inferiore dell'aria/acetilene e il modello di fiamma più ampio spesso rendono questo lavoro più facile.

Modello di diffusione del calore aria/acetilene (sinistra) e ossigeno/acetilene (destra)

Sommario
Nella maggior parte degli Stati Uniti, le apparecchiature ad ossigeno/acetilene mantengono il loro predominio nel settore. Per molte applicazioni di brasatura dell'aria condizionata, tuttavia, i cannelli aria/acetilene sono un'alternativa logica. Gli appaltatori che provano le torce aria/acetilene spesso trovano che la loro portabilità e il costo operativo inferiore compensano facilmente il potenziale di un tempo di riscaldamento leggermente più lungo.

Bob Henson è direttore tecnico di Harris Products Group e ha 35 anni di esperienza nella giunzione dei metalli. È membro dell'American Welding Society e presiede il comitato A5H che scrive le specifiche del metallo d'apporto e del disossidante per la brasatura. |Henson è membro del comitato dei produttori di brasatura dell'AWS, del gruppo di attività tecniche degli Stati Uniti che rivede i documenti internazionali di brasatura ISO e del comitato tecnico nazionale SkillsUSA HVACR. È anche membro di RSES e di MSAC.

Mike Scruggs è uno specialista del supporto tecnico per Harris Products Group e un formatore principale per la brasatura sul campo. È un ispettore di saldatura certificato dall'American Welding Society e un membro del comitato AWS A5H che scrive le specifiche della lega di brasatura e del disossidante. Giudica la gara di brasatura HVACR all'evento National Skills-USA ed è membro del comitato consultivo HVACR della Butler Tech Vocational School (Hamilton, OH).

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