(Fr.: usinage autogene des métaux; Du.: autogene Metallbearbeitung; Eng.: autogenous metal working), metaalbewerking waarbij warmte wordt gebruikt, verkregen door verbranding van een brandbaar gas met zuurstof. Als brandstof werd oorspronkelijk waterstofgas toegepast, tegenwoordig meestal acetyleen (ethyn) en ook wel aardgas en soms propaan. Tot de autogene bewerkingen behoort in de eerste plaats het zeer veel toegepaste autogeen snijden van staalplaat, gietijzer en de nonferrometalen, verder autogeen lassen en autogeen druklassen.
Autogeen snijden.
Als een zuurstofstraal een tot lichtrood gloeiend verhitte staalplaat treft, wordt het staal ter plaatse verbrand; bij voldoende zuurstoftoevoer en geschikte plaatdikte ontstaat een gat, waardoor de gemakkelijk vloeibare oxiden worden weggespoten. Door een geschikte besturing van de vóórwarming en de zuurstofstraal kunnen met de huidige snijtechniek zeer nauwkeurig sneden worden gemaakt. Dit snijproces kan worden toegepast als aan de volgende voorwaarden is voldaan:
1. het metaal moet in de zuurstofstraal kunnen verbranden tot een gemakkelijk vloeibaar oxide;
2. de ontstekingstemperatuur van het metaal in de zuurstofstroom moet lager zijn dan de smelttemperatuur van het metaal;
3. het smeltpunt van het metaaloxide, d.w.z. de zich vormende slak, moet lager zijn dan het smeltpunt van het metaal zelf;
4. de verhouding van verbrandingswarmte en warmteafvoer door het warmtegeleidingsvermogen van het metaal moet zo groot zijn dat door het verbrandingsproces met inbegrip van de vóórwarmvlam, de ontstekingstemperatuur in de snijgleuf voortdurend behouden blijft.
Er moet zeer zuivere zuurstof worden gebruikt. Als gas kan worden gebruikt:
1. acetyleen;
2. propaan;
3. lichtgas,
waarbij de temperatuur van de vlam in deze volgorde afneemt (tevens zie hierna: Autogeen lassen).
Bij het snijden onder water, ten behoeve van o.a. bergingswerkzaamheden, wordt in plaats van bijv. acetyleen waterstof gebruikt, omdat de druk van het gas hoger moet zijn dan voor acetyleen toelaatbaar is.
Door het verwisselen van een mondstuk kunnen de branders van het autogeen lassen voor het snijden worden gebruikt (zie hierna: Autogeen lassen). De vóórwarm- en snijmondstukken zijn één- of tweedelig. Platen van meer dan 3 mm dikte snijdt men met een brander die twee concentrische openingen bevat. Platen van 0,5...3 mm worden gesneden met een brander, waarbij de vóórwarmvlam voorloopt ten opzichte van de zuurstofstraal.
Men kan blokken van 300 mm dikte nog snijden met acetyleen; bij nog dikker materiaal gebruikt men waterstof, omdat daarbij de vóórwarmvlam dieper doordringt. Gladde en nauwkeurige snijvlakken worden mogelijk met snijmachines, die volgens een omtrek of een tekening en in de massafabricage volgens schablonen worden gestuurd. De snijnauwkeurigheid gaat tot 0,1 mm; er zijn drie nauwkeurigheidsgraden die door afwijkingen van de rechte hoek ten opzichte van de rechte lijn, en van de rondheid worden bepaald. De kwaliteit van het snijvlak is ook naar een aantal klassen gerangschikt, die nl. door de groefnaloop, de oneffenheden, de groefdiepte en de afsmeltdoorsnede worden bepaald. Teneinde bij het snijden zo min mogelijk afvallend plaatmateriaal te krijgen worden op tekeningen voorbereidende snijschetsen van de sneden in de te bewerken platen gemaakt. Het autogene snijden wordt ook gebruikt om de lasnaden van de V- en de X-naad voor te bewerken door afschuinen van de plaatkanten.
Voor het snijden van hooggelegeerde staallegeringen en grijs gietijzer wordt het autogene poedersnijden toegepast. Bij de hoge temperatuur van het hierbij in de snijvoeg toegevoegde verbrandende ijzerrijke poeder worden ook de bij hogere temperatuur smeltende oxiden van de Cr- en de Cr-Ni-stalen vloeibaar. Dit poederproces is noodzakelijk voor het autogeen snijden van de nonferrometalen. De zuurstoflans is een bijzondere snijbrander die met poeders werkt en voor allerlei doeleinden kan worden gebruikt.
Autogeen lassen (Fr.: soudure autogène; Du.: Gasschmelzschweissen; Eng.: (autogenous) gas welding), een smeltlasmethode (tegenstelling: druklasmethode) waarbij de voor het lassen benodigde warmte wordt geleverd door de steekvlam van de lasbrander. Autogeen lassen wordt bewerkstelligd door brandstofgas en zuurstof te verbranden (zie Lassen en solderen). Het materiaal van de te verbinden delen wordt in de laszone samen met het aanvullende identieke materiaal van de lasdraad vloeibaar; na afkoeling ontstaat een duurzame lasverbinding.
Als brandstofgas wordt meestal acetyleen (ethyn) gebruikt dat geleverd wordt uit acetyleenontwikkelaars of uit stalen gasflessen (gele kleur), als opgelost gas acetyleendissousgas genoemd. In deze ontwikkelaars wordt uit calciumcarbide en water het acetyleen ontwikkeld volgens de reactie:
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2, waarbij 2,7 MJ per kg Carbide aan warmte vrijkomt.
Er bestaan lage-druk- (120 kPa = 1,2 × 105 N m−2) en hoge-druk- (250 kPa) ontwikkelaars, die aan bepaalde strenge veiligheidsvoorschriften moeten voldoen wegens de grote warmteontwikkeling met kans op explosieve ontleding van het acetyleen. Bovendien is er de kans op ontploffing van het zeer explosieve mengsel van het gas met lucht (explosiegrenzen van acetyleen met lucht zijn 3,5...65% C2H2 en met zuurstof van 2,8...93% C2H2). De ontwikkelaars zijn verrijdbaar voor de kleinere capaciteiten van 1...10 kg Carbide per uur (0,3...3 m3 gas per uur) en stationair voor de grote geheel automatisch werkende ontwikkelaars tot 1000...2000 kg carbide per uur (300...600 m3h−1). De geelgekleurde acetyleenflessen met een overdruk van 150 kPa bij 15 °C hebben een inhoud van 5...40 liter. Uit veiligheidsoverwegingen wordt van de grote oplosbaarheid van acetyleen in aceton gebruik gemaakt. Aangezien ook dan nog geen explosieveilige vorm van opslag is verkregen, worden de flessen gevuld met een poreuze adsorberende massa die gedrenkt is in aceton en lost men hierin het acetyleengas op (dissousgas). Een normale fles bevat 5...6 kg acetyleen (ca. 5000 liter).
De zuurstof wordt meestal geleverd uit stalen flessen (kleur blauw) met een vuldruk van 1,5 kPa overdruk en in een zuiverheid van 97...99%.
De flessen worden door middel van een afsluiter aan de kop van de flessen en een reduceerventiel aangesloten, waarbij volgens norm voor de gasflessen linkse draad en voor de zuurstofflessen rechtse draad wordt gebruikt. De beide gassen worden in gescheiden slangen naar de lasbrander gevoerd. De steekvlam ontstaat door verbranding van gas onder druk met zuurstof; gas en zuurstof stromen uit een mondstuk waarin wordt gemengd. Het mondstuk is een verwisselbaar onderdeel van de brander die verder uit een greep met twee afsluiters bestaat. Het verwisselen van de mondstukken is nodig om verschillende lengtes van de vlam te kunnen instellen naar gelang van de dikte van de te lassen delen. In de verhouding acetyleen/ zuurstof van 1:1 ontstaat de neutrale vlam, waarmee bij goede menging de hoogste vlamtemperatuur van ca. 3000 °C wordt bereikt waarbij de grootste lascapaciteit wordt verkregen en de minste chemische invloed op het smeltbad wordt uitgeoefend.
Het werken met zuurstofoverschot levert bij staal een brosse lasnaad met slakinsluitsels. Het werken met acetyleenoverschot levert bij staal opgekooide harde barstige lasnaden. Normaal autogeen lassen levert taaie, dichte en elastische lasnaden met echter het nadeel dat een brede laszone verwarmd is, waardoor een grote vervorming van de werkstukken na het lassen optreedt. De vervorming tracht men te voorkomen door het te lassen materiaal voor te warmen, waarvoor de lasbrander zeer geschikt is.
In het algemeen wordt zo gewerkt dat de stootvlakken van de plaats van de las of lasnaad vloeibaar worden door smelten; het gesmolten materiaal vloeit samen en vormt na afkoeling de lasverbinding. Als er niet voldoende materiaal voor het samenvloeien is, wordt met lasdraad gewerkt die in chemische samenstelling aan de te lassen werkstukken moet zijn aangepast en meestal wat hoger is gelegeerd om de verbrandingsverliezen aan te vullen. De lasdraad is blank getrokken, gegloeid en verkoperd als bescherming tegen het roesten.
Bij het hanteren van de brander tijdens het lassen onderscheidt men het naar links of vooruit lassen en het naar rechts of achteruit lassen. Bij de eerste methode is de lasrichting in de richting van de uitstromende lasvlam; de lasdraad wordt voor de vlam gehouden. Bij de tweede methode is de lasvlam gericht op de reeds gelaste naad; de lasdraad wordt tussen vlam en deze lasnaad gehouden. Voor de voorbewerking van de samen te lassen werkstukken en de soorten lasnaden.
Het naar links of vooruit lassen is voor dunne plaat, gietijzer en de nonferrometalen, de tweede methode is voor dikkere plaat en het construeren door lassen van pijpleidingen en drukvaten; dan echter wordt meestal de voorkeur gegeven aan de elektrische smeltlasmethoden en wel aan het elektrische vlambooglassen met een metaalelektrode.
Het autogeen lassen wordt in hoofdzaak toegepast in de smederij en in kleine bedrijven voor licht werk; het is een betrekkelijk goedkope lasmethode.
Autogeen druklassen (Fr.: soudure autogène sous pression; Du.: Gaspressschweissen; Eng.: autogenous pressure welding) of vlamlassen onder druk, lasmethode, behorende bij de druklasmethoden (tegenstelling: smeltlasmethoden), waarbij beide te lassen delen in de laszone worden verhit door een gaszuurstofbrander die ook bij het autogeen lassen wordt gebruikt. De delen kunnen reeds gedurende het verhitten samengedrukt zijn of, eerst na het bereiken van de vloeiing, bij het smelten van het staal bij de stootplaatsen door een pers worden samengestuikt. Hierdoor worden ook de gevormde oxiden uit de las geperst, zodat een betere las ontstaat. Bij het vervaardigen van stalen buizen maakt men bij het fretzmoonproces gebruik van het autogeen druklassen. Bandstaal wordt in trektrechters en profielwalsen tot buizen met sleuven gevormd, die met branders tot de lastemperatuur worden verhit en vervolgens de kanten met drukrollen gelast. Een oven gaat aan het las-walswerk vooraf waarin het bandstaal tot 1350 °C wordt voorgewarmd. Het fretz-moonproces bereikt, afhankelijk van de buisdiameter, produktiesnelheden tot 300 m min−1; de uitwendige buisdiameter gaat van 10...75 mm. Met het autogeen druklassen worden ook stalen buizen stomp op elkaar gelast.