Coupage Oxy-combustible Expliqué : Procédé, Diagramme et Avantages

Le coupage oxy-combustible a été utilisé pour la première fois par ESAB en 1907. On dit que c'est la méthode la plus économique pour couper l'acier au carbone. La possibilité de combiner la procédure avec le jet d'eau ou le plasma sur le même composant est l'un de ses plus grands avantages.

Dans cette lecture, nous allons explorer ce qu'est le coupage oxy-combustible, son application, son diagramme, ses caractéristiques et comment il fonctionne. Nous explorerons aussi les avantages et inconvénients.

Commençons !

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Qu'est-ce que le Coupage Oxy-combustible ?

Le coupage oxy-combustible est la méthode de découpe des métaux utilisant une combinaison d'oxygène et de gaz combustibles. Le propane, le gaz naturel, l'acétylène et quelques autres gaz mélangés sont quelques-uns des gaz combustibles souvent utilisés.

La méthode pour couper des tôles d'acier sur machines CNC est très appréciée ; le métal est ensuite exposé à un flux d'oxygène, qui le brûle en un oxyde métallique qui émerge sous forme de laitier du trait de scie.

Application

Voici les applications du coupage oxy-combustible en soudage :

• Largement utilisé pour le chanfreinage et le biseautage en soudage.
• Utilisé en coupure manuelle brute, découpe de ferraille et découpe de contours automatisée.
• Utilisé en métallisation, coupage, pliage et trempe à la flamme.

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Caractéristiques

Un coupage oxy-combustible de qualité a les caractéristiques suivantes :

Matériau : L'acier doux est coupé avec la technique oxy-combustible. Cette technique de coupage à l'oxygène ne peut couper que les métaux dont les oxydes ont un point de fusion inférieur au métal de base. Sinon, le métal forme une croûte protectrice qui arrête l'oxydation dès qu'elle commence. Seuls l'acier doux et quelques alliés bas répondent à ces exigences.

Épaisseur de paroi : Comparé au coupage plasma, l'oxy-combustible peut couper des parois plus épaisses. En raison des quantités énormes d'énergie nécessaires pour atteindre des épaisseurs comparables, le plasma ne peut pas couper de plus grosses barrières.

Angle de coupe : Grâce à la concentration du faisceau d'oxygène, l'oxy-combustible peut couper à des angles plus raides jusqu'à 70°, tandis que le plasma ne peut couper qu'à 45°.

Coupes droites : Quand l'angle est excessivement raide, le faisceau plasma a tendance à dévier. L'automatisation peut toutefois compenser cette déviation.

Coûts : Comparé au coupage plasma, le coupage à l'oxygène est une option plus rentable. Investissement initial, consommables et coûts d'exploitation sont tous inférieurs. Cependant, en tenant compte du profilage 3D dans l'industrie de l'acier lourd, les cadences de fabrication sont généralement plus faibles en dessous de 20 mm d'épaisseur.

Comment fonctionne le coupage oxy-combustible

Voici les bases du fonctionnement du procédé de coupage oxy-combustible :

1. Préchauffage :

Avant le coupage, l'acier doit être chauffé avec des flammes de préchauffage à sa température d'inflammation, environ 980 °C (1800 °F). Ainsi, l'acier réagit plus facilement avec l'oxygène. Le métal est chauffé par des flammes de préchauffage produites par un chalumeau oxy-combustible.

Dans le chalumeau, l'oxygène et le gaz combustible se combinent pour créer un mélange hautement combustible. Pour concentrer le mélange combustible en de nombreux micro-jets, la buse du chalumeau comporte plusieurs trous disposés en cercle. Ce mélange carburant-oxygène est enflammé à l'extérieur de la buse.

La flamme de préchauffage résultante se développe au bout de la buse. Elle peut être ajustée pour atteindre la température maximale dans la flamme la plus petite en variant le rapport carburant/oxygène. Cela aide à concentrer la chaleur sur une petite portion de la surface de la tôle d'acier à couper.

2. Perçage (Piercing) :

La surface de la tôle atteint la température d'inflammation (environ 980 °C) quand la flamme de préchauffage est appliquée. Ensuite, un fin jet d'oxygène pur à haute pression est dirigé vers la zone chauffée pour percer la tôle. C'est ce qu'on appelle « l'oxygène de coupe ». Un processus d'oxydation rapide commence dès que le jet d'oxygène de coupe frappe l'acier chaud.

L'acier oxydé se transforme en scories fondues. Pour permettre au jet d'oxygène de traverser la tôle, les scories doivent être éliminées. Le jet d'oxygène est forcé plus profondément dans la tôle selon son épaisseur. Les scories fondues sont projetées hors du trou percé pendant cette procédure.

3. Coupe :

Le chalumeau peut être déplacé régulièrement pour créer une coupe continue une fois que le jet d'oxygène traverse la tôle. La procédure crée des scories fondues, qui sont soufflées vers le bas de la tôle.

La surface de la tôle, sauf la zone directement devant la coupe, est réchauffée par la chaleur produite par la réaction chimique entre l'acier et l'oxygène. Mais sans flamme de préchauffage, cette chaleur est insuffisante pour accomplir une coupe. Pour fournir de la chaleur à la tôle pendant que le chalumeau avance, une flamme de préchauffage est utilisée pendant toute la coupe.

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Avantages

Voici les avantages du coupage oxy-combustible :

• Haute précision et qualité de bord droit.
• Peut couper l'acier doux jusqu'à 100 mm (4 pouces) d'épaisseur.
• Le bord permet d'amorcer et couper l'acier de 250 à 300 mm (10 à 12 pouces) d'épaisseur.
• Réduit le temps et la main-d'œuvre avec plusieurs chalumeaux.

Inconvénients

Voici les inconvénients du coupage oxy-combustible :

• Ne peut pas couper l'acier inoxydable dans des conditions normales.
• Vitesses de coupe plus lentes comparé au plasma.
• Déforme les matériaux minces lors de la coupe.
• Difficulté à produire des trous plus petits que l'épaisseur de l'acier.

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FAQ

Quel est le procédé de coupage oxy-combustible ?

C'est un procédé de coupe thermique qui utilise de l'oxygène pur et du gaz combustible pour couper à travers des matériaux comme la tôle d'acier. La chaleur d'un chalumeau oxy-combustible élève la surface ou le bord de l'acier à environ 980 °C (1800 °F). L'oxygène est ensuite dirigé vers la zone chauffée par un fin jet à haute pression.

Quel gaz est utilisé pour le coupage oxy ?

Le coupage oxy-combustible est un procédé de coupe thermique qui utilise de l'oxygène et du gaz combustible (acétylène, propane, MAPP, propylène et gaz naturel) pour couper à travers des matériaux.

Peut-on souder l'aluminium à l'oxy-combustible ?

Il faut utiliser du matériel Oxy/Acétylène (pas Oxy/Propane ou Propylène). Hormis l'utilisation d'un flux, le soudage à l'aluminium au gaz est techniquement très similaire au soudage au gaz de l'acier doux.

À quoi le coupage oxy-combustible est-il le mieux adapté ?

On utilise normalement les chalumeaux oxy-combustibles pour couper uniquement les métaux ferreux ou ceux contenant du fer, comme l'acier au carbone. Dans la plupart des cas, ils ne servent pas pour couper la fonte, l'aluminium ou l'acier inoxydable.