Cours technologie : Découpe par oxycoupage ! Decoupe avec chalumeau !

1) Principe de base de l' oxycoupage

Le principe de base de l’ oxycoupage fut donné par Lavoisier en 1776 lorsqu’il réalisa l’expérience de la combustion d’un fil de fer dans une atmosphère d’oxygène.
Après diverses études réalisées en Europe, le premier chalumeau coupeur industriel fut présenté à Liège en 1905.
Avec un matériel et des gaz bien adaptés, l’ oxycoupage permet de couper des épaisseurs d’aciers alliés et faiblement alliés de 3 à 1500 mm.
Il couvre un vaste champ d’applications tels que :
La sidérurgie, le chantier naval, la construction mécanique, le matériel ferroviaire et beaucoup de coupes préparatoires au niveau du soudage.

Sa mise en œuvre facile, son faible coût en équipement et son faible coût de fonctionnement en font un procédé largement répandu.

2) Définition de l' oxycoupage

La rouille est le résultat d’un phénomène d’oxydation. Au contact de l’air ambiant, le fer s’oxyde lentement. Certaines atmosphères corrosives comme l’air salin accélère ce processus. A température élevée et en présence d’oxygène pur, l’oxydation est encore plus rapide. Elle est pratiquement instantanée. Le fer brûle se transformant en oxydes liquides.

Le déplacement contrôlé de cette combustion créé un vide de matière : la SAIGNEE.

L’[b ]oxycoupage[/b] n’est pas une fusion mais bien une combustion du fer. Seul le fer, et sous certaines réserves de composition, l’acier remplissent cette condition.



La flamme oxyacétylénique résulte de la combustion d’un mélange d’oxygène (1,1vol.) et d’acétylène (1vol.). Dans le dard se produit une combustion primaire :

3) Mécanisme de l'oxycoupage

Pour obtenir une coupe nette, il faut localiser la combustion du métal, c’est le rôle du jet de coupe qui assure deux fonctions :
a) l’apport nécessaire en oxygène pour entretenir la combustion,
b) l’évacuation des oxydes qui se forment dans la saignée.

Tel un outil, le jet de coupe progresse dans le métal. Il doit donc être :
a) cylindrique, pour « façonner » des parois de saignées lisses et parallèles.
b) rigide, pour traverser et conserver son profil sur toute l’épaisseur de la pièce.

4) La flamme de chauffe

La combustion du fer avec l’oxygène pur dégage une forte chaleur. Toutefois, au début de l’opération d’oxycoupage et pour amorcer la réaction, il est nécessaire de chauffer localement le métal. Pendant la coupe, le jet d’oxygène tend à refroidir le bord supérieur de la saignée.

Pour ces deux raisons, une source de chaleur supplémentaire est nécessaire, c’est la flamme de chauffe.

Elle est généralement constituée de plusieurs petit dards répartis autour et à proximité du jet de coupe ; cette disposition permet un déplacement dans toutes les directions.

La flamme de chauffe est le facteur essentiel qui conditionne le temps d’amorçage de la réaction d’oxydation et elle influe très largement sur la qualité de l’arête supérieur de la saignée.

5) Profil d'une coupe par oxycoupage

Malgré un déplacement régulier et une géométrie parfaitement cylindrique de jet de coupe, les parois de la saignée ou faciès de coupe ne sont pas lisses.



Les stries :
Comme pour un procédé d’usinage mécanique, on observe des stries plus ou moins fines, plus ou moins profondes, qui dépendent des paramètres de réglage, du matériel utilisé, et de la nature de l’acier.

Le retard :
En fonction de la vitesse de progression du jet de coupe les stries peuvent prendre un certain retard « R ».
Quand ce retard est trop important, un talon peut se former en sortie de coupe, empêchant les pièces de se séparer.
Le retard est dû essentiellement à l’accumulation d’oxydes dans la partie basse de la saignée, limitant ainsi l’efficacité du jet d’oxygène.

La fusion d’arête :
Une flamme de chauffe mal réglée, trop près du métal, une vitesse d’avance trop faible, peuvent faire fondre le bord supérieur de la saignée.