Principe Le principe est de mettre en œuvre une énergie suffisante et concentrée sous la forme d’un jet à une température très élevée, de 15000 à 250000C, qui fond le métal à son point d’impact et éjecte le vive. La vitesse du jet u atteindre MACH 2 Le coupage au jet de effectuer la coupe à t aignée par sa force or 12 Sni* to View smagène pour On l’appelle arc plasmagène parce que le gaz qui le constitue est ? un stade tellement chaud sous pression élevée qu’il s’ionise et prend une forme quasi solide. Ce gaz est en mesure de fondre et d’expulser le métal afin de réaliser la coupe.
La figure suivante llustre l’embout d’une torche de coupe au jet de plasma. Le procédé de coupage au plasma utilise deux gaz. L’un d’eux passe autour de l’électrode et forme le plasma : c’est le gaz plasmagène. Le deuxième, généralement de fair comprimé, passe ? l’extérieur de la tuyère et sert au refroidissement : c’est le gaz secondaire. Souvent, on utilise l’air comprimé pour remplir les deux fonctions. en vortex : elles sont équipées d’une électrode plate comportant insert en zirconium. Elles utilisent l’air comme gaz.
L’électrode plate permet d’éviter l’oxydation. Dans l’utilisation de la torche plasma à injection d’eau, l’eau a pour ffet de focaliser le jet de plasma et de refroidir en même temps le métal. La formation d’oxyde d’azote est alors évitée. Mode opératoire et mise œuvre Matériels caractéristiques 2 Capacité de coupe : de 0. 5 mm à 2 m. IV. Matériaux cibles Le procédé de coupage au jet de plasma permet de couper tous les types de métaux, notamment les aciers au carbone, les aciers inoxydables, la fonte, l’aluminium, le cuivre, laiton, le nickel et l’étain.
Cependant, on recommande des épaisseurs maxmales ? couper de 25 mm pour l’acier et de 75 mm pour l’acier inoxydable et l’aluminium. Avantaees et Inconvénien 12 e fer ainsi créé fond sous la pression des gaz et s’écoule ; la coupure du métal est alors réalisée. Schéma de fonctionnement d’un chalumeau coupeur à action superficielle et sections transversales des gorges ainsi obtenues. 1. Métal à couper. 2. Position du chalumeau lors du coupage. 3. Canal du jet d’oxygène de coupe principal. 4. Canaux des jets d’oxygène de polissage. 5. Dispositif de réglage continu. our amorcer l’opération, il faut au préalable chauffer un point de la pièce appelé point d’amorçage au moyen d’une flamme de chauffe. Puis un jet d’oxygène est envoyé à grande vitesse pour commencer la combustion. Le jet d’oxygène expulse le matériel en fusion provoquant une saignée de coupe. Le mélange d’oxydes et de métal en fuslon est appelé scories d’oxycoupage. Le jet de coupe est concentré dans une buse calibrée montée sur un chalumeau coupeur. Pour obtenir la chauffe de la pièce, on utilise deux gaz : un comburant et un carburant.
Le carburant est de l’acétylène ou du propane, le comburant est Poxygène. L’oxygène est donc utilisé en deux temps : un fil pour chauffer, on dit qu’il s’agit de Poxygène de chauffe, puis il est utilisé pour la découpe, on dit qu’il s’agit de l’oxygène de coupe. L’oxycoupage peut être effectué manuellement, mécaniquement ou de manière totalement automatique. Le coupage manuel étant très dépendant de l’opérateur, on utilise pour PAGF 19 des « réglets » pour coupes rectilignes ou un compas pour les coupes circulaires. our mécaniser de façon simple et peu onéreuse le coupage, on emploie quelquefois des chariots électriques ou mécaniques. Quant à l’industrie, elle utilise des machines d’oxycoupage 4 comportant un nombre important de chalumeaux commandés selon différents procédés de lecture. La gamme des chalumeaux coupeurs manuels est assez étendue our effectuer des travaux très variables. On adaptera le chalumeau en fonction de l’oxycoupage à réaliser et des épaisseurs ? traiter. Cette dernière indication est donnée par les constructeurs avec chaque appareil sur des barèmes d’utilisation.
Une buse de coupe a une plage d’utilisation assez large, certaines valeurs données se recoupent dans des diamètres différents, mais il est recommandé de ne pas utiliser les buses à leur limite d’emploi. De plus pour obtenir un résultat efficace, il est nécessaire de toujours avoir des buses en très bon état. Le mauvais état de ces pièces risque de rovoquer des incidents de fonctionnement qui peuvent avoir un effet néfaste sur la qualité de l’oxycoupage. L’oxycoupage manuel est utilisé essentiellement pour le découpage de pièces en faible quantité, pour la démolition.
Il existe deux types de chalumeaux manuels • à basse pression (CH 70D/SlDER 7) et à haute pression (DARCLJT M 2 ferreux dont la quantité de carbone ne dépasse pas 1 % (c’est-à-dire la plupart des aciers). II convient particulièrement au coupage des aciers doux. L’oxycoupage est utilisé pour découper l’acier au carbone dans de fortes épaisseurs (plus de 200 mm). Avantages et Inconvénients Avantages : C] Coût peu élevé du matériel ; Coupe rapide et efficace ; Cl Pratique pour la démolition de pièce en acier.
Inconvénients : Ne peut être utilisé que pour l’acier dont la teneur en carbone excède ; Les pièces oxycoupées ne peuvent être soudées directement, nécessite un usinage préalable de la croûte oxydée. C. Découpage Arc-air Le procédé consiste à utiliser des électrodes de gougeage constituées de carbone et d’une pellicule de cuivre pour le ourant, ainsi que de l’air PAGF s 9 compresseur ou de l’air comprimé en bouteille (pour les petites pplications) ; • Un chalumeau coupeur avec électrode de carbone équipé d’un jet d’air • • Un câble d’électrode ; • Un tuyau flexible d’air comprimé.
En général, ce tuyau renferme également le câble d’électrode ; • Un câble de retour ; • Des électrodes de carbone ou de graphite pour usage en courant continu ou alternatif. 6 • Mise en œuvre facile ; • Possibilité de forer ; • Pas d’effort de coupe (Acier trempé) ; • Coûts limités comparés au gougeage au gaz ou au meulage ; • Polyvalence – Avec un équipement MIG muni de la fonction gougeage, il suffit de rajouter ne torche de gougeage ; • Pas dangereux avec de bons EPI car gaz ininflammable (acétylène et oxygene pour l’oxycoupage). ?? Bruyant ; matériau en fusion de la fente de coupe (saignée). 7 La découpe au laser peut se diviser en deux sous procédés a découpe par sublimation : le matériau s’évapore sous l’effet de la chaleur. Ce procédé s’emploie aussi bien pour les métaux que d’autres matériaux tels que le bois, la céramique ou les matières plastiques. – La découpe par fusion : le matériau entre en fusion sous l’effet de la chaleur et il est expulsé ? l’aide d’un jet de gaz. Ce procédé s’emploi pour les aciers inox ou les métaux non ferreux.
Ce procédé permet des vitesses de coupes plus élevées qu’avec une découpe par sublimation. Le laser permet de découper de fines épaisseurs de matériaux avec une meilleure précision et une meilleure qualité : découpe de 0,3 à 25 mm pour les machines les plus puissantes, de l’ordre de 4000 watts. La découpe des trous est facile, mais le diamètre ne peut être inférieur à l’épaisseur de la tôle. Dans certains domaines la découpe laser permet de ne plus avoir à usiner les pièces. Domaines d’application : b. d. 2 lastiques, laiton, cuivre, verre et même le bois, sans aucune bavures, la coupe est franche, nette et précise, de l’ordre du dixième de mm et une vitesse souvent plus importante qu’une oxycoupeuse. 8 possibilité de découpe dans toutes les directions ; Cl vitesse de coupe élevée ; perte minimale des matériaux (0,1 à 0,5 mm selon les épaisseurs sciées); un rendement matière nettement amélioré par la possibilité de traits non débouchant sur les rives ; C] forte puissance limite à une zone affectée thermiquement ; Cl zone affectée thermiquement très faible , usinage de n’importe quelle forme ;
Cl élimination d’outils chers et de coûts de maintenance ; possibilités de prototype en production ; Cl l’absence de bruit, de copeaux ; précision importante de l’ordre du 1110ème de millimètre, liée ? l’utilisation de tables ? commande numérique. Cl Certains matérlaux réfléchissent le faisceau laser, ce qui rend son utilisation délicate voire impossible (cuivre, métaux précieux, l’aluminium, sauf pour le laser YAG continu permettant la découpe sur ce e de matériaux, verre… ) ; une épaisseur maximale ée, 20 à 40 mm suivant PAGF 12 renouvellement des lentilles et miroirs, etc. . E. Découpage au jet d’eau Le principe de cette technologie qui puise son origine dans les années 1960, initié par un certain Docteur Norma Franz, consiste à projeter un filet d’eau à une vitesse très élevée, comprise entre 600 et 900 mètre par seconde à travers une buse de faible diamètre, entre 0,05 et mm. Le diamètre du jet d’eau qui sera mis en contact avec le matériau à découper correspond au diamètre de la buse. Pour pouvoir découper le matériau, la pression du jet doit pouvoir atteindre jusqu’à 4000 bars. Le matériau est découpe par arrachement de matière.
Pour des matériaux plus difficiles ou plus urs, on ajoute au jet d’eau un abrasif. 9 Le découpage par jet d’eau avec abrasif est identique au processus à l’eau pure, cependant on y ajoute un abrasif lorsqu’il entre dans la chambre de mélange. Ceci cree un vide, transférant des quantités commandées d’abrasif dans le jet d’eau. L’eau et le mélange abrasif est réaménagée dans un tube de focalisation donnant une largeur de découpage de 0,8/1 ,Omm. Le jet d’eau est propulsé à 4200 Bars de pression soit une vitesse de 600 à 900 mètres/s afin de garantir une découpe de grande récision et des états de surfaces améliorés. t coupé rapidement, plus la finition extérieure est rugueuse. Deux grands principes de découpe : • La découpe par jet d’eau pure pour les matériaux tendres. • La découpe par jet d’eau abrasif utilisé pour les matériaux les plus durs et les plus epals. Applications : Automobile : découpe de toit ouvrant, glaces, feux de stop, etc… Aéronautique : découpe de matériaux composites = carbone, kevlar, fibre de verre.. Industrie alimentaire : découpe d’animaux, de pâtisseries… Industrie textile : cuir, tissus…. 10 Tous les matériaux sauf le verre trempé. Jusqu’à 600mm pour les matériaux tendres. Jusqu’à 150mm pour les
