Quelle est la meilleure façon de couper une plaque d'acier ?

Choix de la meilleure méthode de découpe de tôles d'acier

Existe-t-il une méthode optimale de coupage d'une plaque d'acier ? La réponse facile est : cela dépend. Vous devez tenir compte de l'application, de la vitesse requise et de l'épaisseur de la plaque d'acier ou de la tôle à couper. Une fois tous ces facteurs examinés, vous pouvez choisir l'une des quatre méthodes de découpe de tôles d'acier sur une machine CNC.

Choix entre l'oxycoupage, le coupage plasma, le coupage laser ou le coupage au jet d'eau

Méthode d'oxycoupage

Le coupage à la torche à oxycombustion, ou coupage à la flamme, est la méthode la plus ancienne pour couper l'acier doux. Il s'agit généralement d'un processus simple pour lequel l'équipement et les consommables sont relativement peu coûteux.
Une torche à oxycombustion peut couper une plaque d'acier très épaisse et est limitée principalement par la quantité d'oxygène qui peut être fournie. La méthode d'oxycoupage permet de couper n'importe où de 36 à 48 pouces d'acier. Cependant, lorsqu'il s'agit de couper des formes à partir d'une plaque d'acier, la majorité du travail est effectuée sur une plaque de 12 pouces ou plus mince.

L'oxycoupage constitue également une bonne option pour les plaques de plus d'un pouce d'épaisseur, mais il peut être utilisé sur des plaques d'une épaisseur de 1/4 de pouce. C'est un processus relativement lent, s'effectuant à une vitesse maximale d'environ 20 pouces par minute sur un matériau d'un pouce. Cependant, vous pouvez facilement intégrer plusieurs torches à la fois, ce qui augmente votre productivité.

Lorsqu'elle est correctement réglée, une torche à oxycombustion permet d'obtenir une surface métallique lisse et droite. Il y a un peu de laitier sur le bord inférieur et le bord supérieur n'est que légèrement arrondi par les flammes de préchauffage. Cette surface est idéale pour les applications sans traitement supplémentaire.

Méthode de coupage plasma

Le coupage plasma constitue une autre excellente méthode pour couper des tôles d'acier doux. Le coupage plasma offre des vitesses beaucoup plus élevées que l'oxycoupage, mais au prix d'une qualité de bord inférieure.

La plage optimale pour la qualité des bords est comprise entre 1/4 de pouce et 1,5 pouce. La qualité globale des bords commence à diminuer lorsque la plaque se situe en dehors de cette plage, même si la douceur des bords et les performances des scories restent bonnes.

L'équipement plasma peut être coûteux par rapport à une torche à oxycombustion. Un système complet nécessite une alimentation électrique, un refroidisseur d'eau (sur les systèmes de plus de 100 ampères environ), une régulation des gaz, des fils de torche, des tuyaux et des câbles interconnectés, ainsi que la torche elle-même. Selon votre application, l'augmentation de la productivité peut justifier le coût supplémentaire.

Vous pouvez également couper avec plusieurs torches à la fois. Cependant, cela n'est souvent pas aussi rentable en fonction du volume de coupe des tôles d'acier.

Méthode de coupage laser

Le coupage laser fonctionne mieux pour couper de l'acier doux à partir d'environ 1,25 pouce. Au-delà de la barrière d'un pouce, tout doit être précis pour garantir la fiabilité du fonctionnement, notamment le matériau (acier de qualité laser), la pureté du gaz, l'état de la buse et la qualité du faisceau.

Le laser est un processus plus lent qui utilise la chaleur extrême d'un faisceau laser focalisé au lieu d'une flamme de préchauffage. Par conséquent, la vitesse est limitée par la réaction chimique entre le fer et l'oxygène.

Bien que plus lent, il est également extrêmement précis. Il crée une largeur de saignée étroite et peut donc offrir des contours très précis et de petits trous très précis. La qualité des bords est excellente avec des dentelures et des lignes de décalage extrêmement réduites ; arêtes nettes et à l'équerre, peu ou pas de scories.

Le coupage laser est également extrêmement fiable. La durée de vie des consommables est longue et l'automatisation de la machine très bonne, de sorte que de nombreuses opérations de coupage laser peuvent être effectuées en mode automatique.

Cela signifie que vous pouvez charger une plaque de 10 po x 40 po d'acier 1/2 po sur la table, appuyer sur le bouton « Démarrer » et rentrer chez vous pour la soirée. Le matin, vous aurez des centaines de pièces coupées, prêtes à être déchargées.

En raison de la complexité de la livraison du faisceau, les lasers CO₂ ne se prêtent pas à la coupe avec plusieurs têtes sur la même machine. Cependant, la découpe avec plusieurs têtes est possible avec des lasers à fibre.

Méthode de coupage au jet d'eau

Le coupage au jet d'eau est un autre bon choix pour couper l'acier doux, assurant une coupe lisse et précise. La précision peut dépasser celle du coupage laser en raison de bords plus lisses, sans distorsion thermique.

En outre, le jet d'eau n'est pas limité en épaisseur. La limite pratique du coupage au jet d'eau est d'environ 6 à 8 pouces, en raison de la durée de coupe de cette épaisseur et de la tendance du flux d'eau à diverger.

Le coupage au jet d'eau se prête à la découpe avec plusieurs têtes et peut même être effectuée avec une seule pompe intensificateur. Mais chaque tête de coupe supplémentaire nécessite un débit d'eau supplémentaire avec une plus grande pompe ou un orifice plus petit.

Le coût constitue un inconvénient pour le coupage au jet d'eau. Les coûts d'équipement initiaux sont généralement un peu plus élevés que ceux du coupage plasma en raison de la pompe intensificateur, mais inférieurs à ceux du coupage laser. Cependant, le coût horaire de fonctionnement du coupage au jet d'eau est beaucoup plus élevé en raison de l'abrasif grenat utilisé dans la coupe.

4 étapes pour choisir la meilleure méthode de découpe d'une plaque d'acier

Comment choisir la meilleure méthode de coupage d'une plaque d'acier pour votre application ? Tenez compte des facteurs suivants.

1. Commencez par l'épaisseur :

• Utilisez le coupage laser pour l'acier une épaisseur inférieure à 0,080 po.
• Utilisez le coupage plasma ou laser pour l'acier d'une épaisseur inférieure à 0,125 po.
• Utilisez le coupage au jet d'eau, plasma ou laser pour l'acier d'une épaisseur inférieure à 0,250 po.
• Utilisez de l'oxycoupage pour une épaisseur supérieure à 8 po.
• Utilisez de l'oxycoupage ou le coupage au jet d'eau pour une épaisseur supérieure à 2 po.
• Utilisez le coupage plasma, l'oxycoupage ou le coupage au jet d'eau pour une épaisseur supérieure à 1,25 po.

2. Tenez compte de l'exigence de précision et de qualité des bords :

• La plupart des fabrications en tôles d'acier peuvent être soudées à l'aide d'un coupage plasma ; cependant, la qualité des bords peut être inférieure.
• Si vous ne pouvez pas accepter la zone d'effet thermique de l'oxycoupage, du coupage plasma ou du coupage laser, utilisez le coupage au jet d'eau.

3. Tenez compte de la productivité par rapport au coût :

• Si le taux de production est primordial, évitez le coupage au jet d'eau.
• Si un faible investissement initial et un faible coût d'exploitation sont particulièrement souhaitables, l'oxycoupage constitue la solution.

4. Autres facteurs à prendre en compte :

• Pouvez-vous tolérer des scories occasionnelles en bas de la plaque ? Sinon, utilisez le coupage au jet d'eau ou laser.
• Les opérations secondaires nécessitent-elles des trous parfaitement ronds ? Si c'est le cas, utilisez le coupage au jet d'eau ou laser.

Si vous avez du mal à choisir la meilleure façon de couper une tôle d'acier, vous n'êtes pas seul. De nombreux fabricants ou centres de service d'acier devant couper une large variété de matériaux (y compris l'acier inoxydable) se retrouvent souvent avec des machines équipées de deux processus de coupe ou plus, ainsi que des meuleuses d'angle et d'autres outils. Dans de nombreux cas, la meilleure façon d'identifier le processus optimal pour des pièces d'acier spécifiques consiste à procéder par essais et erreurs.