Qu'est-ce que le processus de coupage à la flamme et comment fonctionne-t-il ?

Comprendre la technique du processus de coupage à la flamme

Le présent article se concentre sur ce qu'est un processus de coupage à la flamme et comment il fonctionne.

Qu'est-ce que le coupage à la flamme ?

Il s'agit d'un procédé de découpe thermique utilisé pour séparer et façonner des composants en acier. Le coupage à la flamme utilise de l'oxygène et une source de combustible pour créer une flamme pour faire fondre le matériau.

Processus connu sous plusieurs noms

Le processus souvent appelé coupage à la flamme est connu sous divers termes, tels qu'oxycoupage à l'acétylène, oxycoupage sous gaz oxycombustible, oxycombustion, combustion d'acier, et d'autres termes trop nombreux pour être mentionnés. Le procédé a maintenant environ 111-112 ans, car il a été breveté en 1901 par Thomas Fletcher. L'une des premières applications commerciales était ce que les Britanniques appelaient « attaque de banque » ou une « ouverture forcée d'un coffre-fort ».

Fonctionnement du coupage à la flamme

Ce processus thermochimique nécessite une source de chaleur intense, appelée « préchauffage », et de l'oxygène pur. L'apport requis en oxygène doit être d'une pureté minimale de 99,5 %, qui est la pureté minimale généralement fournie dans les bouteilles et les systèmes en vrac. Une réduction de la pureté de 0,1 % réduit la vitesse de coupe d'environ 10 %, d'où l'impératif de la pureté.

Bien que la source de l'oxygène soit pure, des connexions incorrectes, de mauvais tuyaux ou des fuites de toute sorte peuvent introduire des impuretés dans le système, réduisant ainsi la vitesse de coupe. L'extrême pureté de l'oxygène crée une situation très dangereuse et nécessite beaucoup de rigueur lors du choix de l'équipement et lors de la conception des systèmes de tuyauterie pour son utilisation. De nombreux documents sont disponibles pour contribuer à résoudre ces problèmes de sécurité. La loi fédérale (OSHA) présente de nombreuses exigences pour l'équipement à utiliser, ainsi que les procédures à suivre.

Le processus peut être utilisé pour couper de nombreux matériaux avec l'exigence de base que l'oxyde formé doit avoir un point de fusion inférieur à celui du matériau de base à couper. Un bon exemple d'un matériau que l'on ne peut pas couper est l'aluminium dont le point de fusion est de l'ordre de 1 200-1 300 ° F mais dont l'oxyde est de l'ordre de 5 000 + ° F. L'acier inoxydable inclut des additifs tels que le chrome et le nickel ajoutés pour favoriser la « résistance à l'oxydation » et comme c'est l'oxydation que l'on essaie de favoriser, ce type de matériau ne peut pas être coupé sans aide.

Quelle épaisseur de matériau peut être coupée ?

Le processus peut couper des tôles d'une épaisseur maximale de 100 pouces. Avant 1958, lors de l'introduction du plasma, toutes les épaisseurs étaient coupées à la flamme. Aujourd'hui, un métal d'une épaisseur inférieure à 3/8-1/2 ne peut généralement être coupé que par plasma ou laser, car les matériaux minces sont très difficiles à couper à la flamme. Un matériau mince nécessite un préchauffage intense, car la vitesse de coupe requise pour une coupe de bonne qualité est très élevée, donc un préchauffage à haute température à grande vitesse est souhaité.

Le processus pour toutes les épaisseurs est le même : le matériau doit être « préchauffé » à une température de 1 600-1 800 ° F, puis de l'oxygène pur est introduit dans la zone préchauffée et l'acier est ensuite oxydé ou brûlé, d'où le terme « combustion ». (Le terme « brûleur » est souvent utilisé pour désigner l'opérateur.) La qualité de la surface de coupe finale peut être tout à fait excellente avec un bord supérieur tranchant, une surface de coupe à l'équerre/plane et un bord inférieur tranchant sans laitier.

Quels paramètres contrôlent le coupage à la flamme ?

La qualité de coupe dépend de nombreux paramètres, le principal étant la compétence du brûleur/opérateur. Une liste brève, mais non complète, d'éléments/paramètres qui contrôlent la qualité de coupe comprend :

1. Sélection appropriée de la pointe de coupe
2. Sélection appropriée de la pression d'oxygène de coupe
3. Un préchauffage approprié (en fonction de la pointe de coupe et de l'opérateur) est tributaire de la quantité de préchauffage ainsi que le rapport oxygène/gaz combustible
4. Vitesse de découpe appropriée
5. Pointe utilisée appropriée
6. Sélection appropriée du gaz combustible
7. Un système d'alimentation en gaz (à la fois en gaz combustible et en oxygène) est suffisant pour fournir la quantité de gaz nécessaire à la pression requise.

La plupart de ces paramètres peuvent varier en fonction du matériau et de l'état de surface de la plaque à couper. Tous ces éléments sont contrôlés par l'opérateur et soulignent l'importance que ce dernier soit formé, et qu'une machine appropriée et bien entretenue soit utilisée.