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Automatisation de la découpe
Si vous vous demandez, « qu'est-ce que l'oxycoupage ? » la réponse est simple. Il s'agit d'un processus de découpe thermique qui utilise de l'oxygène pur et du gaz combustible pour couper des matériaux, tels que des tôles d'acier.
La chaleur d'une torche d'oxycoupage est utilisée pour faire monter la température de la surface ou du bord de l'acier à environ 1800°. De l'oxygène est ensuite dirigé vers la zone chauffée à l'aide d'un flux fin à haute pression. L'acier commence à s'oxyder et est soufflé pour former une cavité. La chaleur et le flux d'oxygène se déplacent à une vitesse constante pour couper le métal.
La réaction chimique réelle qui se produit lors de l'oxycoupage est parfois désignée sous le nom de « rouille rapide » ou « rouille rapide contrôlée ». C'est simplement parce que l'acier s'oxyde rapidement.
L'oxycoupage, également appelé « brûlage », « coupage à la torche » ou « coupage à la flamme », est largement utilisé dans de nombreux contextes industriels, mais sur un seul métal : l'acier. Il peut couper toutes les formes et tailles d'acier dans des épaisseurs allant de 0,5 mm à 250 mm.
Cependant, seul un métal dont les oxydes ont un point de fusion inférieur à celui du métal de base lui-même peut être coupé en utilisant ce procédé. Cela comprend l'acier à faible teneur en carbone, l'acier doux et certains aciers faiblement alliés. Sinon, une fois que le métal s'oxyde, soit une croûte protectrice commence à se former, soit le matériau fond et s'écoule avant que la découpe puisse s'effectuer.
La pureté de la source d'oxygène a non seulement un impact sur la vitesse de découpe, mais aussi sur la qualité de découpe. Elle ne doit pas être inférieure à 99,5 %.
La conception de la buse joue un rôle essentiel pour garantir la pureté du flux d'air. Par exemple, elle protège le jet d'oxygène de l'entraînement d'air, qui peut provoquer la formation de bulles d'air ou de poches d'air dans le métal.
Tous les gaz combustibles ne sont pas égaux dans le contexte d'un système d'oxycoupage. Les plus courants sont le propane, l'acétylène, le gaz de pétrole liquéfié au propylène, le MAPP (méthylacétylène-propadiène) et le gaz naturel. En fonction de la température de la flamme et de la répartition de la chaleur, le type de gaz peut avoir un impact sur des facteurs tels que la qualité des bords, le temps de perçage et la vitesse de découpe.
Voici quelques facteurs qui peuvent être déterminants lors du choix d'un gaz combustible spécifique :
L'oxycoupage est le procédé le plus rentable pour la découpe de l'acier au carbone. Il peut également être combiné à la découpe plasma ou au coupage au jet d'eau sur la même pièce. Voici les bases de son fonctionnement :
En utilisant les flammes de préchauffage d'une torche à oxycombustion, l'acier est chauffé à sa température d'allumage d'environ 1800 °C. Il est alors prêt à réagir avec l'oxygène.
À l'intérieur de la torche, le gaz combustible est mélangé à de l'oxygène pour créer un mélange hautement inflammable. Une buse comportant de multiples trous disposés selon un motif circulaire permet de concentrer le mélange de gaz inflammable au moyen de multiples petits jets. Le mélange carburant-oxygène s'enflamme à l'extérieur de la buse et les flammes de préchauffage se forment juste à l'extérieur de la pointe de la buse.
Pendant le processus, le rapport carburant-oxygène peut être ajusté. Cela aidera à produire la température la plus élevée possible dans la plus petite flamme possible. En conséquence, un plus grand degré de contrôle est permis et la chaleur peut être concentrée dans une petite zone sur la surface de la plaque d'acier.
Le perçage signifie simplement la pénétration initiale de la surface à couper. Une fois que la surface ou le bord de la plaque a atteint la température d'allumage, un jet d'oxygène est activé pour commencer à percer la plaque. C'est ce qu'on appelle « l'oxygène de coupage ».
Le jet est formé par un alésage unique au centre de la buse. Lorsque le flux d'oxygène de coupage atteint l'acier préchauffé, le processus d'oxydation rapide commence.
Le processus d'oxydation est une réaction exothermique. En d'autres termes, il dégage plus de chaleur qu'il n'en faut pour démarrer. L'acier oxydé forme alors un laitier en fusion qui est soufflé par le jet, ce qui lui permet de percer le matériau.
Le processus de perçage peut prendre une fraction de seconde ou plusieurs secondes, selon l'épaisseur de la pièce. Pendant ce temps, le flux d'oxygène de coupe agit de plus en plus profondément et pénètre dans la plaque. Pendant ce temps, le laitier fondu est soufflé hors du trou de perçage.
Si tout se découle correctement, une petite flaque de laitier se forme au-dessus de la plaque. Cependant, une approche bâclée peut produire un grand geyser d'acier en fusion.
Une fois que le flux d'oxygène de coupe a traversé la plaque, la torche peut commencer à se déplacer à une vitesse constante. Cela forme une coupe continue. La pointe de coupage et les débits de gaz réglés sur les régulateurs contrôlent l'épaisseur du métal à couper.
Pour que la réaction exothermique continue de fonctionner, la torche maintient l'acier chauffé, juste devant la coupe, tout au long du processus. La chaleur appliquée à la plaque est donc continue, ce qui permet à la torche de continuer à avancer. En même temps, le laitier fondu est expulsé du bas de la plaque.
Bien que ce soient les étapes de base du processus, de nombreux autres facteurs entrent en jeu. Ceux-ci incluent la vitesse, la pression d'oxygène de coupe, le réglage de la flamme de préchauffage, la hauteur de coupe et la température de la plaque. Chacun de ces facteurs peut avoir un impact sur la qualité finale du bord de coupe et détermine le succès de votre opération d'oxycoupage.