Quelques techniques de découpage des pièces mécaniques

Pages: 12 (2912 mots) Publié le: 12 juillet 2014
1

A. Découpage au plasma
I.

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 25000°C, qui fond le métal à son point
d’impact et éjecte le métal fondu hors de la saignée par sa force vive. La vitesse du jet peut
atteindre MACH 2 ,7 .
Le coupage au jet de plasma utilise un arc plasmagènepour effectuer la coupe à travers le métal.
On l’appelle arc plasmagène parce que le gaz qui le constitue est à 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 illustre l’embout d’une torche de
coupe au jet de plasma.
Le procédé de coupage au plasmautilise deux gaz. L’un d’eux passe autour de l’électrode et
forme le plasma : c’est le gaz plasmagène. Le deuxième, généralement de l’air comprimé, passe à
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.
Il existe deux classes de familles selon la nature des gaz plasmagènes :
- Torches àécoulement laminaire : électrode en tungstène et utilisant des mélanges
argon/hydrogène ou azote. Ces gaz sont éjectés parallèlement à l’électrode qui ne subit pas
de contraintes d’oxydation puisque l’argon et l’azote sont inertes et que l’hydrogène est
réducteur
- Torches à écoulement en vortex : elles sont équipées d’une électrode plate comportant un
insert en zirconium. Elles utilisent l’air commegaz. L’électrode plate permet d’éviter
l’oxydation.
Dans l’utilisation de la torche plasma à injection d’eau, l’eau a pour effet de focaliser le jet de
plasma et de refroidir en même temps le métal. La formation d’oxyde d’azote est alors évitée.

II.

Mode opératoire et mise œuvre

III.

Matériels caractéristiques

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Capacité de coupe : de 0.5 mm à 2 m.

IV.

Matériaux ciblesLe 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 maximales à couper de 25 mm pour l’acier et
de 75 mm pour l’acier inoxydable et l’aluminium.
V.

Avantages et Inconvénients

Avantages :
 Lecoupage au jet de plasma ne requiert pas de préchauffage des pièces.
 vitesse de coupe élevée
 distance de découpe allant jusqu’à 25 mm
 faible dépouille, rugosité et absence de bavures soudable directement après découpe
Inconvénients :
 l’équipement est coûteux et le procédé, plutôt bruyant.

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B. Découpage au chalumeau ou l’oxycoupage
I.

Principe

Il est basé sur la combustiondu fer, sachant que le fer porté au rouge blanc à 1370°C brûle dans
l'oxygène. Sous cet effet de chaleur, il y a formation d’oxyde de fer sur un métal ferreux. L’oxyde
de fer ainsi créé fond sous la pression des gaz et s’écoule ; la coupure du métal est alors réalisée.
II.

Mode opératoire et mise œuvre

Schéma de fonctionnement d'un chalumeau coupeur à action superficielle et sectionstransversales 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.
Pour 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 àgrande
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 fusion 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...
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