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Auteur(s)
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Michel DELZENNE : Responsables de Groupes R & D au Centre Technique des Applications du Soudage (Air Liquide)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article est une réactualisation du texte rédigé par Lucien VIGNARDET. Une partie du texte a été conservée.
L‘oxycoupage, le coupage plasma et le coupage laser sont basés sur la fusion ponctuelle du matériau à découper (sur toute l’épaisseur) et sur le déplacement du front de fusion selon une trajectoire qui définit la forme de la découpe.
Le coupage au jet d’eau n’est pas basé sur la fusion et ne saurait être qualifié de coupage thermique, comme nous le verrons, mais il est fréquemment associé à ces procédés par le fait qu’il est aussi basé sur le déplacement d’un point d’impact et qu’il est donc mis en œuvre par des moyens assez similaires et sur un certain nombre d’applications proches.
Coupage thermique et coupage au jet d’eau se distinguent des procédés dits « mécaniques » par l’absence de contact et de réaction pièce/outil. Les procédés dits « mécaniques » sont généralement basés sur des phénomènes de cisaillement de la matière (poinçonnage à la presse, coupage à la cisaille) ou d’arrachement de matière (tronçonnage à la meule ou à l’outil).
Le coupage par étincelage (sous eau, avec une électrode en graphite ou un disque comme électrode), le gougeage à l’arc (avec électrode en graphite et soufflage d’air), l’emploi de lances thermiques (tube d’acier rempli de fils de et/ou d’aluminium brûlant dans un courant d’oxygène) sont également des coupages thermiques, mais nous ne les décrirons pas ici en raison de leurs applications très particulières.
Nous nous limiterons aux principaux aspects de la mise en œuvre des quatre procédés de coupage, pour des informations complémentaires et plus détaillées, le lecteur pourra se reporter aux ouvrages de Lucien Vignardet concernant le coupage et la préparation des éléments à souder, édités par les Publications de la Soudure Autogène.
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2. Matériaux pouvant être coupés
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L’oxycoupage est très répandu, car il permet de couper simplement et proprement les aciers non alliés ou faiblement alliés. Ces aciers constituent la plus grosse part en tonnage des métaux utilisés. Les équipements de mise en œuvre peuvent être simples et légers 6, même pour couper des épaisseurs importantes (200 à 300 mm) (figure 6) ce qui contribue encore à la diffusion du procédé.
Les limites à l’emploi sont :
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d’ordre chimique : présence d’oxydes réfractaires qui bloquent la combustion du fer dans les aciers inoxydables ;
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d’ordre métallurgique : formation de microfissures sur les aciers autotrempants ; pour limiter ce dernier risque, il convient de préchauffer les pièces à couper.
Pour le coupage des aciers alliés et inoxydables, il existe une variante du procédé qui consiste à injecter de la poudre de fer dans le flux d’oxygène ; celle-ci en brûlant augmente l’apport thermique et produit des oxydes de fer capables de diluer les oxydes de chrome et de nickel particulièrement réfractaires. Cette technique dite d’oxycoupage à la poudre de fer, est employée en sidérurgie, pour des épaisseurs de plus de 50 mm. Elle tend a être remplacée par le coupage au plasma.
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Le coupage plasma, ne faisant pas intervenir de notion de combustion du métal, mais procédant par fusion/éjection, peut intervenir sur tous les matériaux conducteurs de l’électricité, en fait les métaux, y compris bien sûr les aciers non alliés évoqués précédemment.
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Le coupage laser peut intervenir aussi bien sur de nombreux métaux que sur les substances ou matériaux non métalliques, tels que tissus, plastiques, bois (contre-plaqué), etc.
Quelques métaux sont très « réfléchissants »,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Lucien Vignardet (Publications de la Soudure Autogène).
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(2) - * - DS Howse & PA Hilton (TWI) : rapport 605/1997 : A cutting process comparison (TWI, Abington, Cambridge CB1 6AL, U.K.).
-
(3) - * - SAF. − Plasmarama (réf. 15154115).
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(4) - * - G. Lardet (Bystronic A.G.). − Journée d’information sur les moyens de découpe, le 16/01/1997.
-
(5) - * - Air Liquide (CTAS). − La découpe Laser (réf. 19057250).
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(6) - * - AWS Hand book volume 3 (1996) (American Welding Society, USA).
(liste non exhaustive)
AGA SA
Airgas Inc
Air Liquide (L’)
Air Products
Amada Europe
Bystronic
Esab AB
Hypertherm
Ingersoll Rand
Koïke Europe BV
Komatsu
Lectra Systèmes SA
Messer Griesheim GmbH
Prima Industrie
La Soudure autogène Française SAF
Safmatic
Thermal Dynamics Corp.
Trumpf GmbH
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Institut de Soudure Services ISS
Centre Technique des Applications du Soudage CTAS
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