Qu’est-ce que l’oxycoupage ?
L'oxycoupage est un procédé de découpe thermique par oxydation, essentiel pour traiter les aciers de fortes épaisseurs. En exploitant la réaction exothermique entre l'oxygène pur et le métal porté à température d'auto-inflammation, il permet des coupes nettes sur des pièces massives.
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L’oxycoupage est un procédé de découpe thermique de matériaux métalliques, mettant en œuvre une flamme oxy-combustible générée par un gaz combustible, l’acétylène par exemple, et un gaz comburant, l’oxygène. Cette flamme permet d’initier et de maintenir la réaction exothermique et le jet d’oxygène de coupe permet de découper.
Oxycoupage : principes de base
Qu’est-ce que l’oxycoupage ?
Le coupage ou la découpe à la flamme, l'oxycoupage, le coupage au gaz désignent le même procédé. Le métal est chauffé jusqu'à sa température d'auto-inflammation, puis un jet d'oxygène pur est injecté, celui-ci réagit avec le métal pour créer la coupe par oxydation. Ce procédé est utilisé pour de la découpe sur acier.
Les gaz combustibles utilisés dans l’oxycoupage sont l'acétylène et le propane principalement. L'acétylène offre une productivité supérieure au propane, l'amorçage pleine tôle étant plus rapide, surtout sur de fortes épaisseurs.
Comment fonctionne l’oxycoupage ?
L’oxycoupage est un procédé de sectionnement par combustion localisée et continue du métal par un jet d'oxygène pur. Il faut initier puis entretenir cette réaction de combustion.
Le procédé d'oxycoupage peut être considéré comme la combinaison de trois étapes distinctes :
- L’amorçage
- Le perçage
- La coupe
1. L'amorçage (ignition)
Pour initier la réaction d’oxydation, il faut chauffer localement le métal à une température de l’ordre de ~1350 °C. Le matériau à couper doit subir une élévation de température jusqu'au point où il entrera en combustion en présence d'oxygène. C'est ce que l'on appelle la température d'amorçage.
La combustion du fer avec l’oxygène pur dégage une forte température.
2. Le perçage (réaction exothermique)
Le jet d'oxygène est projeté à travers le centre de la buse sur l'acier chauffé. Cela déclenche une réaction chimique entre l'acier et l'oxygène, générant un surplus de chaleur qui fait fondre le métal : c'est la réaction exothermique. L’impact du jet d’oxygène pur sur ce point chaud amorcera la réaction de combustion qui se propage sur toute la hauteur du matériau à couper. L'acier situé immédiatement sous le jet d'oxygène est alors converti en oxyde métallique (ou scories), lequel est expulsé mécaniquement par la force du jet d’oxygène.
3. La coupe
L’évacuation des oxydes par la partie inférieure du matériau, associée au déplacement du jet d’oxygène de coupe, génère la saignée.
A noter : si le flux d'oxygène n'est pas assez puissant, ou si la vitesse de coupe est trop élevée, les oxydes (laitier) se solidifient dans la saignée, empêchant la séparation des pièces.
Avez-vous des questions sur l’oxycoupage ?
Quels sont les avantages de l’oxycoupage ?
1. Rentabilité et investissement maîtrisé :
L'oxycoupage se distingue par son excellent rapport coût-efficacité. L'investissement initial pour les équipements est modéré par rapport aux technologies plasma ou laser, ce qui en fait une solution économiquement viable pour les entreprises de toutes tailles. Les coûts d'exploitation restent également compétitifs pour les travaux standards.
2. Capacité exceptionnelle sur fortes épaisseurs :
C'est l'atout majeur du procédé : il excelle là où les autres méthodes atteignent leurs limites. L'oxycoupage permet de sectionner des aciers de forte épaisseur pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de centimètres, tandis que la découpe plasma et la découpe laser sont généralement réservées aux fines et moyennes épaisseurs.
3. Qualité et Polyvalence :
Le procédé offre une grande flexibilité de conception et d'application sur une vaste gamme d'épaisseurs. Il garantit une qualité de coupe constante, permettant de répondre aux exigences de diverses industries traitant des pièces massives ou des structures lourdes.
4. Vitesse et Productivité :
Réputé pour sa rapidité d'exécution, l'oxycoupage assure une productivité élevée. Sa capacité d'enlèvement de matière rapide est particulièrement stratégique pour les projets de grande envergure et la découpe industrielle intensive où le facteur temps est crucial.
Quelles sont les limites de l’oxycoupage ?
1. Précision limitée en manuel :
L'oxycoupage traditionnel, sans l'assistance de la commande numérique (CN ou CNC Computer Numerical Control), est limité en termes de précision. Ce procédé étant manuel, des irrégularités peuvent apparaître.
2. Zone Affectée Thermiquement (ZAT) :
L'un des inconvénients de l'oxycoupage est la largeur de la zone affectée thermiquement (ZAT) au voisinage de la coupe. La chaleur intense générée peut altérer les propriétés du matériau, entraînant des problèmes tels qu'une dureté accrue ou des modifications de la microstructure. Pour les applications exigeant un impact thermique minimal, d'autres méthodes de coupe pourraient être plus adaptées.
3. Compatibilité matériaux :
Le procédé d’oxycoupage s’adresse principalement aux aciers au carbone et aux aciers faiblement alliés.
4. Parachèvement :
Le jet d’oxygène utilisé pour le coupage engendre une oxydation de la face de coupe. Pour les étapes suivant la découpe (assemblage, soudage, brasage), il peut être nécessaire de prévoir un décapage mécanique ou chimique au préalable.
Air Liquide possède un réseau de spécialistes en soudage et découpe qui pourront vous conseiller sur le type de gaz ou le mélange de gaz le plus adapté, ainsi que les équipements nécessaires pour leur mise en œuvre. N’hésitez pas les contacter pour toute demande.
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