Oxycoupage 101 : Les bases de cette technique de découpe de métal
Les métaux et les alliages sont des matériaux qui sont vendus sous forme de feuilles, de plaques ou de tubes. Il est donc nécessaire de les découper pour obtenir des pièces aux formats désirés.
Bien sûr, le métal ne peut pas être taillé à l’aide de n’importe quel processus de découpe. L’une des techniques qui ont prouvé leur efficacité est l’oxycoupage, parfois appelée découpe au chalumeau, découpe à la flamme ou même découpe au jet d’oxygène pur.
Dans les prochains paragraphes, nos spécialistes en découpe de métal répondent aux questions les plus fréquemment posées concernant l’oxycoupage :
- Définition de l’oxycoupage ;
- Description du processus d’oxycoupage ;
- Épaisseur maximale de métal pouvant être coupée par oxycoupage ;
- Avantages de l’oxycoupage ;
- Matériel pour l’oxycoupage ;
- Exemples d’applications.
Définition de l’oxycoupage
L’oxycoupage est un procédé de découpe thermique de métal fréquemment utilisé en fabrication mécanique.
Il s’effectue à l’aide d’un jet d’oxygène pur envoyé sur une zone de métal amené à son point de fusion. Cette technique implique donc que la pièce soit portée à une température très élevée.
C’est l’oxydation (réaction chimique entre l’oxygène pur et l’acier pour former de l’oxyde de fer) rapide sous jet d’oxygène qui coupe le métal et non la puissance du jet.
Pour atteindre la température de fusion des aciers, on utilise généralement un poste à souder oxygène-acétylène (1 300 °C environ), mais équipé d’une torche d’oxycoupage spécifique.
Métaux compatibles avec l’oxycoupage
L’oxycoupage est efficace pour couper des plaques métalliques de différentes épaisseurs, des profilés métalliques et d’autres formes.
Toutefois, il est important de mentionner que seuls les métaux dont les oxydes ont un point de fusion inférieur à celui du métal de base peuvent être coupés en utilisant l’oxycoupage.
C’est pourquoi les aciers à faible teneur en carbone et certains alliages faibles sont des matériaux qui se prêtent très bien à la découpe par « oxyfuel ».
En revanche, l’oxycoupage est moins adapté aux matériaux non ferreux tels que l’aluminium, car l’oxygène pur ne réagit pas de manière significative avec ces métaux.
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Description du processus d’oxycoupage
Le procédé d’oxycoupage est composé de trois phases successives : le préchauffage, le perçage et la coupe.
Phase 1 : le préchauffage
Avant de couper le métal, celui-ci doit être chauffé jusqu’à sa température d’allumage (ex. : environ 1 800 °F pour l’acier). Cette première étape favorise sa réaction avec l’oxygène.
On utilise généralement une torche pour fournir les flammes de préchauffage. À l’intérieur de cette torche « oxycombustible », un gaz combustible (souvent de l’acétylène) est mélangé à de l’oxygène pour créer un mélange hautement inflammable. La plupart des torches d’oxycoupage possèdent une buse contenant plusieurs trous formant un motif circulaire qui concentre le mélange de gaz inflammable en plusieurs petits jets. Une fois que ce mélange s’enflamme à l’extérieur de la buse, la flamme de préchauffage se forme à la pointe de la buse.
Un réglage du rapport combustible/oxygène précis est la clé pour ajuster la flamme de préchauffage de manière à obtenir la température la plus élevée possible avec la plus petite flamme possible. Ce détail est important puisqu’une petite flamme permet de concentrer la chaleur sur une plus petite zone de la surface du métal à découper, augmentant ainsi la précision et l’efficacité.
Phase 2 : le perçage
Après avoir appliqué la flamme de préchauffage, la surface du métal à découper atteint la température d’allumage. Le jet d’oxygène pur est ensuite dirigé vers la zone chauffée dans un fin flux à haute pression.
Lorsque ce flux d’oxycoupage atteint l’acier préchauffé, le processus d’oxydation rapide commence. Le métal oxydé se transforme en laitier fondu. Ce laitier doit être retiré ou expulsé pour permettre au flux d’oxygène de traverser complètement la plaque de métal.
Phase 3 : le coupage
Lorsque le flux d’oxygène traverse la tôle, la torche peut être déplacée à une vitesse constante et précise afin d’obtenir une coupe continue. Le laitier fondu formé au cours du processus est soufflé au fur et à mesure.
La chaleur générée lors de la réaction chimique entre l’oxygène et l’acier préchauffe la surface de la tôle, mais juste devant la coupe. Mais, comme cette chaleur n’est pas suffisamment élevée pour effectuer une coupe sans flamme de préchauffage, celle-ci est utilisée tout au long de la coupe pour ajouter de la chaleur lorsque la torche se déplace.
Quelle épaisseur de métal peut-on couper par oxycoupage ?
L’oxycoupage se prête bien au chanfreinage et à la réalisation de coupes de formes variées de différentes épaisseurs : de 3,2 mm à plus de 300 mm (⅛ po à plus de 12 po).
Cette technique est particulièrement pertinente et efficace sur des épaisseurs supérieures à 25 / 50 mm, épaisseur où la découpe plasma arrive à ses limites.
Les avantages de l’oxycoupage
Compatible avec les plaques de métal de forte épaisseur
L’oxycoupage offre la possibilité de couper des feuilles de métal de grande dimension d’une épaisseur pouvant aller jusqu’à 10 pouces, ce que ne permettent pas beaucoup d’autres techniques de découpe de métal.
Précision de coupe appréciable
L’oxycoupage permet d’obtenir des coupes nettes et précises, malgré qu’il puisse laisser une zone affectée par la chaleur le long du bord de la coupe.
Procédé économique
L’oxycoupage est considéré comme économique puisqu’il permet de couper rapidement les métaux à l’aide d’outils relativement abordables.
Matériel nécessaire pour l’oxycoupage
1 – Torche d’oxycoupage
Il s’agit d’un dispositif doté d’une poignée et d’une tête de coupe. La tête de coupe est équipée de différents orifices pour l’arrivée des gaz combustibles et de l’oxygène pur. Elle peut être ajustée pour contrôler la taille de la flamme et la pression des gaz.
2 – Bouteilles de gaz
Il faut deux types de bouteilles de gaz : une pour l’oxygène pur et une autre pour le gaz combustible, généralement de l’acétylène. Ces bouteilles sont sous pression et doivent être manipulées avec précaution. Elles sont reliées à la torche à l’aide de tuyaux appropriés.
3 – Régulateurs de pression
Ces dispositifs se fixent sur les bouteilles de gaz et permettent de réguler la pression des gaz entrant dans la torche. Ils sont essentiels pour maintenir une pression constante et contrôlée pendant l’oxycoupage.
4 – Allumeur ou étincelle
Il s’agit d’un outil utilisé pour allumer le gaz combustible à la sortie de la torche. Il peut s’agir d’une étincelle produite par une pierre à briquet, d’une source d’allumage intégrée à la torche ou d’un autre dispositif d’allumage approprié.
5 – Équipement de protection
Comme l’oxycoupage implique l’utilisation de flammes nues, il est essentiel de porter des équipements de protection appropriés. Cela peut inclure des lunettes de protection, un écran facial, des gants résistants à la chaleur, des vêtements ignifugés et des chaussures de sécurité.
Exemples d’applications de l’oxycoupage
L’oxycoupage est largement utilisé dans différentes industries pour diverses applications de découpe thermique. Voici quelques exemples courants d’applications de l’oxycoupage :
Construction métallique
L’oxycoupage est utilisé pour découper des poutres en acier, des colonnes, des plaques et d’autres éléments structuraux utilisés dans la construction de bâtiments, de ponts, de passerelles et de structures métalliques en général.
Fabrication de navires
Dans l’industrie navale, on mise sur l’oxycoupage pour découper des plaques d’acier destinées à la construction de coques de navires, de superstructures, de ponts et d’autres composants structurels.
Fabrication de machines et d’équipements lourds
L’oxycoupage est efficace pour découper des pièces métalliques de machines et d’équipements industriels, tels que des châssis, des supports, des bases, des pignons, des engrenages, etc.
Réparation de structures en acier
Lorsqu’une structure en acier nécessite une réparation ou une modification, l’oxycoupage peut être employé pour retirer des parties endommagées ou pour découper des ouvertures dans la structure existante.
Démolition industrielle
L’oxycoupage est utilisé dans le domaine de la démolition pour découper et démanteler des structures métalliques de grande envergure, telles que des ponts, des réservoirs, des cheminées, des cuves et des tuyaux.
Recyclage des métaux
L’oxycoupage est idéal pour tailler de gros morceaux de ferraille ou de véhicules hors d’usage afin de faciliter le processus de recyclage des métaux.
Oxycoupage 101 : la conclusion
En résumé, l’oxycoupage est une technique de découpe de métal qui se prête très bien au taillage de plaques d’une épaisseur trop importante pour pouvoir utiliser la découpe laser ou la découpe plasma.
Il est aussi important de vous rappeler que l’oxycoupage est un processus potentiellement dangereux et qu’il nécessite une formation adéquate pour être réalisé en toute sécurité.
Dans cette optique, notre département de découpe de métaux prend toujours toutes les précautions nécessaires lors de la réalisation de travaux d’oxycoupage.
Enfin, pour en savoir plus sur cette technique ou nous confier un mandat, communiquez avec nous!
