l`oxycoupage oxyacétylénique

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l`oxycoupage oxyacétylénique
L'OXYCOUPAGE
CHAPITRE 4
OXYACÉTYLÉNIQUE
L’OXYCOUPAGE OXYACÉTYLÉNIQUE
CHAPITRE
4
Louis XIV, celui qu’on appelait le Roi-Soleil, aurait certainement envié le mécanicien industriel : entouré de tous les feux d’étincelles projetées au-delà de trois mètres, lors d’une opération
d’oxycoupage d’un tuyau, ce dernier brille, pour ainsi dire, de mille feux!
Le procédé d’oxycoupage est surtout utilisé pour couper les métaux ferreux minces et épais,
autant en ligne droite que sous diverses formes. En mécanique industrielle, on l’utilise pour plusieurs applications. Dans le présent chapitre, on traitera de l’équipement nécessaire à l’oxycoupage
et son réglage ainsi que de la technique utilisée lors de différents travaux d’oxycoupage. Bien entendu, on soulignera également les règles de santé et de sécurité spécifiques aux travaux d’oxycoupage.
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4.1
GÉNÉRALITÉS
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Avant d’aborder la section qui traite des
composantes d’un poste d’oxycoupage et de la
technique de l’oxycoupage, il est nécessaire de
comprendre certaines notions portant sur le principe, le champ d’application et les limites de
l’oxycoupage oxyacétylénique.
Principe de l’oxycoupage oxyacétylénique
Ce procédé repose sur le principe suivant :
le fer chauffé au rouge vif, à un point précis,
brûle sans fusion dans une atmosphère d’oxygène. La température de cette combustion est
d’environ 900 °C. Elle est plus faible que la température de fusion du fer, qui est de 1535 °C.
dage oxyacétylénique, sauf pour ce qui est du
chalumeau.
Figure 4.1
Poste d’oxycoupage oxyacétylénique
Chalumeau
oxycoupeur
Module 8
Électromécanique de systèmes automatisés
Air liquide
Dans ce procédé, la flamme de chauffe, qui
porte le métal à la température amorçant la réaction fer-oxygène, est produite par la combustion d’un mélange d’acétylène et d’oxygène.
Ensuite, on utilise un jet d’oxygène pur sous
pression qui traverse la pièce de part en part, ce
qui effectue la coupe. Comme on peut le voir à
la figure 4.1, le poste d’oxycoupage oxyacétylénique est en principe identique à celui de sou4.1
CHAPITRE 4
L' OXYCOUPAGE
Champ d’application de l’oxycoupage
oxyacétylénique
Ce procédé est utilisé pour oxycouper tous
les aciers, jusqu’à une teneur en carbone de
1,97 %, et certains alliages comme l’acier au
manganèse. On l’utilise pour couper des têtes
de boulons et de rivets, des barres, des tuyaux,
des cornières, des profilés et pour effectuer des
coupes non rectilignes qu’on ne peut exécuter
à l’aide de procédés mécaniques.
Limites de l’oxycoupage oxyacétylénique
À l’instar des autres procédés de coupe,
l’oxycoupage oxyacétylénique a ses limites; en
voici les principales.
– Il ne convient pas au coupage des alliages non
ferreux.
– L’oxycoupage des fontes et des aciers inoxydables ne peut pas se réaliser sans avoir recours à des procédures spéciales.
– L’oxycoupage manuel est déconseillé si
l’épaisseur du métal à oxycouper dépasse
150 mm.
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4.2
– Les coupes exécutées au chalumeau ne sont
pas aussi belles que celles exécutées à l’aide
de procédés mécaniques.
En résumé...
À la suite de cette section, vous devriez
retenir plus particulièrement les points suivants:
– L’oxycoupage oxyacétylénique repose sur le
principe suivant : le fer chauffé au rouge vif
brûle sans fusion dans une atmosphère d’oxygène.
– L’oxycoupage oxyacétylénique est utilisé pour
oxycouper tous les aciers jusqu’à une teneur
en carbone de 1,97 %.
– L’oxycoupage oxyacétylénique ne convient pas
au coupage des alliages non ferreux.
– L’oxycoupage oxyacétylénique manuel est
déconseillé si l’épaisseur du métal à oxycouper
dépasse 150 mm.
Dans cette section vous avez fait un survol
rapide de ce procédé. La prochaine section vous
présentera le montage du poste d’oxycoupage
et le réglage de la flamme.
MONTAGE DU POSTE ET RÉGLAGE DE LA FLAMME
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Le montage du poste d’oxycoupage est presque identique à celui du poste de soudage oxyacétylénique.
Dans cette section, vous verrez quelles sont
les composantes d’un poste d’oxycoupage oxyacétylénique ainsi que les mesures de santé et
de sécurité relatives à ce procédé. Vous y apprendrez également comment allumer et régler
la flamme pour l’oxycoupage.
Composantes d’un poste d’oxycoupage
oxyacétylénique
Les composantes du poste d’oxycoupage
oxyacétylénique sont en principe identiques à
celles du poste de soudage oxyacétylénique, sauf
4.2
OXYACÉTYLÉNIQUE
pour ce qui est du chalumeau. De plus, lors de
l’oxycoupage des pièces épaisses, le débit des
gaz requis est plus élevé; il est donc nécessaire
d’utiliser plusieurs bouteilles en série, des
manodétendeurs pouvant fonctionner à des pressions élevées et des boyaux de diamètre plus
grand.
Chalumeaux oxycoupeurs
Le chalumeau oxycoupeur joue 2 rôles à
la fois. Le premier est de chauffer constamment
le métal à la température de combustion. Le
deuxième est de fournir l’oxygène pur pour brûler
le métal. Pour remplir ces 2 rôles, le chalumeau
oxycoupeur est muni d’un dispositif fournissant
la flamme de chauffe et d’un dispositif pour
envoyer l’oxygène de coupe.
Électromécanique de systèmes automatisés
Module 8
L'OXYCOUPAGE
CHAPITRE 4
OXYACÉTYLÉNIQUE
Il y a 2 types de chalumeaux oxycoupeurs :
le chalumeau oxycoupeur complet et le chalumeau lance de coupe.
La tête du chalumeau oxycoupeur est conçue pour recevoir la tête de coupe. Le chalumeau oxycoupeur se raccorde directement aux
boyaux d’oxygène et d’acétylène à l’aide d’une
clé ouverte appropriée.
• Chalumeau oxycoupeur complet
Comme le montre la figure 4.2, le chalumeau oxycoupeur complet possède 2 tubes : un
pour amener l’oxygène de coupe, qui sera libéré à l’aide d’un levier, et un autre pour amener les gaz de la flamme de chauffe. De plus, il
possède 2 robinets pour régler l’admission de
l’acétylène et de l’oxygène.
Figure 4.2
• Chalumeau oxycoupeur lance de coupe
Le chalumeau oxycoupeur lance de coupe
est constitué d’une lance de coupe raccordée au
manche du chalumeau soudeur par un simple
serrage manuel de l’écrou, comme vous pouvez le voir à la figure 4.3. Cet ensemble est identique au chalumeau oxycoupeur complet à la
seule différence qu’il comporte 2 robinets d’oxygène.
Chalumeau oxycoupeur complet
Tête de coupe
Figure 4.3
Lance de coupe et son raccordement
Tête du
chalumeau
Écrou de tête de coupe
Tubes
de gaz
Tête de
coupe
Écrou de
Tête de coupe
Tête du
chalumeau
Tubes
de gaz
Robinet de réglage
d’oxygène
Robinet de
Réglage d’oxygène
Levier d’oxygène
de coupe
Manche
Levier d’oxygène
de coupe
Module 8
CEMEQ - Harris
Raccords
CEMEQ - Harris
Écrou de
raccordement
Robinet de
réglage d’acétylène
Électromécanique de systèmes automatisés
4.3
CHAPITRE 4
L' OXYCOUPAGE
L’un d’eux, celui du manche du chalumeau,
n’est pas utilisé; on doit le laisser ouvert au
maximum. L’autre est utilisé pour régler le débit d’oxygène.
Le chalumeau oxycoupeur lance de coupe
se révèle un moyen économique d’exécuter des
coupes lorsque l’application ne justifie pas l’utilisation d’un chalumeau oxycoupeur complet.
Figure 4.4
OXYACÉTYLÉNIQUE
• Têtes de coupe
Il existe plusieurs types de têtes de coupe
pour les chalumeaux oxycoupeurs. La nature des
travaux à effectuer et l’épaisseur de la pièce à
oxycouper sont les 2 facteurs qui déterminent
le choix de la tête de coupe. La figure 4.4 vous
montre quelques-unes de ces têtes.
Différentes têtes de coupe
Pour rainurage, usinage, gougeage et
enlèvement des soudure imparfaites
Pour refendage des cornières, rognage
des tôles en chaudronnerie, construction
navale
Pour dérivetage
Usage général
CEMEQ - Air liquide
Pour dérivetage
Chaque tête de coupe possède un trou central qui sert à éjecter le jet d’oxygène et des
trous en périphérie par lesquels sort la flamme
de chauffe, comme vous pouvez le voir à la figure 4.5.
4.4
Électromécanique de systèmes automatisés
Module 8
L'OXYCOUPAGE
Figure 4.5
CHAPITRE 4
OXYACÉTYLÉNIQUE
Tête de coupe d’usage général
Finalement, il est à noter que le raccordement des autres composantes se fait de la même
façon que lors du montage d’un poste de soudage oxyacétylénique.
CEMEQ - Victor
Orifices
de gaz
de chauffe
Orifice d’oxygène
Les têtes de coupe sont identifiées par leur
numéro de modèle et de calibre. Cette identification n’est pas la même d’une compagnie à
l’autre. Pour monter la tête de coupe, on desserre au complet l’écrou de la tête de coupe, on
place la tête de coupe et on serre l’écrou à l’aide
d’une clé ouverte appropriée. Le nettoyage de
la tête de coupe se fait à l’aide d’un nettoyeur
de buse de la même façon que pour une buse de
soudage.
Avant de raccorder 2 composantes
ensemble, il est impératif de les vérifier afin de détecter les parties
endommagées et toute trace d’huile
et de graisse. Toute partie endommagée doit être remplacée et toute
trace d’huile ou de graisse doit être
nettoyée.
Module 8
Santé et sécurité en oxycoupage
Toutes les mesures de santé et de sécurité
observées en soudage oxyacétylénique doivent
être appliquées en oxycoupage. De plus, des
précautions supplémentaires doivent être prises
lors de l’oxycoupage, en raison de la quantité
importante des éclaboussures du métal en combustion, à la fumée intense dégagée et aux
chutes de métal. De ce fait, toute matière inflammable doit être tenue loin du lieu de travail afin d’éviter les risques d’incendie, une
ventilation adéquate doit être prévue et les pièces à couper doivent être immobilisées afin d’empêcher la chute des parties oxycoupées.
Réglage des pressions
Le réglage des pressions aux manodétendeurs se fait de la même façon qu’en soudage oxyacétylénique et dépend principalement
de l’épaisseur de métal à oxycouper. Il faut donc
consulter le guide des paramètres du fabricant
afin d’obtenir des résultats optimums et éviter
les risques d’accident. Les spécifications présentées au tableau de la figure 4.6 sont données
à titre indicatif.
Électromécanique de systèmes automatisés
4.5
CHAPITRE 4
L' OXYCOUPAGE
Spécifications de coupe
Acétylène
Oxygène
Épaisseur Calibre de Pression
du métal la tête de
lb/
coupe
(mm)
po2 KPa
0
30 210
6,4 et
lb/
po2 KPa
3 20,7
1,27
Débit
m3/h
Vitesse
de coupe
(mm/min)
0,45
457,2
0,41
0,34
419,1
368,3
292,1
9,5
1
40
210
2,12
3
20,7
12,7
1
40
280
2
40
3
20,7
20,7
2
50
280
350
2,41
3,40
3,96
3
19,0
25,4
3
20,7
0,34
0,24
38,1
3
50,8
4
50
50
350
350
5,10
6,37
3
3
20,7
20,7
0,20
0,16
190,5
177,8
76,2
5
50
350
8,21
27,6
0,14
101,6
5
60
410
9,34
4
4
27,6
0,11
165,1
127,0
127,0
6
55
350
10,19
5
34,5
0,10
114,3
152,4
203,2
6
7
55
380
11,04
0,08
101,6
410
15,29
5
6
34,5
60
41,4
0,07
88,9
254,0
7
70
480
17,70
6
41,4
0,06
304,8
8
70
480
21,52
6
41,4
0,04
76,2
50,8
Allumage et réglage de la flamme d’un
chalumeau oxycoupeur complet
L’allumage et le réglage de la flamme pour
un chalumeau oxycoupeur complet se fait comme
suit :
– Ouvrez d’abord le robinet de l’acétylène du
chalumeau d’un quart de tour et allumez la
flamme avec un allumeur.
– Ouvrez davantage le robinet d’acétylène jusqu’à ce que la flamme cesse d’émettre une
fumée noire.
– Ouvrez ensuite lentement le robinet d’oxygène du chalumeau jusqu’à l’obtention d’une
flamme normale.
– Appuyez sur le levier d’oxygène de coupe.
La flamme de chauffe passe de neutre à légèrement carburante. À ce moment, tout en gardant l’oxygène de coupe ouvert, on procède
à un deuxième réglage afin d’obtenir une
flamme normale. Ce réglage s’effectue en
ouvrant davantage le robinet d’oxygène du
chalumeau oxycoupeur.
4.6
Pression
Débit
m3/h
368,3
CEMEQ
Figure 4.6
OXYACÉTYLÉNIQUE
– Relâchez le levier d’oxygène de coupe. La
flamme est ajustée et prête à être utilisée.
Pour éteindre la flamme, fermez d’abord
le robinet d’oxygène et ensuite le robinet d’acétylène.
Allumage et réglage de la flamme d’un
chalumeau oxycoupeur lance de coupe
L’allumage et le réglage de la flamme d’un
chalumeau lance de coupe se fait de la même
façon que pour un chalumeau oxycoupeur complet, sauf que le robinet d’oxygène du manche
ne contrôle plus le débit d’oxygène et doit être
ouvert au complet. Le débit d’oxygène de chauffe
est réglé par le robinet sur la lance de coupe.
Enfin, il est à noter que la mise en marche
et l’arrêt du poste d’oxycoupage se font de la
même façon qu’en soudage autogène.
Électromécanique de systèmes automatisés
Module 8