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Auteur(s)
-
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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Mise en œuvre des outils de coupage
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5. Déformations en coupage thermique
Le coupage au jet d’eau n’est bien entendu pas concerné par ce paragraphe. Il est bien certain que la mise en œuvre d’un procédé thermique, quel qu’il soit, sur une pièce métallique ne peut que provoquer des déformations qui seront plus ou moins importantes et plus ou moins gênantes au niveau opératoire.
5.1 Phénomène de base des déformations
Le phénomène de base est très proche de ce que les chaudronniers appellent une chaude de retrait : si l’on chauffe rapidement une tôle de 20 mm d’épaisseur par exemple, on obtient une zone rouge sur la face supérieure alors que la face inférieure est beaucoup moins chaude (figure 14 a ). Le métal porté au rouge est contraint par les lois physiques de se dilater mais, bridé par le métal environnant plus froid donc bien moins plastique, il ne peut que se gonfler (légèrement bien sûr). Au refroidissement, surtout si ce dernier est assez rapide, le « gonflement » ne peut pas se résorber et provoque des tensions internes déformant légèrement la tôle et provoquant un « retrait » (figure 14 b ).
Transposé en oxycoupage, un exemple très classique est fourni par le coupage de deux bandes à partir d’un plat de plusieurs mètres de longueur. L’oxycoupage reproduit point par point sur toute la longueur de la coupe l’exemple précédent des chaudes de retrait aboutissant à des pièces coupées conformes à la figure 15, du moins si on ne prend aucune précaution opératoire pour lutter contre ces déformations. Dans ce cas, la précaution consisterait à mettre en œuvre trois chalumeaux simultanément pour ajouter deux coupes de rives à la coupe centrale et équilibrer ainsi les contraintes de retrait.
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Déformations en coupage thermique
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).
-
(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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Centre Technique des Applications du Soudage CTAS
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