Bibliographie & annexes
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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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Matériaux pouvant être coupés
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1. Principe d’action
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L’oxycoupage
Il met en œuvre l’énergie thermique générée par la combustion du fer, associée à l’énergie cinétique du jet d’oxygène qui permet l’éjection des oxydes produits, hors de la saignée. La combustion du fer nécessite la présence de flammes de préchauffage pour s’amorcer et s’entretenir ensuite correctement.
L’outillage de mise en œuvre est un chalumeau coupeur équipé d’une tête (ou buse) de coupe, et alimenté par les sources de gaz appropriées (oxygène et gaz combustible).
La figure 1 présente le schéma de principe d’une installation d’oxycoupage automatique.
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Lecoupage plasma
Le plasma est parfois baptisé quatrième état de la matière, faisant suite aux trois états classiques (solide, liquide, gazeux). Il se compose d’un grand nombre d’espèces (molécules, atomes et ions), le plus souvent dans des états excités, ainsi que d’électrons qui rendent le mélange conducteur de l’électricité.
Le coupage plasma met en œuvre une énergie électrique concentrée sous forme d’un jet de plasma à très haute température (15 000 à 20 000 K) qui fond le métal à son point d’impact (par effet thermique) et éjecte le métal fondu hors de la saignée par son énergie cinétique.Ce jet de plasma est créé par établissement d’un arc électrique, dans un courant de gaz, entre une électrode (cathode) interne à la torche de coupage et la pièce à couper (anode). Un diaphragme (appelé tuyère) de faible diamètre et énergiquement refroidi est placé en sortie de torche ; son action de constriction sur la veine plasma la transforme en un jet plasma à haute densité de puissance (400 à 800 kW / cm2) et à vitesse supersonique (par rapport à la vitesse du son dans le milieu considéré).
L’installation de coupage est alimentée par un générateur électrique (selon la puissance délivrée et les caractéristiques recherchées, il peut être constitué d’un ensemble transformateur-redresseur à diodes, d’un bloc de puissance à transistors, du type onduleur ou hacheur, ou encore à thyristors) fournissant un courant continu régulé en intensité ou non.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Lucien Vignardet (Publications de la Soudure Autogène).
-
(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.
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