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L’oxycoupage à base de gaz O2 et C2H2

Oxycoupage

Coupage autogène: L’oxygène (O₂) comburant et l’acétylène (C₂H₂) combustible.

L’oxydécoupage est la combustion localisée et continue du métal sous un jet d’oxygène pur.

Le mélange d’O2 et de C2H2 produit les flammes les plus chaudes. D’autres gaz combustibles peuvent remplacer l’acétylène si la température de la flamme ne doit pas être trop élevée.

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Comprendre l’oxycoupage

Le procédé d’oxycoupage, ou de coupage autogène, repose sur l’expérience menée en 1776 par Lavoisier qui a découvert le principe de la combustion du fer dans l’oxygène.

Avec la combinaison adéquate de matériau et de gaz, le coupage autogène permet de découper les alliages d’acier et les aciers faiblement alliés dans des épaisseurs comprises entre 3 et 1 50 mm.

Principe physique

  •  En présence d’oxygène pur et dans certaines conditions, le fer s’oxyde lentement à température ambiante.
  • Au fur et à mesure que la température augmente, l’oxydation s’accélère ; aux environs de 1 300 °C, elle survient quasi-instantanément. Cette température est appelée température d’amorçage.
  • L'oxygène (O2) sert de comburant et l'acétylène (C2H2) de combustible.
  • La réaction de combustion « rapide » du fer dans l’oxygène génératrice de chaleur est appelée réaction exothermique.
  • La chaleur libérée favorise la réaction par échauffement du métal.
  • Réaction chimique :
    3 Fe + 2O2 = Fe3 O4 + 270 calories.

Eléments de mise en œuvre du procédé d’oxycoupage

Conditions requises pour la découpe autogène

  • La température de réaction doit être inférieure à la température de fusion du métal.
  • Les oxydes formés ne doivent pas être solides.
  • La formation de composés gazeux ne doit pas affecter la pureté de l’oxygène quand il entre en contact avec le métal.
  • Une teneur en carbone supérieure à 2% et une teneur en chrome supérieure à 6 à 8% rendent le découpage au chalumeau impossible.
  • Les fontes et les aciers inoxydables peuvent être découpés à l’aide de poudre de fer.

Matériaux adéquats :

  • Aciers au carbone : formation d’oxyde de fer (1 300°C)
  • Aciers faiblement alliés : formation d’oxyde de fer (1 300°C)

Matériaux inadéquats :

  • Aluminium et alliages d’aluminium : formation d’oxyde d’aluminium (2 800°C)
  • Aciers inoxydables : formation d’oxyde de chrome (2 300°C)

Caractéristiques techniques de l’oxycoupage

Les 3 étapes du coupage oxy :

  • 1 - La combustion du fer avec l’oxygène pur libère une chaleur intense. Toutefois, avant le début de la réaction d’oxydation, le métal doit être chauffé localement.
  • 2 - L’impact du jet d’oxygène sur le point chaud initie la réaction de combustion qui se propage sur toute la hauteur du matériau découpé.
  • 3 - L’évacuation des oxydes via la partie inférieure du matériau parallèlement au parcours du jet d’oxygène de découpage produit la coupe.

Procédé de coupage autogène

Procédé de coupage autogène

En savoir plus sur l'oxycoupage

 

Aciers faiblement alliés

Aciers dont aucun des éléments d'addition ne dépasse la teneur de 5% en masse.

Aciers au carbone

Les aciers dits "au carbone" sont des aciers non alliés. Leur principal composant d'alliage est le carbone, tandis que les autres éléments sont présents en quantité très faible. Ils peuvent ainsi présenter des impuretés résiduelles, mais il n'y a pas d'ajout volontaire d'éléments étrangers dans leur composition.