Guide des techniques de soudage et de coupage au gaz

Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne le soudage au gaz et pourquoi il est si important en génie mécanique ? Cet article présente les principes, les types de flammes et les matériaux utilisés dans le soudage au gaz. À la fin, vous comprendrez comment les différents gaz et fils de soudure influencent la qualité et la sécurité des processus de soudage.

Table des matières

Flamme de gaz

1. Gaz produisant des flammes de gaz

(1) Oxygène

L'oxygène est un gaz à température et pression normales, dont la formule moléculaire est O2.

L'oxygène lui-même n'est pas combustible, mais il peut aider d'autres substances combustibles à brûler et a un fort effet de promotion de la combustion.

La pureté de l'oxygène a un impact direct sur la qualité, la productivité et la consommation d'oxygène du soudage au gaz et du soudage à l'arc. coupe au gaz.

Plus la pureté de l'oxygène est élevée, meilleure est la qualité du soudage et du coupage au gaz.

(2) Acétylène

L'acétylène est un composé hydrocarboné incolore à l'odeur particulière, obtenu par l'interaction du carbure de calcium et de l'eau, dont la formule moléculaire est C2H2.

L'acétylène est un gaz combustible et la température de la flamme générée lorsqu'il est mélangé à l'air est de 2350°C, tandis que la température de la flamme générée lorsqu'il est mélangé à l'oxygène et brûlé est de 3000-3300°C.

L'acétylène est un gaz dangereux qui est explosif dans certaines conditions de pression et de température.

(3) Gaz de pétrole liquéfié (GPL)

Le gaz de pétrole liquéfié est principalement composé d'hydrocarbures tels que le propane (C3H8), le butane (C4H10) et le propylène (C3H6).

Il existe sous forme de gaz à pression normale, mais peut être liquéfié à une pression de 0,8 à 1,5 MPa pour le stockage et le transport, d'où le nom de gaz de pétrole liquéfié.

Comme l'acétylène, le GPL est explosif lorsqu'il est mélangé à l'air ou à l'oxygène, mais il est beaucoup plus sûr que l'acétylène.

2. Types et propriétés des flammes de gaz

(1) Flamme oxy-acétylène.

La structure et la forme de la flamme d'oxy-acétylène :

a) Flamme neutre b) Flamme de cémentation c) Flamme d'oxydation

1- Centre de la flamme 2- Flamme intérieure 3- Flamme extérieure

Type de flammeRapport de mélange entre l'oxygène et l'acétylèneTempérature maximale de la flamme/℃Caractéristiques de la flamme
Flamme neutre1.1-1.23050-3150L'oxygène et l'acétylène sont entièrement brûlés, sans excès d'oxygène ni d'acétylène. Le cœur de la flamme est brillant, avec des contours clairs, et la flamme intérieure présente un certain degré de réductibilité
Flamme de carbonisation<1.12700-3000L'acétylène est excédentaire, et il y a du carbone et de l'hydrogène libres dans la flamme, ce qui a un fort effet de réduction et également un certain effet de carbone. La flamme entière de la flamme de carbonisation est plus longue que celle de la flamme neutre.
Flamme d'oxyde>1.23100-3300Il y a un excès d'oxygène dans la flamme, qui a de fortes propriétés oxydantes. La flamme entière est courte et les couches de la flamme intérieure et de la flamme extérieure ne sont pas claires.
  • Flamme d'oxygène et de gaz de pétrole liquéfié

La structure de la flamme oxygène-gaz de pétrole liquéfié est fondamentalement la même que celle de la flamme oxy-acétylène et peut également être classée en flamme oxydante, flamme carburante et flamme neutre.

Le centre de la flamme subit des réactions de décomposition partielle, mais avec moins de produits de décomposition.

La flamme intérieure n'est pas aussi brillante que celle de l'acétylène et apparaît légèrement bleutée, tandis que la flamme extérieure est plus claire et plus longue que celle de l'oxyacétylène.

En raison de son point d'ignition plus élevé, le gaz de pétrole liquéfié est plus difficile à enflammer que l'acétylène et nécessite une flamme directe pour s'enflammer.

Soudage au gaz

1. Principes, caractéristiques et applications du soudage au gaz.

(1) Principes du soudage au gaz.

1 - Tube mélangeur de gaz ; 2 - Pièce à travailler ; 3 - Joint de soudure ; 4 - Fil d'apport ; 5 - Flamme de soudage au gaz; 6 - Torche de soudage.

(2) Caractéristiques et applications du soudage au gaz

Les avantages du soudage au gaz sont qu'il nécessite un équipement simple, qu'il est facile à utiliser, qu'il est peu coûteux et qu'il est très adaptable. Il peut être utilisé dans des endroits dépourvus d'alimentation électrique pour faciliter le soudage.

Les inconvénients du soudage au gaz sont les suivants : la température de la flamme est basse, le chauffage est dispersé, la zone affectée par la chaleur est large, la pièce est facilement déformée et surchauffée, et la qualité du gaz est faible. joints de soudure n'est pas aussi facile à garantir qu'avec le soudage à l'arc à l'électrode.

La productivité est faible et il est difficile de souder des métaux épais. Il est également difficile de parvenir à l'automatisation.

2. Matériaux de soudage au gaz

(1) Fil de soudage au gaz

Tableau 3-2 Qualité et utilisation des fils de soudage en acier courants.

Fil à souder en acier de construction au carboneFil à souder en acier de construction alliéFil de soudure en acier inoxydable
GradeobjectifGradeobjectifGradeObjet :
H08Soudage de structures générales en acier à faible teneur en carboneH10Mn2Même objectif que HO8MnH03Cr21Ni10Soudage d'acier inoxydable à très faible teneur en carboneJointage d'acier inoxydable de type 18-8
H08Mn2Si
H08ASoudage d'importants aciers à faible et moyen carbone et de certains aciers à faible teneur en carbone. acier allié structuresH10Mn2MoASoudage d'acier ordinaire faiblement alliéH06Cr21Ni10Soudage d'acier inoxydable de type 18-8
H08EMême objectif que le H08A, avec de bonnes performances en matière de processusH10Mn2MoVASoudage d'acier ordinaire faiblement alliéH08Cr21Ni10Soudage d'acier inoxydable de type 18-8
H0SMnSoudage d'importantes structures en acier au carbone et en acier ordinaire faiblement allié, telles que les chaudières, les appareils à pression, etc.HO8CrMoASoudage du chrome acier au molybdène et d'autres HO8Cr19Ni10TiSoudage d'acier de construction à haute résistance et d'acier allié résistant à la chaleur, etc.
H08MnAMême objectif que le H08Mn, mais avec de bonnes performances de traitementH18CrMoAAcier de construction soudé, tel que l'acier au chrome-molybdène, l'acier au chrome-manganèse-silicium, etc.H12C24Ni13Soudage d'acier de construction à haute résistance et d'acier allié résistant à la chaleur, etc.
H15ASoudage de pièces de résistance moyenneH30CrMnSiASoudage d'acier au chrome, manganèse et siliciumH12Cr26Ni21Soudage d'acier de construction à haute résistance et d'acier allié résistant à la chaleur, etc. 
H15MnSoudage de pièces de résistance moyenneH10CrMoASoudage d'acier allié résistant à la chaleur
Modèle de fil de soudureQualité du fil de soudurenomPrincipaux composants chimiquesPoint de fusion/℃objectif
SCu1898
(CuSnl)
HS201Fil de soudure en cuivre purω(Sn) ≤ 1,0%
ω(Si)=0,35% -0,5% 
ω(Mn)=0,35% -0,5%,
les autres sont des Cu
1083Soudage au gaz, soudage à l'arc sous argon et le soudage à l'arc plasma du cuivre pur
SCa6560
(CuSi3Mn)
HS211Fil de soudure en bronzeω(Si)=2.8%~4.0%
ω(Mn) ≤ 1,5%,
les autres sont des Cu
958Soudage au gaz, soudage à l'arc à l'ammoniac et arc plasma soudage du bronze
SCu4700
(CuZn40Sn)
HS221Fil de soudure en laitonω(Cu)=57% -61%
ω(Sn)=0.25% -1.0%, le reste étant Zn
886Soudage au gaz, argon soudage à l'arc et le soudage à l'arc plasma du laiton
SCu6800
(CuZn40Ni)
HS222Soudage du laiton fil de ferω(Cu)=56% -60%
ω(Sn)=0,8% -1,1%
ω(Si)=0,05% -0,15%
ω(Fe)=0.25% -1.20% ω(Ni)=0.2% -0.8%
Le reste est constitué de Zn
860
SCu6810A
(CuZn40SnSi)
HS223Fil de soudure en laitonω(Cu)=58% -62%
ω(Si)=0,1% -0,5%
ω(Sn) ≤ 1.0.
Le reste est constitué de Zn
905

Tableau 3-4 : Types, qualités, compositions chimiques et applications courantes de l'aluminium et de l'aluminium Soudage d'alliages Fils.

Modèle de fil de soudureQualité du fil de soudurenomPrincipaux composants chimiquesPoint de fusion/℃objectif
SAl1450
(A199.5Ti)
HS301Fil de soudure en aluminium purω(Al)≥99.5%660Soudage au gaz et argon soudage à l'arc d'aluminium pur
SAl4043
(AIS)
HS311Fil de soudure en alliage d'aluminium et de siliciumω(Si)=4.5% -6%,
d'autres sont Al
580-610Soudage de l'aluminium alliages autres que les alliages d'aluminium et de magnésium
SAB103
(AIMnl)
HS321Fil de soudure en alliage d'aluminium et de manganèseω(Mn)=1,0% -1,6%,
les autres sont Al
643-654Soudage au gaz et à l'arc à l'ammoniac d'un alliage d'aluminium et de manganèse
SAl5556
(AlMg5 MnlTi
HS331Aluminium alliage de magnésium fil de soudureω(Mg)=4.7%~5.5%
ω(Mn)=0,3% -1,0%
ω(Ti)=0,05% -0,2
Les autres sont Al
638-660Soudage d'alliages aluminium-magnésium et d'alliages aluminium-zinc-magnésium

Tableau 3-5 : Types, qualités, compositions chimiques et applications des fils de soudage au gaz en fonte.

Modèle et qualité du fil de soudureComposition chimique/% objectif
ω
(C)
ω
(Mn)
ω
(S)
ω
(P)
ω
(Si)
RZC-I3.20-3.500.6-0.75≤0.100.5-0.752.7-3.0Réparation par soudage de fonte grise
RZC-23.5-4.50.3-0.8≤0.1≤0.053.0-3.8
HS4013.0~4.20.3-0.8≤0.08≤0.52.8-3.6
HS4023.0-4.20.5-0.8≤0.05≤0.53.0-3.6Réparation par soudage de la fonte ductile

(2) Gaz Flux de soudage

Tableau 3-6 : qualités, performances et applications des flux de soudage au gaz couramment utilisés.

Qualité du flux de soudurenomPerformance de baseApplication
CJ101Flux de soudage au gaz pour l'acier inoxydable et l'acier résistant à la chaleurIl a un point de fusion de 900℃ et possède de bonnes propriétés de mouillage, ce qui peut empêcher l'oxydation du métal fondu. Le laitier est facile à enlever après le soudage.Utilisé pour le gaz soudage de l'acier inoxydable et acier résistant à la chaleur
CJ201Flux de soudage au gaz de la fonteIl a un point de fusion de 650℃ et a une réaction alcaline. Il est déliquescent et peut éliminer efficacement les silicates et les oxydes générés pendant la phase gazeuse. soudage de la fonte. Il a également pour fonction d'accélérer la fusion des métaux.Utilisé pour le soudage au gaz de pièces en fonte
CJ301Flux de soudage au cuivreC'est un sel à base de bore, qui est sujet à la déliquescence et a un point de fusion d'environ 650℃. Il a une réaction acide et peut dissoudre efficacement l'oxyde de cuivre et l'oxyde cuivreux.Utilisé pour le gaz soudage du cuivre et alliages de cuivre
CJ401Flux de soudage à l'aluminiumLe point de fusion est d'environ 560℃, il a une réaction acide et peut efficacement détruire le film d'oxyde d'aluminium. Cependant, en raison de sa forte hygroscopicité, il peut causer des dommages à l'environnement. corrosion de l'aluminium dans l'air. Après le soudage, le laitier doit être nettoyé soigneusement.Utilisé pour le soudage au gaz de l'aluminium et des alliages d'aluminium

Les qualités de flux de soudage au gaz sont représentées par CJ suivi de trois chiffres, et la méthode de codage est la suivante : CJxxx.

3. Matériel et outils de soudage au gaz.

La composition du matériel de soudage au gaz :

  • 1. Tuyau d'oxygène
  • 2. Torche de soudage
  • 3. Tuyau d'acétylène
  • 4. Bouteille d'acétylène
  • 5. Régulateur d'acétylène
  • 6. Régulateur d'oxygène
  • 7. Bouteille d'oxygène

1. Bouteille d'oxygène

a) Apparence b) Structure
  • 1. Fond de bouteille
  • 2. Corps du cylindre
  • 3. Cerceau à bouteilles
  • 4. Valve de la bouteille d'oxygène
  • 5. Bouchon de bouteille
  • 6. Culasse

2. Bouteille d'acétylène

a) Apparence b) Structure
  • 1. Bouche de la bouteille
  • 2. Bouchon de bouteille
  • 3. Soupape du cylindre
  • 4. L'amiante
  • 5. Corps du cylindre
  • 6. Matériau de remplissage poreux
  • 7. Fond de bouteille

3. Bouteille de gaz de pétrole liquéfié (GPL)

a) Apparence b) Structure
  • 1. Bouclier de protection
  • 2. Soupape du cylindre
  • 3. Corps du cylindre
  • 4. Base

4. Régulateur de pression

(1) Fonctions et types de détendeurs de pression

La fonction d'un détendeur est de réduire le gaz à haute pression dans la bouteille à la pression requise pour le fonctionnement et de maintenir une pression stable pendant le fonctionnement.

Les détendeurs de pression peuvent être classés en détendeurs d'oxygène, détendeurs d'acétylène, détendeurs de gaz de pétrole liquéfié, etc. en fonction de leur utilisation.

En fonction de leur structure, ils peuvent être classés en régulateurs à un ou deux étages. Selon leurs principes de fonctionnement, ils peuvent être classés en régulateurs à action directe et à action inverse.

(2) Régulateur d'oxygène

Détendeur d'oxygène à simple étage et à action inverse
a) Apparence b) État de non-travail c) État de travail
  • 1. Manomètre haute pression
  • 2. Chambre à haute pression
  • 3. Chambre à basse pression
  • 4. Ressort de réglage de la pression
  • 5. Poignée de réglage de la pression
  • 6. Membrane
  • 7. Passage
  • 8. Tige de soupape
  • 9. Ressort de tige de soupape
  • 10. Manomètre basse pression

(3) Régulateur d'acétylène

(4) Pétrole liquéfié Régulateur de gaz

Le régulateur de gaz de pétrole liquéfié a pour fonction de réduire la pression dans la bouteille de gaz jusqu'à la pression de travail et de stabiliser la pression de sortie afin d'assurer une alimentation en gaz régulière.

En général, les régulateurs à usage domestique peuvent être légèrement modifiés pour être utilisés pour la coupe générale. épaisseur de la tôle d'acier.

En outre, le régulateur de gaz de pétrole liquéfié peut également être utilisé directement avec un régulateur de propane.

5. Torche de soudage

(1) Fonctions et Types de soudage Torche

La fonction d'un chalumeau est de mélanger le gaz combustible et l'oxygène dans une certaine proportion et de les pulvériser à une certaine vitesse pour la combustion, générant ainsi une flamme avec une certaine énergie, une certaine composition et une forme stable.

Selon les différentes manières de mélanger le gaz combustible et l'oxygène, les torches de soudage peuvent être divisées en torches de soudage à injection (également connues sous le nom de torches à basse température).soudage sous pression ) et les torches de soudage à pression égale.

(2) Structure et principe de la torche de soudage par injection

Torche de soudage par injection
a) Apparence b) Structure
  • 1. Soupape d'acétylène
  • 2. Conduit d'acétylène
  • 3. Conduite d'oxygène
  • 4. Soupape à oxygène
  • 5. Buse
  • 6. Tube d'injection
  • 7. Conduite de gaz mixte
  • 8. Paire de buses de soudage

(3) Représentation du modèle de torche de soudage

Le modèle de torche de soudage est composé de la lettre pinyin "H" suivie du numéro de série et de la spécification qui représente la forme structurelle et le mode de fonctionnement.

6. Tuyau de gaz

Les gaz contenus dans les bouteilles d'oxygène et d'acétylène doivent être transportés jusqu'à la torche de soudage ou de coupe par des tuyaux en caoutchouc.

Selon la norme nationale "Tuyau en caoutchouc pour le soudage au gaz, le coupage et les opérations similaires", le tuyau d'oxygène est bleu et le tuyau d'acétylène est rouge.

La longueur du tuyau relié à la torche de soudage ne doit pas être inférieure à 5 mètres, mais s'il est trop long, il augmentera la résistance à l'écoulement du gaz.

En général, une longueur de 10 à 15 mètres est recommandée. Le tuyau en caoutchouc utilisé pour la torche de soudage ne doit pas être contaminé par de l'huile, ni fuir le gaz, et il est strictement interdit d'interchanger les tuyaux entre différents gaz.

7. Autres outils auxiliaires

(1) Lunettes de soudage

(2) Pistolet d'allumage

Un pistolet d'allumage est le moyen le plus sûr et le plus pratique d'allumer la torche de soudage.

En outre, les outils de soudage comprennent également des outils de nettoyage tels que des brosses métalliques, des marteaux et des limes ; des outils pour connecter et fermer les passages de gaz, tels que des pinces, des fils, des colliers de serrage, des clés et des aiguilles de nettoyage pour les buses de soudage.

4. Procédé de soudage au gaz

1. Forme de l'accord

Formes de joints en soudage au gaz
  • a) Joint de recouvrement
  • b) Joint en bout de ligne
  • c) Joint d'angle

Tableau 3-7 Forme et dimensions des joints à recouvrement et des joints bout à bout pour l'acier à faible teneur en carbone

Formulaire communÉpaisseur de la plaque/mmBords courbés et émoussés/mmÉcart/mmAngle de la rainureDiamètre du fil de soudure/mm
Joint de sertissage0.5-1.01.5-2.0  pas besoin
Joint bout à bout à rainure en forme de I1.0-5.0 1.0-4.0 2.0-4.0
Joint d'about à rainure en V>5.01.5-3.02.0-4.0Méthode de soudage à gauche 80°, méthode de soudage à droite 60°.3.0-6.0

2. Paramètres de soudage au gaz

(1) Type, qualité et diamètre du fil de soudure

Epaisseur de la soudure/mm1-22-33-55-1010-15
Diamètre du fil de soudure/mm1-2 ou sans fil de soudure2-33-3.23.2-44-5

(2) Flux de soudage au gaz

Le choix du flux de soudage au gaz doit être basé sur la composition et les propriétés de la pièce à usiner. En général, l'acier de construction au carbone ne nécessite pas de flux de soudage pour le soudage au gaz.

Toutefois, l'acier inoxydable, l'acier résistant à la chaleur, la fonte, le cuivre et les alliages de cuivre, ainsi que l'aluminium et les alliages d'aluminium nécessitent l'utilisation d'un flux de soudage au gaz pour le soudage au gaz.

(3) Propriétés et efficacité des flammes

1) Propriétés des flammes

2) Efficacité des flammes

Tableau 3-9 Sélection des flammes de soudage au gaz pour divers matériaux métalliques.

Type de matériauType de flammeType de matériauType de flamme
Acier à faible et moyen carboneFlamme neutreAluminium nickel acierFlammes neutres ou légèrement plus neutres à l'acétylène
Acier faiblement alliéFlamme neutreAcier au manganèseFlamme d'oxyde
Cuivre violetFlamme neutreTôle de fer galvaniséeFlamme d'oxyde
Aluminium et alliages d'aluminiumFlamme neutre ou légèrement carboniséeAcier rapideFlamme de carbonisation
Plomb, étainFlamme neutreAlliage durFlamme de carbonisation
BronzeFlamme neutre ou flamme d'oxydation légèreAcier à haute teneur en carboneFlamme de carbonisation
Acier inoxydableFlamme neutre ou légèrement carboniséeFonteFlamme de carbonisation
LaitonFlamme d'oxydeNickelFlamme de carbonisation ou flamme neutre

(4) Taille de la buse et angle d'inclinaison de la torche de soudage

La buse est la sortie du gaz mixte oxy-acétylène. Chaque torche de soudage est équipée d'un jeu de buses de différents diamètres. Pour souder des pièces plus épaisses, il convient de choisir une buse plus large.

Tableau 3-10 Sélection des buses pour les soudures de différentes épaisseurs.

Numéro de la buse de soudage12345
Epaisseur de la soudure/mm<1.51~32~44~77~11
Relation entre l'angle d'inclinaison de la torche de soudage et l'épaisseur de la pièce soudée
Position du fil de soudage par rapport à la torche de soudage et à l'élément soudé

(5) Direction de soudage.

a) Méthode de soudage vers la droite
b) Méthode de soudage vers la gauche

(6) Vitesse de soudage.

Impact des paramètres de soudage au gaz sur Qualité du soudage et la formation de Weld Seam.

Vitesse de soudage:

  • Trop rapide, il est facile de provoquer la fusion des soudures
  • Trop lent, risque de surchauffe de l'élément soudé

Diamètre du fil de soudage :

  • Trop fine, elle risque de provoquer une fusion incomplète des cordon de soudure
  • Trop épais, il est facile de surchauffer les parties soudées

Numéro de la buse de soudage :

  • Grand nombre, haute efficacité de la flamme
  • Petit nombre, faible taux d'énergie de flamme

État de surface du matériau de base :

  • Les surfaces présentant des taches de peinture ou de rouille peuvent facilement produire des porosités.
  • Un nettoyage incomplet des soudures peut entraîner l'inclusion de scories.

Distance entre l'extrémité de la buse de soudage et la pièce à souder :

  • S'il est trop grand, le taux d'énergie de la flamme diminue, ce qui peut facilement conduire à une fusion incomplète du cordon de soudure.
  • Trop petit, risque de surchauffe de l'élément soudé

3. Coupe au gaz

1. Principe, caractéristiques et applications du découpage au gaz

1. Principe du découpage au gaz

Le découpage au gaz est une méthode de découpage qui utilise l'énergie thermique d'une flamme de gaz pour préchauffer la zone de découpage d'une pièce à la température d'allumage, puis pulvérise un flux d'oxygène de découpage à grande vitesse, le faisant brûler et libérer de la chaleur, réalisant ainsi le processus de découpage.

Processus de coupage au gaz
  • 1 – Kerf
  • 2 – Buse de coupe
  • 3 - Flux d'oxygène
  • 4 - Pièce à usiner
  • 5 - Oxyde
  • 6 - Flamme de préchauffage

2. Caractéristiques et applications de l'oxycoupage

(1) Avantages du découpage au gaz :

  • Efficacité de coupe supérieure, en particulier pour l'acier, surpassant la plupart des méthodes de coupe mécanique en termes de vitesse.
  • Économiquement viable pour les formes et les épaisseurs de sections transversales complexes qui posent des problèmes aux méthodes mécaniques.
  • Investissement initial réduit par rapport aux équipements de coupe mécanique, avec des outils portables et légers adaptés aux opérations sur le terrain.
  • Manœuvrabilité exceptionnelle, permettant des changements de direction rapides lors de la coupe de petits arcs ou de motifs complexes.
  • Polyvalence dans les opérations de coupe manuelle et mécanisée, offrant une grande flexibilité dans de nombreuses applications.

(2) Inconvénients du découpage au gaz :

  • Précision dimensionnelle réduite par rapport aux méthodes de découpe mécanique de précision, avec des tolérances plus larges.
  • Risques de sécurité, y compris les risques d'incendie, les risques d'endommagement de l'équipement et les risques de brûlure de l'opérateur en raison des flammes de préchauffage à haute température et de l'éjection de scories chaudes.
  • Nécessité de systèmes robustes de contrôle des poussières et de ventilation pour gérer les gaz de combustion et les sous-produits de l'oxydation des métaux, afin de garantir la sécurité sur le lieu de travail et le respect de l'environnement.
  • Limitations des matériaux, principalement efficaces sur les métaux ferreux qui subissent des réactions exothermiques pendant la coupe.

(3) Applications du découpage au gaz

Le découpage au gaz est largement adopté par l'industrie en raison de sa grande efficacité, de sa rentabilité et de sa simplicité d'utilisation. Il excelle dans :

  • Découper des plaques d'acier et fabriquer des pièces de forme complexe dans différentes orientations et positions.
  • Ouverture de biseaux de soudure précis pour les opérations de soudage ultérieures, cruciales dans la fabrication de charpentes métalliques.
  • Élimination efficace des contremarches de coulée dans les opérations de fonderie, ce qui améliore le traitement après la coulée.
  • Applications de coupe intensive, capables de couper des épaisseurs d'acier allant jusqu'à 300 mm ou plus, ce qui les rend indispensables dans la construction navale, la fabrication de machines lourdes et les projets de construction à grande échelle.

2. Conditions et propriétés d'oxycoupage des métaux

1. Conditions pour le découpage au gaz

(1) Le point d'ignition du métal dans l'oxygène doit être inférieur à son point de fusion. Il s'agit de la condition la plus fondamentale pour le processus normal d'oxydation.coupure de combustible.

(2) Le point de fusion de l'oxyde métallique produit au cours du processus d'oxycoupage doit être inférieur au point de fusion du métal lui-même, et il doit avoir une bonne fluidité afin que l'oxyde puisse être évacué par soufflage de l'outil de coupe. kerf à l'état liquide.

Tableau 3-11 Points de fusion des métaux communs Matériaux métalliques et leurs oxydes.

Matériaux métalliquesPoint de fusion du métal/℃Point de fusion de l'oxyde/℃
fer pur15351300-1500
acier doux15001300~1500
acier à haute teneur en carbone1300~14001300-1500
aluminium12001300~1500
cuivre10841230-1336
plomb3272050
aluminium6582050
chrome15501990
nickel14501990
le zinc4191800

(3) La combustion des métaux dans le jet d'oxygène de coupe doit être une réaction exothermique. En effet, le résultat d'une réaction exothermique est la production d'une grande quantité de chaleur provenant de la combustion de la couche métallique supérieure, qui joue un rôle de préchauffage pour la couche métallique inférieure.

(4) La conductivité thermique du métal ne doit pas être trop élevée. Dans le cas contraire, la chaleur dégagée par l'oxydation pendant la flamme de préchauffage et les procédé de coupage au gaz sera conduit et dissipé, rendant impossible le démarrage ou l'arrêt à mi-chemin de la coupe de gaz.

2. Propriétés de coupage au gaz des métaux courants

(1) L'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié peuvent répondre aux exigences, de sorte que le découpage au gaz peut être effectué en douceur.

(2) La fonte ne peut pas être découpée par oxycoupage.

(3) L'acier à haute teneur en chrome et l'acier chrome-nickel produiront de l'oxyde de chrome et de l'oxyde de nickel à haute fusion (environ 1990℃), ce qui rendra le découpage au gaz difficile.

(4) Le cuivre, l'aluminium et leurs alliages ont des points d'ignition plus élevés que leurs points de fusion et une bonne conductivité thermique, ce qui rend le découpage au gaz difficile.

3. Matériel et outils de coupage au gaz

1. Torche de coupe

(1) Fonction et classification de la torche de coupe

La fonction d'un chalumeau de découpe est de mélanger du gaz combustible et de l'oxygène dans une certaine proportion et d'une certaine manière pour former une flamme de préchauffage d'une certaine énergie et d'une certaine forme, et de pulvériser de l'oxygène de découpe au centre de la flamme de préchauffage pour la découpe au gaz.

Les chalumeaux de coupe peuvent être divisés en deux types : le chalumeau de coupe à injection et le chalumeau de coupe à pression égale, en fonction des différentes manières de mélanger le gaz combustible et l'oxygène.

Selon les différents types de gaz combustible, on distingue les chalumeaux coupeurs à acétylène, les chalumeaux coupeurs à gaz de pétrole liquéfié, etc.

(2) Structure et principe de la torche de coupe à injection

Structure de la torche de coupe à injection.

Torche de coupe à injection
a) Apparence b) Structure
  • 1. Buse de coupe
  • 2. Tuyau de mélange de gaz
  • 3. Tuyau d'injection
  • 4. Buse
  • 5. Vanne du régulateur d'oxygène de préchauffage
  • 6. Valve du régulateur d'acétylène
  • 7. Connecteur d'acétylène
  • 8. Connecteur d'oxygène
  • 9. Soupape de régulation de l'oxygène de coupe
  • 10. Coupe du tuyau d'oxygène.
Buse de coupe et buse de soudage
a) Buse de soudage b) Buse de coupe circulaire c) Buse de coupe en forme de fleur de prunier.

Pendant la découpe au gaz, ouvrez d'abord la vanne de régulation de l'oxygène de préchauffage et la vanne de régulation de l'acétylène, et allumez-les pour produire une flamme de préchauffage afin de préchauffer la pièce à usiner.

Lorsque la pièce est préchauffée jusqu'au point d'allumage, ouvrez la vanne du régulateur d'oxygène de coupe.

À ce moment-là, l'oxygène de coupe à haute vitesse circule dans le tuyau d'oxygène de coupe et est pulvérisé à partir du trou central de la buse de coupe pour effectuer la coupe au gaz.

(3) Représentation du modèle de la torche de coupe

Le modèle de torche de coupe est composé de la lettre Pinyin chinoise G et d'un nombre qui représente la structure et le mode de fonctionnement, ainsi que les spécifications.

(3) Méthode de représentation du modèle de torche de coupe

Le modèle de torche de coupe est composé de la lettre chinoise Pinyin G et d'une séquence de chiffres et de spécifications qui représentent la forme structurelle et le mode de fonctionnement.

(4) Torche de coupe à gaz de pétrole liquéfié

Pour les chalumeaux coupeurs à gaz de pétrole liquéfié, en raison des caractéristiques de combustion différentes entre le gaz de pétrole liquéfié et l'acétylène, le chalumeau coupeur à injecteur utilisé pour l'acétylène ne peut pas être utilisé directement.

Il est nécessaire de modifier le chalumeau ou d'utiliser une buse de coupe spéciale pour le gaz de pétrole liquéfié.

Outre l'auto-modification, les chalumeaux coupeurs à gaz de pétrole liquéfié peuvent également être achetés en tant qu'équipement spécialisé.

(5) Torche de coupe à pression égale.

Torche de coupe à pression égale
a) Apparence b) Structure
  • 1- Buse de coupe
  • 2- Joint de buse
  • 3- Coupe du tuyau d'oxygène
  • 4- Tuyau de gaz acétylène
  • 5- Régulateur d'oxygène de coupe
  • 6- Corps principal
  • 7- Joint d'oxygène
  • 8- Joint d'acétylène
  • 9- Régulateur d'oxygène de préchauffage
  • 10- Préchauffage du tuyau d'oxygène

2. Machine de découpe au gaz

Une machine de découpe au gaz est un équipement mécanisé qui remplace les chalumeaux manuels pour la découpe au gaz.

(1) Machine semi-automatique de découpe au gaz.

(2) Machine à découper les profilés au gaz.

(3) Machine de découpe au gaz à commande numérique.

1- Rail de guidage 2- Portique 3- Chariot 4- Mécanisme de commande 5- Torche de coupe.

4. Processus de découpe au gaz

1. Paramètres de coupe au gaz.

Tableau 3-12 : Relation entre Tôle d'acier Épaisseur de coupe du gaz, vitesse de coupe et pression d'oxygène.

Épaisseur de la tôle d'acier
/mm
Vitesse de coupe du gaz
/(mn/min)
Pression d'oxygène
/MPa
4450-5000.2
5400-5000.3
10340-4500.35
15300-3750.375
20260-3500.4
25240-2700.425
30210-2500.45
40180-2300.45
60160-2000.5
80450-1800.6

(2) Vitesse de coupe des gaz

a) Vitesse normale b) Vitesse excessive.

(3) Propriétés et efficacité de la flamme de préchauffage.

Le but de la flamme de préchauffage est de chauffer les pièces métalliques et de maintenir une température qui peut brûler dans le flux d'oxygène, tout en provoquant le décollement et la fonte de la peau d'oxyde à la surface de l'acier, ce qui facilite la combinaison du flux d'oxygène avec le fer.

L'efficacité de la flamme de préchauffage est exprimée en termes de quantité de gaz combustible consommée par heure et doit être sélectionnée en fonction de l'épaisseur de la pièce à découper.

En règle générale, plus la pièce à découper est épaisse, plus l'efficacité de la flamme de préchauffage doit être élevée.

(4) Angle d'inclinaison de la buse de coupe et de la partie coupante.

Relation entre l'angle d'inclinaison de la buse de découpe et l'épaisseur de la pièce découpée.

Epaisseur de coupe
/mm
<66-30>30
Commencer à couperAprès avoir découpéArrêter de couper
Direction de l'angle d'inclinaisonBasculer vers l'arrièreVerticalInclinaison vers l'avantVerticalBasculer vers l'arrière
Angle d'inclinaison25°-45°5~10°5°~10°

(5) Distance entre la buse de coupe et la surface de la pièce à couper.

La distance entre la buse de découpe et la surface de la pièce à découper doit être déterminée en fonction de la longueur de la flamme de préchauffage et de l'épaisseur de la pièce à découper, généralement entre 3 et 5 mm.

Cette condition de chauffage est optimale et minimise le risque de cémentation de la surface de coupe.

Lorsque l'épaisseur de la pièce à découper est inférieure à 20 mm, la flamme peut être plus longue et la distance peut être augmentée de manière appropriée.

Lorsque l'épaisseur de la pièce à découper est supérieure ou égale à 20 mm, la flamme doit être plus courte et la distance doit être réduite de manière appropriée en raison de la vitesse plus lente de la découpe au gaz.

2. Trempe du coupage au gaz (soudage).

(1) Le tuyau de transport du gaz est trop long, trop étroit ou trop tordu.

(2) Le temps de coupage (soudage) au gaz est trop long ou la buse de coupage (soudage) est trop proche de la pièce à usiner.

(3) L'extrémité de la buse de coupe (soudage) adhère à trop de particules de métal fondu projetées.

(4) Des particules carbonées solides ou d'autres substances adhèrent au passage du gaz à l'intérieur du tuyau de transport du gaz ou de la torche de coupe (soudage).

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Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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