Découpe
Il existe plusieurs façons de séparer les matériaux les uns des autres, y compris des méthodes mécaniques telles que la découpe ou le découpage, et des méthodes thermiques telles que la découpe à l'oxy-combustible, au plasma ou au laser.
Avec la découpe à l'oxy-combustible, au plasma et au laser, de l'énergie thermique est utilisée pour faire chauffer les matériaux jusqu'à une température où ils brûlent, fondent ou s'évaporent.
Avec la découpe à l'oxy-combustible ou au laser en combinaison avec de l'oxygène, l'énergie exothermique de la réaction avec l'oxygène est utilisée dans le processus. La flamme/le faisceau laser est uniquement nécessaire pour faire chauffer le matériau jusqu'à ce que la température d'inflammation soit atteinte. Le jet d'oxygène maintient le processus de combustion en mouvement et souffle les matériaux fondus et les scories.
La vitesse de coupe dépend de la pureté de l'oxygène et de la forme de la tête de coupe. Avec de l'oxygène de haute pureté, une conception optimisée de la tête de coupe et une bonne alimentation en gaz, une productivité élevée peut être atteinte.
Lors de la découpe au plasma et au laser avec de l'azote, le matériau est chauffé jusqu'à son point de fusion et le gaz de coupe souffle la fonte hors du matériau. Pour obtenir les meilleurs résultats, les propriétés des gaz de coupe doivent être adaptées à l'application spécifique.
Les lasers peuvent également être utilisés pour faire évaporer des matériaux tels que le bois et les plastiques. L'évaporation des métaux est utilisée, entre autres, pour le forage au laser et la fabrication de trous pilotes. Les gaz empêchent la combustion des matériaux inflammables environnants et soutiennent l'enlèvement des matériaux percés.
Découpe au laser CO2
Les gaz de travail de qualité LASERLINE® offrent une solution adaptée à chaque tâche de découpe. Un grand nombre de matériaux peuvent être coupés avec le faisceau laser :
- Acier d'outils
- Métaux non ferreux
- Aluminium et alliages d'aluminium
- Ti et alliages de Ti
- Matériaux plastiques tels que le plexiglas
- Acier de construction, non allié et faiblement allié, galvanisé, peint ou revêtu
- Acier hautement allié, par exemple l'acier chrome-nickel
- Caoutchouc, papier, laine, coton, bois stratifié et verre de quartz
Découpe au laser
Le matériau est chauffé à la température d'ignition par le faisceau laser. Le matériau brûle à cause de la fourniture d'oxygène. Cela libère de la chaleur de soutien au processus. Cela conduit à des vitesses de coupe élevées. Ce processus est principalement utilisé pour couper des métaux. Des tests effectués par Linde Gas ont montré que l'utilisation de 3,5 (pureté de 99,95 %) d'oxygène de la série LASERLINE® augmente considérablement la vitesse de coupe lors de la découpe au laser.
Découpe de fusion au laser
Dans la fente, le matériau est chauffé à la température de fusion par le faisceau laser. La fonte est chassée de la fente par un flux de gaz inerte. La fusion peut être utilisée pour couper du verre, certains matériaux plastiques et des métaux.
Pour les métaux, généralement de l'azote de qualité LASERLINE® est insufflé sous haute pression (jusqu'à 25 bar) dans la fente. Cela aboutit au terme "découpe haute pression". L'avantage est le bord de coupe sans oxyde ni bavure à une vitesse de coupe économique.
Découpe de sublimation au laser
Pour les matériaux qui n'ont pas d'état fondu, le matériau est vaporisé par le faisceau laser. Cela s'applique au papier, au bois, à la laine et à certains plastiques. La combustion du matériau est évitée par un flux de gaz inerte tel que l'argon ou l'azote de qualité LASERLINE®.
Découpe à la flamme
La découpe à la flamme est une méthode de découpe thermique. En plus de la découpe thermique, il existe une découpe à jet d'eau à haute pression pour couper des matériaux non métalliques tels que le bois, le caoutchouc, le cuir, les panneaux de ciment, les pierres, etc. La découpe thermique comprend des processus de découpe dans lesquels le matériau métallique est localement transformé en liquide par l'énergie thermique et simultanément éliminé de la fente par l'énergie cinétique d'un jet de gaz.
Lors de la découpe autogène à la flamme, le matériau est chauffé localement par une flamme de gaz combustible-oxygène jusqu'à ce qu'il atteigne la température d'inflammation et est oxydé (brûlé) dans le jet d'oxygène, créant ainsi une fente. Le processus est exothermique, c'est-à-dire qu'il libère de la chaleur. Cette chaleur de réaction et la chaleur dégagée par la flamme de chauffage provoquent une combustion continue. Le processus de combustion se poursuit en profondeur et en progressant dans la direction de coupe, créant ainsi une fente. Ce processus permet de couper des pièces extrêmement épaisses (jusqu'à plus de 3000 mm). Les oxydes résultants sont soufflés de la fente par l'énergie cinétique de l'oxygène.
Les conditions pour la découpe à la flamme sont données pour l'acier non allié et faiblement allié et le molybdène. D'une part, la température d'inflammation augmente avec la teneur en carbone, mais d'autre part, la température de fusion diminue. À une teneur en carbone de plus de 1,6 % à 1,8 %, la première condition pour la découpe de flamme n'est plus remplie. Les éléments d'alliage tels que le chrome, le nickel et le tungstène affectent également la convenance de l'acier pour la découpe à flamme. Les oxydes de ces éléments ont une température de fusion élevée, de sorte que la troisième condition n'est plus remplie. Toutefois, les éléments d'alliage ne déterminent pas seuls si un acier est adapté à la découpe à la flamme.
L'effet thermique lors de la découpe à la flamme peut également provoquer un durcissement, des tensions résiduelles et des fissures à la surface de coupe. Le durcissement dépend de la teneur en carbone et de la vitesse de refroidissement ; les tensions résiduelles augmentent à faible vitesse de coupe et des fissures se forment dans l'acier contenant plus de 0,3 % de carbone. Le risque de fissuration peut être réduit en appliquant de la chaleur supplémentaire pendant la coupe à la flamme avec un brûleur et en préchauffant le matériau.
