Procédé d'oxy-coupage et chalumeaux pour la mise en ouvre de ce procédé. L'invention est relative au coupage des métaux ferreux ou autres au moyen d'un jet d'oxygène destiné à brûler le métal, combiné à une flamme destinée â, porter le bord d'atta que du métal à couper à la température de réaction.
Tous les chalumeaux actuellement em ployés utilisent des pressions d'oxygène régla bles par l'opérateur (au moyen de mano- détendeurs dans le cas d'une alimentation par des bouteilles d'oxygène individuelles ou att moyen de régulateurs dans le cas d'alimenta tion par un collecteur de distribution d'oxy gène déjà détendu) et un jeu de buses de sortie interchangeables, chacune devant, étre utilisée pour une certaine gamme d'épaisseurs (par exemple douze buses différentes pour des épaisseurs de 1 à 400 mm).
La, pression d'alimentation en oxygène varie pour chaque buse entre des limites déterminées en fonction des épaisseurs à couper, les pressions les plus fortes correspondant aux plus grandes épaisseurs; de plus, les buses travaillant sur les plus fortes épaisseurs exigent les plus fortes pressions.
Les pressions d'alimentation sont déter minées avec soin par le constructeur, et tout écart. de la pression utilisée effectivement par rapport à la pression prescrite affecte défavo rablement la vitesse de coupe, la netteté des surfaces coupées et l'expulsion de l'oxyde formé. Ainsi, pour une buse déterminée, un défaut de pression réduit la vitesse de coupe, peut provoquer des affouillements ou des coupes incomplètes et entraîne généralement des dépôts d'oxyde adhérents sur les arêtes inférieures.
Ces dépôts d'oxyde, qui ont peu d'importance lors du coupage de matériaux épais au-dessus de 100 mm du fait que leur enlèvement au burin n'exige que peu de temps comparé au temps de coupe, deviennent un très grave inconvénient sur les coupes d'épais seurs courantes, de 5 à 30 mm, car leur enlè vement au burin exige souvent autant de temps que l'opération de coupe elle-même.
Un excès de pression, qui provoque un gaspillage d'oxygène, n'améliore généralement pas la vi tesse de coupe, risque par contre de provoquer des poches importantes sur les faces du métal coupé, déforme le plan de ces faces en raison de la dilatation du jet après sa sortie de la buse et quelquefois même provoque dans la saignée un retour d'oxyde en arrière du jet, qui vient former une barrette adhérente sur les angles vifs inférieurs de chacune des faces coupées.
Le tableau ci-après, extrait d'un catalogue américain, illustre, pour un chalumeau de fabrication moderne, les limites de variations de pression d'oxygène parmi les plus étroites qui aient été adoptées jusqu'à ce jour.
EMI0002.0000
<I>Tableau <SEP> I:</I>
<tb> Alésage <SEP> du <SEP> et <SEP> Pression <SEP> relative <SEP> Consommation <SEP> Pression <SEP> relative
<tb> Epaisse <SEP> rd <SEP> métal <SEP> N' <SEP> du <SEP> d'oxygène <SEP> d'oxygène <SEP> d'oxygène <SEP> du <SEP> gaz
<tb> eu <SEP> mm <SEP> bec <SEP> yg <SEP> g/cm2 <SEP> 1/minute <SEP> combustible
<tb> Min. <SEP> Max. <SEP> mm <SEP> Min. <SEP> Max. <SEP> Min. <SEP> Max.
<SEP> g/cm2
<tb> 0,4 <SEP> 6 <SEP> 000 <SEP> 0,635 <SEP> 490 <SEP> 1400 <SEP> 14 <SEP> 45 <SEP> 350
<tb> 6 <SEP> 12,5 <SEP> 00 <SEP> 0,889 <SEP> 560 <SEP> 1750 <SEP> 31 <SEP> 59 <SEP> 350
<tb> 6 <SEP> 25,4 <SEP> 0 <SEP> 1,066 <SEP> 630 <SEP> 2100 <SEP> 36 <SEP> 75 <SEP> 350
<tb> 6 <SEP> 51 <SEP> 1 <SEP> 1,395 <SEP> 1050 <SEP> 2450 <SEP> 36 <SEP> 105 <SEP> 350
<tb> 12,7 <SEP> 76 <SEP> 2 <SEP> 1,613 <SEP> 1750 <SEP> 3500 <SEP> 50 <SEP> 135 <SEP> 350
<tb> 51 <SEP> 127 <SEP> 3 <SEP> 1,778 <SEP> 2100 <SEP> 3500 <SEP> 87 <SEP> 198 <SEP> 350
<tb> 102 <SEP> 152 <SEP> 4 <SEP> 2,082 <SEP> 2450 <SEP> 4200 <SEP> 137 <SEP> 250 <SEP> 350
<tb> 152 <SEP> 254 <SEP> 5 <SEP> 92,489 <SEP> 2800 <SEP> 4900 <SEP> 188 <SEP> 351 <SEP> 350
<tb> 254 <SEP> 305 <SEP> 6 <SEP> 2,794 <SEP> 3150 <SEP> 4900 <SEP> 280 <SEP> 420 <SEP> 420
<tb> 305 <SEP> 355 <SEP> 7 <SEP> 3,
568 <SEP> 3500 <SEP> 5600 <SEP> 420 <SEP> 450 <SEP> 420
<tb> 355 <SEP> 380 <SEP> 8 <SEP> 3,080 <SEP> 3850 <SEP> 5600 <SEP> 450 <SEP> 535 <SEP> 705
<tb> 355 <SEP> 406 <SEP> 9 <SEP> 4,366 <SEP> 3500 <SEP> 6300 <SEP> 450 <SEP> 615 <SEP> 705 De l'examen de ce tableau, on peut con- clure; a) que pour des coupes de 0,4 à 406 mm, la pression d'oxygène varie de 0,490 à 6,3 kg/cm2 (rapport 13 : 1 environ) ; b) que pour chacune des douze buses qui couvrent la gamme complète d'épaisseurs, la pression varie dans un rapport compris entre 3,2 : 1 et 1,5 : 1.
L'utilisation d'un tel chalumeau exige donc non seulement un soin tout particulier de la part de l'opérateur pour assurer à cha que buse, pour chaque épaisseur, la pression optima, mais encore l'emploi d'appareils de réglage et de contrôle des pressions assez ré guliers et assez précis pour donner et main tenir la pression choisie.
Si l'on considère que ces gammes de pres sion varient d'une marque de chalumeau à l'autre, on comprend la difficulté éprouvée par l'ouvrier, obligé de consulter un tableau de pression établi pour chaque chalumeau qu'il peut être amené à utiliser. En pratique, l'ouvrier est amené à négliger les prescrip tions du fabricant et à régler la pression d'une manière empirique. Il en résulte tou jours un important gaspillage d'oxygène et, bien souvent, un mauvais fonctionnement du chalumeau et une mauvaise qualité de tra- vail, conséquence d'un excès ou d'une insuf fisance de pression.
Suivant une publication récente (Welding Journal de janvier 1947, volume 25, pages 5, à 11), un constructeur de chalumeaux pro pose, pour couper des épaisseurs de 400 à 1300 mm, des pressions beaucoup plus basses que celles du tableau I, mais décroissant au fur et à mesure qu'augmentent les épaisseurs à couper, comme l'indique le tableau ci-après:
EMI0002.0006
Ici encore, les pressions d'oxygène néces saires à chaque buse sont différentes et les critiques faites ci-dessus à l'alimentation de chalumeaux du type classique sont toujours valables.
De plus, d'après un commentaire de cette publication, publié dans le Journal suisse de la Soudure (édité à Bâle, Suisse, N 11 du mois de novembre 1947, page 261) l'abaissement de la pression d'oxygène exige un long guidage cylindrique du jet d'oxygène à travers une buse canal de 50 cm à 1 m et, de préférence, un préchauffage de l'ou vrage à une température d'environ 500 C; enfin, ce nouveau procédé entraîne une con sommation d'oxygène plus élevée que les procédés antérieurement connus, dans lesquels la pression augmentait avec l'épaisseur de coupe.
La présente invention a pour but d'assurer aux chalumeaux coupeurs un régime d'ali mentation constant et un fonctionnement plus économique, tout en donnant des résul tats de coupe meilleurs et plus réguliers, l'uni fication de la pression d'alimentation des dif férents buses retirant complètement à l'opé rateur le soin du réglage et du contrôle de la pression.
Au cours de nombreuses expériences de coupe, la demanderesse a observé qu'elle obte nait le meilleur comportement d'un jet d'oxy gène de coupe de chalumeau coupeur, lorsque le jet d'oxygène s'écoulait sans remous dans le prolongement de l'orifice de la buse et sans éclatement du jet à la sortie de la buse. Elle a constaté que, lorsque ces conditions sont réalisées, l'oxyde de fer, au fur et à mesure de sa formation, s'écoule ou est soufflé le long du demi-cylindre généralement vertical qui est à l'avant de la saignée, dans le sens de la coupe, parallèlement à l'axe du jet, demi-cylindre dont l'axe peut, suivant la vi tesse de coupe, s'incurver plus ou moins en avant sans aucun inconvénient.
Au contraire, lorsque le jet d'oxygène à sa sortie de la buse subit une brusque dilata tion ou des remous, l'oxyde est entraîné par ceux-ci et vient s'écouler en arrière du jet, le long des parois de la coupe, en provoquant soit son engorgement, soit une barrette d'oxyde adhérant aux angles inférieurs de la saignée de la coupe.
L'étude théorique de ces phénomènes, con firmée par l'expérience, a permis de découvrir cette notion nouvelle que les conditions de coupe les plus efficaces, les plus économiques et les plus rapides, donnant le travail le plus régulier, sont celles dans lesquelles l'oxygène sort de l'orifice de la buse à une pression voi sine de la pression atmosphérique, afin d'évi ter le phénomène bien connu d'éclatement de veine , qui se produit lorsqu'un jet gazeux sort d'une tuyère dans un milieu de pression inférieure à sa propre pression.
La détermination de la pression qu'il. faut , maintenir à l'amont de la buse pour obtenir la pression atmosphérique en aval est basée sur le principe bien connu que la vitesse d'un jet gazeux ne peut jamais dépasser la vitesse du son dans le gaz considéré, de sorte qu'un dépassement de la pression de régime à l'en trée d'une tuyère provoque, suivant que l'on se trouve en deçà ou au-delà de la pression critique (correspondant à la vitesse du son), soit une augmentation de la vitesse du jet à la sortie, soit une augmentation de la pression dudit jet à la sortie.
On comprend donc que les conditions d'alimentation d'un chalumeau varient sui vant que la pression d'amont est inférieure ou supérieure à la pression critique.
Le calcul établit que la pression absolue critique nécessaire pour obtenir, à la sortie d'une tuyère convergente dessinée en vue du rendement optimum (angle de convergence d'environ 15 ), la vitesse du son est, à la tem pérature ambiante, de l'ordre de 1,9 kg/cxn2. Comme la température que peut atteindre l'extrémité d'une buse de chalumeau coupeur est de l'ordre de 300 à 400 C, ce chiffre doit être modifié" légèrement, et l'expérience mon tre que la pression absolue critique est alors ramenée à 1,8 kg/cm2 dans les conditions normales de fonctionnement d'une buse de chalumeau coupeur.
Ainsi, en constituant la buse d'un chalu meau coupeur par une tuyère convergente d'environ 15 à l'entrée, suivie ou non d'un conduit cylindrique et en maintenant la pres sion d'entrée à 1,8 kg/em2 absolue, le jet d'oxygène s'écoule dans l'atmosphère sous la forme d'un cylindre dans le prolongement de l'orifice de sortie, sans remous ni éclatement à sa sortie de la buse.
Dans le cas où la pression absolue p à l'entrée de la buse est supérieure à 1,8 kg/cm2 environ, le même résultat peut encore,être obtenu, à condition de compléter la tuyère convergente par un divergent, et l'expérience établit que l'angle d'ouverture de ce divergent doit être sensiblement égal à 7 , tandis que la section de sortie Ss doit être liée à la section au col S, par la relation:
EMI0004.0006
Ss et S, étant exprimés en cm2 et p en kg/cm2.
Avec le premier type de buse, l'opérateur peut, théoriquement, disposer d'une marge de réglage de la pression.
Avec le second type, la pression doit être fixée une fois pour toutes, sans que l'opéra- tetir soit en mesure de la, modifier.
Or, non seulement il. est souhaitable que, dans tous les cas, la pression d'alimentation soit invariable et soustraite à l'initiative de l'opérateur, mais ceci est égaiement une con dition théorique d'un travail satisfaisant.<B>En</B> effet, la buse d'un chalumeau coupeur com porte, outre la tuyère pour<B>le</B> jet, d'oxygène, les orifices de sortie da mélange combustible produisant la flamme de chauffe, et il est bien entendu tout indiqué d'alimenter aussi bien les orifices pour la flamme que la tuyère d'oxygène par la même source d'oxygène (le gaz combustible pouvant être de l'acétylène, du propane, du gaz naturel, etc.).
Or, polir une épaisseur de coupe déterminée, le rende ment optimum du jet clé coupe et son meil leur comportement sont obtenus avec une puissance de chauffe également déterminée. Celle-ci, pour fine pression d'alimentation donnée, est déterminée par la section totale et la disposition des orifices de chauffe et no tamment leur rapprochement de l'axe du jet.
Comme la puissance de la flamme de chauffe est tributaire de la pression d'alimen tation, on voit que le fait de laisser à l'opéra teur la liberté du réglage de sa pression d'oxygène en deçà de la pression critique lui laisserait la possibilité de modifier dans une très large mesure l'importance de sa flamme de chauffe, ce qui est un grave inconvénient, aussi bien du point, de vue économie que dit point de vue qualité du travail.
En définitive, en imposant à. l'alimenta tion en oxygène (et de préférence également en gaz combustible) des chalumeaux coupeurs des conditions fixes, non réglables, on peut assurer des conditions d'alimentation optima pour le jet de coupe comme pour la flamme de chauffe.
En pratique, les chalumeaux fonctionnant au-dessous de la pression critique, dont la buse de sortie est seulement constituée par une tuyère convergente, sont ceux qui présen tent le plus d'intérêt pour les raisons sui vantes 1 Vidage plus parfait des bouteilles d'oxygène lorsqu'elles sont sur le point d'être épuisées.
2 La faible pression d'oxygène simplifie le raccordement des tuyaux de caoutchouc et supprime le risque de brûlures graves quand un tuyau d'oxygène en caoutchouc vient à s'enflammer.
3 Lorsque le gaz combustible est l'acéty lène, une faible pression d'oxygène se prête bien à. l'emploi d'une pression d'acétylène lé gèrement supérieure à la pression de l'oxy gène, ce qui améliore considérablement l'im- munit.é aux retours clé flamme des chat ti- meaux.
4 La faible pression d'oxygène supprime les risques de retour d'oxygène dans le cir cuit, les récipients ou les générateurs de gaz combustible.
15 La pression d'ox@-gène nécessaire pour l'oxy-coupage se place @ dans la gamine des pressions optima polir l'alimentation des dif férents chalumeaux utilisant l'oxygène: cha lumeaux de soudure, de brasage, de chauf- fage, de trempe superficielle, de brûlage des surfaces, etc.
Ainsi, tous les chalumeaux uti lisant l'oxygène peuvent comporter des organes de réglage automatique, individuels ou cen tralisés, et il est possible de supprimer, quel que soit. le travail effectué, le réglage ou le contrôle individuels des pressions de chaque chalumeau, tout en assurant leur alimenta tion dans des conditions qui seront toujours celles de leur meilleur rendement.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, deux formes de réalisation de l'objet .le l'invention. Dans ce dessin La fig. 1 est une vue en élévation d'un chalumeau suivant l'invention.
La fig. 2 en est une vue en coupe longi tudinale.
La fig. 3 est une vue en plan correspon dante.
La fig. 4 montre une variante de l'alimen tation en oxygène du jet d'oxygène et des ori fices de chauffe, et la fig. 5 montre en coupe une buse pour un chalumeau alimenté à une pression supé rieure à la pression critique.
Les fig. 1 à 3 représentent un chalumeau dans lequel 1 désigne le tuyau d'alimentation d'oxygène commun aux conduites d'oxygène de chauffe 2 et de coupe 3. Un. robinet 6 com mande l'arrivée de l'oxygène de coupe à la buse et un robinet 7 l'arrivée de l'oxygène de chauffe au mélangeur 8, tandis qu'un robinet 9 contrôle l'arrivée du gaz combustible.
Dans la variante de la fig. 4, il existe deux arrivées séparées pour l'oxygène, l'une, 5, pour la coupe se raccordant à la conduite 3 et l'autre, 4, pour la chauffe alimentant di rectement le robinet 7 et la conduite 2.
Le mélangeur 8, qui assure le mélange de l'oxygène et du gaz combustible est d'un type connu, dans lequel la section de passage (lu doseur d'oxygène 10 est établie pour limiter, à la pression constante d'alimentation, le débit d'oxygène maximum correspondant au maximum d'intensité de la flamme de chauffe, le robinet d'oxygène 7 étant ouvert. en grand.
La pression correspondante du mélange combustible dans le tube 14 se trouve main- tenue ainsi entre des limites étroites, de l'or dre de 1,12 à 1,25 kg/em2 abs., quel que soit le type de buse employé.
Les variations d'intensité de la flamme de chauffe, correspondant à chaque tuyère d'oxy gène 11, sont déterminées en premier lieu par le nombre et le calibrage des orifices de chauffe 12 de la buse 13 et en second lieu par le réglage du robinet d'oxygène 7, lequel n'intervient que pour. les différences de ré glage peu importantes que nécessite l'état de surface de la. pièce à couper ou la tempéra ture initiale de celle-ci. Le mélange d'oxygène et de gaz combustible est conduit à la buse 13 par le tube 14 et la tête 15.
L'oxygène de coupe, après avoir traversé le robinet 6, se rend directement à la tuyère de sortie par le tuyau 16 et la tête 15.
Cette tuyère est établie de façon que le chalumeau fonctionne sous une seule pres sion d'oxygène invariable, quelle que soit l'épaisseur de l'ouvrage, pression qui peut être inscrite sur une plaque 17. Quelle que soit cette pression, la tuyère de sortie d'oxygène de coupe (fig. 2 ou 5) com porte, ainsi qu'il est exposé plus haut, un convergent 18 (ou 19) d'une ouverture d'en viron 15 . La. section d'entrée du convergent est égale à celle du conduit d'oxygène dans la tête 15. Lorsque la pression d'utilisation est inférieure à la pression critique, ce conver gent peut être suivi d'une partie cylindrique 11 dont la section varie en fonction du débit Q d'oxygène.
Lorsque cette pression d'utilisa tion est supérieure à la pression, critique, le convergent est suivi d'un divergent 20 d'une ouverture d'environ 7 ; la section du col 5¯, est proportionnelle au débit Q d'oxygène, va riable suivant les épaisseurs à couper.
Autre ment dit, si S, est la section minimum d'écou lement de l'oxygène à travers la tuyère, on doit avoir <B>se</B> =K.Q K étant une constante dont la valeur dépend: a) de la forme de la tuyère (convergente fig. 2 ou convergente divergente fig. 5); <I>b)</I> de la pression constante<I>p;</I> c) de la section à l'entrée de la tuyère; d) de la température de fonctionnement de la buse; e) du rendement de la tuyère.
Les buses de chalumeaux* classiques, au contraire, ont une section de sortie Sa qui est. proportionnelle non seulement au débit Q, mais encore à la pression variable p d'oxy gène à l'entrée de la buse, soit Sa =IL' p³Q la. constante Kï' n'étant tributaire que des fac teurs c, d et e.
Comme dit ci-dessus, la section au col S, et la section de sortie Ss de la tuyère de l a fig. 5 doit satisfaire la relation:
EMI0006.0005
Ss et S, étant exprimés en cm? et p en kg/em2.
Lorsque la pression d'alimentation est infé rieure à la pression critique, le raccordement entre la tête porte-buse 15 et la buse 13 peut être considérablement simplifié; en effet., la différence de pression entre le circuit central 22 de la buse et le circuit de chauffe 23 qui l'entoure est si faible qu'un double portage plan 24 et 25, métal sur métal, assure une étanchéité satisfaisante et durable. Lorsque la pression absolue d'alimentation de l'oxy gène est inférieure à 3 kg/em2, la buse 21 peut encore s'accommoder de ce raccordement très simple.
Au-dessus de cette pression, on rencontre les mêmes difficultés qu'avec les chalumeaux classiques pour assurer l'étau chéité, d'une part, entre le circuit central ,à, pression élevée et le circuit de chauffe et, d'autre part, entre ce dernier et l'atmosphère.
Les orifices pour la flamme de chauffe 12, disposés autour de la tuyère de sortie d'oxy gène de coupe, peuvent être constitués par un ou plusieurs trous convenablement cali brés ou par un canal annulaire, entourant le jet d'oxygène. Pour la coupe de petites épaisseurs (de 2 à 2à n im ), où la vitesse de coupe est un très important facteur économi que, il y a intérêt à utiliser des orifices de chauffe légèrement divergents.
Une inclinai son d'environ 5 de ces orifices par rapport à l'axe dans la tuyère du jet de coupe a permis d'augmenter la puissance de la. flamme de chauffe, tout en restant au-dessous du point de fusion des arêtes d'attaque de la coupe et d'augmenter la vitesse de coupe, dans une proportion de 10 à 50 0lo suivant les cas par rapport à des buses où les axes des orifices de chauffe sont parallèles à l'axe du jet de coupe.
Ce résultat ne se manifeste plus au-delà de 25 mm d'épaisseur environ.
Pour que les buses de coupe soient alimen tées' à une pression p constante, l'installation doit comporter des moyens de réglage automa tique de la pression d'oxygène, comme indi qué ci-après, mais il faut en outre que la con duite d'oxygène depuis le raccord d'entrée 1 ou 5 jusqu'à la tête 15 réponde à des condi tions impératives en ce qui concerne les pertes de charge. Dans un chalumeau classi que, les pertes de charge dans le circuit (le l'oxygène de coupe sont toujours élevées.
Elles sont. dues au faible calibrage du circuit, aux coudes et changements de direction brusques, à la robinetterie de petite section. Avec la buse la plus forte qu'ils peuvent por ter, les chalumeaux classiques accusent cou ramment une perte de charge intérieure de 0,5 kg/cm\-. Ceci n'a pas d'inconvénient puis que l'opérateur a toute liberté pour régler la pression d'alimentation. On conqoit qu'un tel chalumeau ne pourrait pas être utilisé pour la mise en ceuvre de l'invention,
à moins d'at teindre une pression constante p assez élevée pour que cette perte de charge devienne né gligeable. La conduite de coupe d'un chalu- meau tel que décrit doit au contraire être réalisée en éliminant soigneusement tous coudes brusques, toutes restrictions de pas sage.
Le robinet de coupe 6 notamment doit être à passage direct, de telle sorte qu'entre le raccord d'entrée 1 ou 5 et la, tête 15, juste avant l'entrée de la tuyère, la perte de charge dp, pendant le fonctionnement de la buse la plus forte, soit: 4p < 0,1.0 (p-1) sans tou tefois dépasser 0,05 kg/cm2 lorsque la pres sion absolue d'alimentation est inférieure à la pression critique et sans dépasser 0,08 kg/cm2 lorsque la pression absolue d'alimentation est supérieure à la pression critique.
Un chalumeau suivant les fig. 1 à 3, dont la conduite d'oxygène de coupe 3 a un diamè tre intérieur de 8 mm, sans restriction de sec tion, peut alimenter une buse 13 dont la tuyère a un diamètre de sortie de 4 mm, avec une perte de charge dp de 0,015 kg/cm2 seu lement, pour une pression absolue de 1,3 kg; cm2. Une buse identique, montée sur la tête d'un chalumeau classique de dimen sions générales correspondantes,, qui seraient alimenté à la même pression, ne disposerait, à l'entrée de la buse, que d'une pression abso lue infinie (1,05 kg/cm2 environ) et le chalu meau ne pourrait pas fonctionner.
Bien entendu, plus la section de sortie de la buse est faible, plus la perte de charge interne dans le chalumeau est faible, puisque le débit en oxygène est moindre. En mainte nant la perte de charge dp dans les limites indiquées plus haut, celle-ci reste assez petite pour être négligeable.
D'autre part, lors de la mise au point expérimentale du chalumeau, on peut tenir compte s'il y a lieu, pour le calcul des sec tions, de l'écart entre la pression à l'entrée de la buse et de la pression à l'entrée du chalu meau ou même à l'entrée d'un tuyau de caoutchouc de longueur moyenne ( 6 mètres par exemple) amenant l'oxygène au chalu meau, à partir d'une source d'oxygène à pres sion constante.
Le dispositif d'alimentation de 1.a chauffe est constitué par les robinets 7 et 9, le doseur 10 et la chambre (le mélange 8. Par le tube 14, ils alimentent les orifices 12 de la buse. Les orifices calibrés<B>2</B>:ï pour l'oxygène, 26 pour le combustible et 27 pour le mélange sont établis en fonction de la pression d'oxy gène p à l'entrée du chalumeau et de la pres sion du gaz combustible pour assurer, le ro binet d'oxygène étant ouvert en grand, l'ali- mentation convenable de la, buse la plus forte. La correction finale du réglage de la flamme, pour ajuster la proportion de l'oxygène et du. combustible, se fait par le robinet 9.
Dans un chalumeau classique, les orifices de chauffe des différentes buses interchangeables varient dans une grande proportion, à cause de l'éten due de la gamme d'épaisseurs qu'un seul. cha lumeau peut couper, et aussi à cause de l'aug mentation de la puissance de chauffe qui va rie approximativement proportionnellement au débit Q de l'oxygène de coupe.
Un chalumeau suivant les fig. 1 à 3, lors qu'il est alimenté sous une pression absolue d'oxygène p inférieure à ta pression critique, ne peut avoir une gamme d'épaisseurs (le coupe aussi étendue, à cause des limites de section du circuit de coupe acceptables pour un chalumeau d'usage courant. Par exemple, le modèle courant, tel que représenté aux fig. 1 à 3, alimenté à la pression p de 1,3 kg/cin2 (absolue) coupe de 0,5 à 100 min et non de 0,5 à 400 mm, comme le chalumeau classique visé dans le tableau I.
Ceci n'est toutetois pas un inconvénient, car en pratique, on n'hésite pas à recourir, pour des épaisseurs au-dessus de 100 inni, à un chalumeau spécial phis volumineux si les résultats sont meil leurs. D'autre part, on a déjà signalé l'intérêt, pour les épaisseurs inférieures à 25 mm, d'augmenter la puissance de la chauffe, grâce à des orifices de sortie divergents.
Pour ces deux raisons: gamme moins étendue et chau-t'fe plus forte pour les petites épaisseurs, la diffé rence entre la chauffe la plus faible et la plus forte, dans le cas d'un chalumeau suivant les fig. 1 à 3, pour usage courant, est très peu importante. En fait, le calibrage des orifices 12 suffit à régler l'importance de la flamme de chauffe lorsque les orifices 25 et 26 sont juste calibrés comme il est dit phis haut, ce qui assure à la chauffe d'un chalumeau de ce type une automaticité de réglage qui em pêche l'opérateur d'exagérer la, chauffe, tout; en lui laissant la possibilité de la réduire, en agissant exceptionnellement sur les deux ro binets 7 et 9.
Dans le cas d'un chalumeau plus vohimi- veux destiné à des travaux d'épaisseur supé rieures, de 100 à 400 mm par exemple, les orifices 25, 26 et 27 sont établis encore pour la flamme la plus forte, et la réduction im portante de la chauffe, étant donné le très grand écart des puissances de chauffe néces saires pour couper 100 à 400 mm, est obtenue en agissant sur les deux robinets 7 et 9. Ce défaut d'automaticité du réglage est moins grave ici que dans un chalumeau d'usage cou rant, car ces travaux de coupe épaisse sont toujours confiés à un personnel plus qualifié que les travaux courants.
D'ailleurs, il reste toujours possible de rétablir l'automaticité du réglage de la chauffe, pour des travaux de série par exemple, en adaptant le doseur mé langeur 10 et 8 à l'importance de la buse mise en ouvre.
Enfin, lorsqu'on emploie de l'acétylène comme combustible, le choix d'une pression absolue d'oxygène p assez faible (inférieure à 1,5 kg/cm2 par exemple) permet de disposer aisément dîme pression d'acétylène légère ment supérieure à celle de l'oxygène. On réalise une meilleure stabilité de la flamme, condition importante de la bonne qualité de la coupe, en utilisant une pression d'acétylène dépassant de 10 à 2011/o celle de l'oxygène. Lorsque la pression d'alimentation dépasse la pression critique, il est difficile d'augmenter la pression d'acétylène, en raison de la pres sion maximum imposée par les règlements que les installations de production d'acétylène ne peuvent dépasser.
On a indiqué ci-après les résultats d'essais méthodiques effectués avec des chalumeaux tels que décrits, alimentés sous une pression constante d'alimentation p de 1,3 kg/cm2 absolue, pression la plus faible qui ait été atteinte par la demanderesse pour l'alimenta tion d'un chalumeau soudeur comportant une gamme de débits de 50 1/h à 3500 1/h.
(On remarquera à ce propos que le corps de man che 28 du chalumeau coupeur représenté aux fig. 1 à 3 ainsi que le mélangeur 8 et le do seur 10 sont des éléments interchangeables avec ceux d'un chalumeau soudeur.) glu cours de ces essais, des résultats nettement supé- rieurs à ceux de bons chalumeaux classiques ont été obtenus sur des épaisseurs variant de 3 à 600 min, Pour les épaisseurs comprises entre 3 et 25 mm, les avantages principaux ont été - économie d'oxygène de 10 à 40% suivant les épaisseurs; - augmentation clé la vitesse de coupe: :5 à 30% suivant les épaisseurs; - dégagement régulier de l'oxyde sans for mation de barrette adhérente;
- amélioration de la surface des pièces cou pées, qui est nette et régulière.
Pour les épaisseurs supérieures à 25 mm, l'augmentation de vitesse n'est pas notable et l'économie d'oxygène varie entre 0 et 204; par contre, le jet d'oxygène est beaucoup phis régulier dans son action. Il ne nécessite aucune précaution d'amorçage particulière de 1a réaction d'oxydation du métal et ne pro voque aucun affouillement à l'intérieur des pièces.
Des coupes de 600 mm d'épaisseur sur lingots carrés froids de 6 t ont été effectuées après préchauffage par la flamme même du chalumeau pendant 30 secondes seulement, sans que le moindre accident d'affouillement de métal ou de désamorçage se soit ma nifesté, et le coin incoupé de fin de coupe était extrêmement faible (de l'ordre de 100 >.'. 200 min pour l'épaisseur de 600 mm).
T1 s'est d'ailleurs révélé possible de supprimer entièrement le coin incoupé en réduisant sur cette forte épaisseur la vitesse d'avance au- dessous de 2 m 50/minute, sans pour cela pro voquer les affouillements caractéristiques d'une vitesse trop lente, que l'on constate avec les chalumeaux classiques.
Si l'on considère que l'influence du prix de l'opération de coupage diminue lorsque le prix des pièces à couper augmente, le gain de vitesse de coupe perd son. intérêt au fur et à mesure qu'augmente l'épaisseur au-dessus de 25 mm, au profit de la qualité et de la régu larité des surfaces coupées, qui deviennent primordiales. Les résultats obtenus au cours de ces essais sont donc très satisfaisants pour toutes les épaisseurs. L'alimentation en oxy gène à pression constante est réalisée en sup- rimant totalement l'intervention p <B>1</B> de l'opéra teur, pour lequel le facteur pression d'oxy gène n'existe plus.
On remarquera que, dans le procédé dé crit, il est possible d'effectuer des travaux d'oxy-coupage sur des épaisseurs de 10 à 600 mm avec une pression constante infé rieure à 2 kg/cm2 abs.
Il est souhaitable, bien que cela ne soit pas indispensable, que le gaz combustible soit également alimenté dans les mêmes conditions. E:n effet, si la pression d'oxygène fournie au doseur 5 du chalumeau coupeur est limitée, il est impossible, même dans le cas d'un excès de pression du gaz combustible à, l'entrée duchalu- meau, de consommer trop de gaz combustible, car son excès apporterait à la flamme de chauffe une déformation intolérable, rendant tout travail. impossible. Le réglage automa tique de la pression du gaz combustible n'est donc> qu'une question de confort supplémen taire et, dans certains cas, de sécurité.
La description ci-dessus s'applique indis tinctement aux chalumeaux coupeurs à main et aux chalumeaux coupeurs destinés à être conduits par des machines.