|
Chalumeau (outil) Pour les articles homonymes, voir Chalumeau.  Cet article est une ébauche concernant les techniques, les sciences appliquées ou la technologie. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Consultez la liste des tâches à accomplir en page de discussion. Cet article concerne l'outil employé en métallurgie. Pour l'outil employé en acériculture, voir Chalumeau (acériculture).  Le chalumeau est un outil employé pour la découpe ou la soudure thermique de pièces de métal. La source de chaleur est obtenue par la combustion d'un mélange de gaz. C'est plus spécifiquement la partie d'un poste de soudure autogène par laquelle s'échappe la flamme et qui permet de réaliser le mélange entre combustible et comburant. Elle est composée d'un mélangeur, d'une lance et d'une buse.  Dans le cas d'un chalumeau oxyacétylénique, les gaz utilisés sont le dioxygène pur et l'acétylène, dont la combustion dégage une énergie importante (du fait de la triple liaison carbone-carbone et de l'efficacité de l'oxycombustion). La température de la flamme peut dépasser 3 100 °C. Description Un poste de soudure autogène se compose de :
Par mesure de sécurité, il convient d'employer des soupapes sur les tuyaux pour éviter un retour de flamme vers les bouteilles[2], surtout celle d'acétylène. L'explosion accidentelle d'une bouteille d'acétylène est toujours catastrophique. Le diamètre et le type de la buse où se produit la combustion à haute température sont adaptés ou choisis en fonction de la puissance de chauffe, donc du débit de gaz nécessaire[2]. Certains chalumeaux à haut rendement ou forte capacité disposent d'un mécanisme avec soupape spéciale pour augmenter momentanément les flux de gaz. Par exemple certains chalumeaux pour découpage. HistoriqueL'idée d'augmenter la température de flamme par apport d'air comprimé est très ancienne. Au XVIIIe siècle, les chimistes suédois, puis russes, ont su tirer parti du soufflet à bouche pour l’identification des alliages et métaux par leur couleur de flamme, mais le débit de gaz était irrégulier et beaucoup trop faible pour permettre de contrôler la fusion des alliages. L'idée de souder le métal à l'aide d'un jet de gaz combustible revient à un chimiste américain, Robert Hare, qui en 1802 invente ainsi le « chalumeau oxhydrique »[3]. L'instrument utilisait un mélange stœchiométrique d'oxygène et d'hydrogène et pouvait fournir une température estimée à 2 000 °C[4]. Dans les années 1890, Henry Le Chatelier envisage la fabrication d'un chalumeau permettant de souder sous l'eau en utilisant la température de combustion élevée de l'acétylène. Aidé de Charles Picard[5], il tente d'abord en vain de résoudre les problèmes posés par les risques d'explosion en concevant un brûleur en matériau réfractaire (1898). Les deux hommes atteignent finalement les résultats espérés[6] (1901) avec Edmond Fouché[7] en portant le débit du mélange combustible air+acétylène à plus de 200 m/s. ProcédésSoudage oxyacétyléniqueCe procédé est considéré comme l'ancêtre du procédé TIG ((en)Tungsten-Inert-Gas), tant pour la dextérité nécessaire (coordination bimanuelle) que pour le niveau de précision atteignable du joint de soudure obtenue. Toutefois, la diffusion thermique induite par l'usage d'une flamme (comparé a un arc-électrique ayant pour anode ou cathode directement les pièces à souder), implique une déperdition d'énergie conséquente. Cela peut être considéré comme un avantage si l'on souhaite limiter les effets de « trempe à l'air » (refroidissement trop rapide à cause de la température ambiante), mais c'est aussi ce qui augmente le temps d'exécution d'un joint de soudure. De plus, outre les risques inhérents à l'usage d'oxygène pur (exemple: combustion spontanée de graisse en sa présence), l'oxygène est considéré comme inadéquat dans les opérations de soudure de certain métaux. Ainsi, bien que possible, le soudage de métaux d'usage commun reste compliqué (cuivre [Note 1]; aluminium [Note 1],[Note 2] ; alliage ferreux (fer doux, acier, inox, etc.)[Note 1],[Note 3])[8]. Lorsqu'un métal d'apport est nécessaire, celui-ci se présente sous la forme d'une baguette métallique du diamètre approprié tenue à la main et apportée de proche en proche dans le bain de fusion. La baguette de brasage pour effectuer la soudure doit contenir une quantité minimum des deux alliages à souder pour que celui-ci se fasse avec succès[9][source insuffisante]. Malgré ces inconvénients, le soudage oxyacétylénique reste avantageux par sa polyvalence, on peut:
DécoupeAutres gaz ou techniques
ApplicationsSoudageLe chalumeau est un des outils communs du plombier [11]qui peut être amené, lors d'opérations de maintenance, à souder pour combler des fuites, voire réaliser des travaux neufs (soudure sur des réseaux de chauffage ou de gaz en aciers)[12]. Découpe Cette section est vide, insuffisamment détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ! Comment faire ? NormesDans la norme ISO 4063 (Soudage, brasage et coupage - Nomenclature et numérotation des procédés), le procédé de soudage oxyacétylénique est identifié par le numéro de référence 311 ; ce numéro de procédé correspond au groupe principal « 3.Soudage aux gaz », au groupe « 31.Soudage oxygaz » et au sous-groupe « 311.Soudage oxyacétylénique »[13]. Notes et référencesNotes
Références
AnnexesArticles connexesLiens externes |
