Brevet FR2474366A1 — publié le 19810731

La présente invention concerne un procédé de dé- coupage par fissuration d'uneparoi métallique ou d'alliage métallique. Ce procédé permet de découper manuellement ou à l'aide d'un- appareil automatique des tôles ou des pièces métalliques, notamment d'acier, d'une épaisseur allant jusqu'à 20 mm, et ceci en accédant à l'une des faces seu- lement de la pièce à découper. On connaît à ce jour un nombre important de pro- lo cédés de découpage. Ces procédés peuvent être rangés en deux catégories, à savoir les procédés mécaniques d'une part, et les procédés qui fondent localement le métal de la tôle d'autre part. Au nombre des procédés mécaniques, on peut citer le cisaillage, le fraisage, le sciage et le meulage avec une meule à tronçonner. En ce qui concerne les procédés par fusion, on peut citer les procédés oxy- acétyléniques, à l'arc avec électrode enrobée, par plasma, au laser, et par bombardement électronique. Pour que ces procédés connus puissent être uti- lisés, certaines conditions doivent être remplies. Tout d'abord, ils nécessitent la traversée de toute l'épaisseur de la tôle, que ce soit par l'outil dans le cas des procé- dés de découpage mécaniques, ou par la source chaude dans le cas des procédés de découpage par fusion. Il est donc nécessaire de disposer d'un espace suffisant à l'envers de la pièce. On peut ajouter que les procédés de découpage mécaniques ne peuvent être appliqués qu'à des pièces ou à des tôles possédant une géométrie relativement régulière et une planéité convenable. Or, il est parfois nécessaire de découper des pièces de forme quelconque sans empiéter sur l'envers de celles-ci. L'invention a précisément pour objet un procédé de découpage d'une paroi métallique notamment d'acier, à partir d'une seule de ses faces, sans nécessiter un es- pace disponible à l'envers de la pièce. Ce procédé utilise le pouvoir fissurant d'un mé- tal, tel que le cuivre, sur un autre métal, par exemple l'acier, ou sur un alliage métallique. On a en effet re- marqué que l'on pouvait, par apport de cuivre dans un mé- tal en fusion, provoquer une fissuration de ce métal. Cette propriété remarquable sera appelée, dans la suite, pouvoir fissurant du cuivre. Plus précisément, ce procédé de découpage par fissuration d'une paroi métallique ou d'alliage métalli- que, se caractérise en ce que: - on chauffe une face de la paroi pour faire fondre loca- lement le métal sur une profondeur limitée-à une frac- tion de l'épaisseur de la paroi - on apporte, dans la zone fondue, un métal ayant un pou- voir fissurant, - on déplace les moyens de chauffage suivant le profil à découper, tout en continuant à apporter dans la zone fondue le métal ayant un pouvoir fissurant. Il est évident que le procédé de découpage de l'invention s'applique à une pièce d'acier quelconque, pourvu que son épaisseur soit inférieure à 20 mm, notam- ment à une tôle d'acier. Ainsi, le procédé selon l'invention permet de n'échauffer qu'une seule face de la paroi ou de la pièce à découper, puisque la source de chaleur et la zone fondue sont limitées au recto de la plaque. Des feuilles minces ou d'autres pièces sensibles à la chaleur peuvent être mises à proximité ou même au contact de la paroi à décou- per. Par exemple, le procédé selon l'invention permet d'ouvrir des containers renfermant des tubes minces au contact de la tôle du container sans détériorer les tubes minces. Le découpage à l'aide du procédé selon l'inven- tion peut se faire sans apport de liquide de refroidisse- ment. Cela permet de découper des plaques ou des pièces portées à une température élevée, par exemple parce qu'elles sortent d'un four, sans avoir besoin de les re- froidir préalablement. Le procédé peut être exécuté manuellement. Il peut également être exécuté à l'aide d'un appareil automa- tique. Dans ce cas, les lignes de fissuration sont beau- coup plus régulières, voire parfaitement rectilignes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple dé réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif en référence à la figure unique annexée sur laquelle on a illustré schémati- quement le procédé de découpage par fissuration. On a désigné par la référence 1, la pièce à dé- couper. Cette pièce 1 est une plaque d'acier inoxydable de 400 mm de longueur et de 4 mm d'épaisseur. Il faut remar- quer que le procédé selon l'invention permet de découper des pièces d'épaisseur pouvant atteindre jusqu'à 20 mm. La face 2 de la pièce 1 est seule échauffée au cours du décou- page selon le procédé de l'invention. La pièce 1 est échauffée localement dans la zone 3 au moyen d'une torche de soudage 5 ou de tout autre appareil de chauffage appro- prié permettant de fondre la pièce sur une épaisseur suf- fisante. On remarque que la profondeur a de la zone fondue 3 est limitée à une fraction de l'épaisseur h de la pièce 1. Ainsi, la face 6 de la pièce 1 ne "voit pas" la chaleur de la torche 5. C'est pourquoi le procédé selon l'inven- tion permet de découper une pièce telle que 1 sans dété- riorer une autre pièce sensible à la chaleur située à sa proximité ou même à son contact.Cette tôle mince 7 se trouve directement au contact de la face 6 de la pièce à découper, comme c'est le cas par exemple dans un container renfermant un tube mince. Conformément à l'invention, on apporte dans la zone fondue 3 un métal ayant un pouvoir fissurant de l'acier. Ce métal 9 peut être constitué par du cuivre, ou par tout autre matériau approprié comme par exemple un alliage de cuivre et de silicium à 1,5% en poids de sili- cium. Dans l'exemple de réalisation envisagé, la quantité de cuivre nécessaire a été de 1 m de fil de diamè- tre 1,6 mm. Z474366 Le point essentiel est de provoquer le démarrage de la fissure 11, ce qui nécessite une certaine expérien- ce. Ensuite, la fissure progresse au fur et à mesure de l'avancement de la torche 5 que l'on déplace suivant le profil à découper, tout en continuant l'apport de métal 9 dans la zone fondue 3. Bien que l'épaisseur a de la zone fondue 3 soit limitée à une fraction seulement de l'épaisseur h de la pièce 1, la fissure 11 se propage dans le métal solide 13 jusqu'à déboucher sur la face 6. k474366 REVENDICATIONS 1. Procédé de découpage par fissuration d'une paroi métallique ou d'alliage métallique, caractérisé en ce que: - on chauffe une face de la paroi (1) pour faire fondre localement le métal sur une profondeur (a) limitée à une fraction de l'épaisseur (h) de la paroi (1), - on apporte, dans la zone fondue (3), un métal (9) ayant un pouvoir fissurant, - on déplace les moyens de chauffage (5) suivant le profil à découper, tout en continuant à apporter dans la zone fondue le métal (9) ayant un pouvoir fissurant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi métallique est en acier. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'on déplace manuelle- ment les moyens de chauffage (5) et l'apport de métal (9). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de chauffa- ge (5) et l'apport de métal (9) sont portés par un appa- reil qui se déplace automatiquement suivant le profil à découper. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le métal (9) ayant un pouvoir fissurant est choisi parmi le groupe constitué du cuivre et d'un alliage Cu-Si à 1,5% en poids de silicium.