Brevet FR2655583A1 — publié le 19910614

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif nouveaux, destinés à perforer une pièce métallique très épaisse. En particulier, quoique non exclusivement, l'invention est prévue pour perforer un blindage en acier, dont l'épaisseur de tôle peut atteindre ou même dépasser 600 mm. Jusqu'à ce jour, lorsque se posait le problème de perforer un blindage d'acier aussi épais, la seule méthode connue constituait à procéder par perçage mécanique. Pour cela, on était obligé d'utiliser une perceuse à grande capacité dans laquelle on montait un outil coupant, foret ou analogue. Il est inutile de préciser les inconvénients d'un tel procédé connu. En particulier - la grande dureté de l'acier du blindage casse fréquem ment les outils qu'il faut remplacer; - le perçage mécanique est une opération lente, surtout lorsque le métal est dur, et à plus forte raison s'il faut fréquemment remplacer un outil coupant; - pour les raisons qui précèdent, le perçage d'un blin dage épais était une opération très longue et donc très coûteuse La présente invention a pour but d'éviter ces in convénients en proposant un procédé et un dispositif permettant de percer à coup sûr et en un temps très court, des pièces métalliques même très dures et très épaisses. A titre d'exemple non limitatif, on notera que l'invention permet de perforer en une minute environ, une tôle d'acier blindé épaisse de 6X mm. Le procédé selon l'invention pour perforer une pièce métallique épaisse consiste à procéder par ox ycoupage à partir d'un tube métallique relié à une source d'oxygène sous pression qui est projeté sur l'emplacement à perforer dans la pièce, et il est caractérisé en ce que le tube métallique projetant le jet d'oxygène est un tube métallique interchangeable et consommable relié par ailleurs à l'un des pôles d'un poste de soudure électrique dont l'autre pôle est relié à la pièce à perforer, si bien qu'on entretient un arc électrique entre l'ex- trémité du tube et la pièce à perforer, alors que pendant ce temps l'oxygène est projeté en permanence dans la zone de l'arc électrique. Le dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé précité est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire avancer le tube au fur et à mesure que son métal est consommé dans l'arc électrique, et pour le guider tout au long de cette opération. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour le guidage et l'avancement du tube comprennent un canon tubulaire fixé à la pièce, et dont la paroi intérieure à la fois isolante et réfractaire sert de guidage isolant au tube métallique qui y coulisse. En particulier cela permet à l'opérateur de régler et de maintenir à la valeur voulue, la distance qui sépare les deux électrodes de l'arc électrique oxygéné à savoir - l'extrémité du tube métallique consommable; - la zone voisine de la pièce métallique en cours de perforation, c'est-à-dire approximativement le fond du trou en cours de perçage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Figure 1 représente en cours d'utilisation, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Figure 2 illustre une plaque de blindage épais, sur laquelle on a tracé le contour de découpage à effectuer. Figures 3 et 4 montrent les phases successives pour la perforation du trou central suivant le procédé de l'invention. Figure 5 est une coupe pertielle de la pièce après perforation. Figure 6 est une coupe suivant VI-VI (figure 3) illustrant un détail du dispositif. On a représentée sur les dessins la pièce à percer 1 qui est constituée par une épaisse tôle de blindage. Corme précédement indiqué, l'épaisseur 2 de la pièce 1 peut atteindre ou même dépasser 600 mm. Selon l'invention, l'opérateur 3 pilote un tube métallique consommable 4 dont l'extrémité inférieure 5 est maintenue en permanence à proximité du fond du trou 6 en cours de perforation dans la pièce 1. L'extrémité supérieure 7 du tube 4 est reliée par une canalisation flexible 8 à une bouteille d'oxygène sous pression 9. Par ailleurs, on utilise un poste de soudure électrique 10 dont les deux câbles électriques de sortie ll et 12 sont reliés - le câble 11 à la partie supérieure 7 du tube métalli que 4 - le câble 12 à une borne de masse 13 portée par la piè ce 1. Enfin, pour faciliter le guidage et l'avancement du tube 4, on pose sur la pièce 1, un capot de protection 14 à section U, dont le fond supérieur plat 15 est traversé dans sa partie centrale par un canon vertical 16. La paroi interne du canon 16 est habillée d'un fourreau tubulaire 17 qui peut être en amiante ou en tout autre matériau à la fois réfractaire et électriquement isolant. Le fonctionnement est le suivant on a supposé sur la figure 2 que l'ouverture à pratiquer dans la pièce 1 correspond à un tracé défini par la ligne circulaire 18. Dans ce cas, le point de perforation initiale 19 de la pièce 1 est situé au centre de l'ouverture 18. L'opérateur 3 pose alors sur la pièce 1 le capot de protection 14 comme indiqué sur la figure 3, le canon 16 étant placé au-dessus du point central 19. Il glisse alors le tube-électrode 4 dans le canon 16, tandis que l'extrémité supérieure 7 est reliée, à la fois au câble électrique 11 et à la canalisation souple 8 pour l'arrivée d'oxygène. L'opérateur 3 amorce alors l'arc électrique entre l'extrémité inférieure 5 du tube 4 et la pièce 1. Pendant toute la suite des opérations, l'oxygène arrive par l'intérieur du tube 4, jusque dans la zone de l'arc électrique. Ainsi, on observe au niveau du point de perforation 19, une action combinée d'étincelage et de combustion sous atmosphère d'oxygène. Cette combustion du métal est localisée aux environs immédiate du point 19 : elle est due à l'action de l'oxygène sur le métal de la pièce 1, portée à cet endroit à une température convenable. Au fur et à mesure que l'opération se poursuit, l'ex- trémité inférieure 5 du tube 4 se détruit progressiviement, par fusion et combustion du métal. L'opérateur 3 abaisse donc le tube électrode 4 au fur et à mesure qu t il s'enfonce dans le trou 6 en cours de perforation. On constate que cette perforation progresse de façon extrêmement rapide. A titre d'exemple, l'invention permet de perforer complètement suivant un trou 6 (figure 5), une pièce 1 dont l'épaisseur 2 est égale à 400 mm, alors que la consommation de tube électrode 4 est de 500 à 600 mm. Bien entendu, en cours d'opération, c'est-à-dire après l'amorçage et le début de perçage au point 19, l'opérateur 3 peut s'il le désire retirer le guide de protection 14, comme représenté sur la figure 4. Les projections d'étincelage 20 peuvent alors se développer à l'air libre. REVENDICATIONS 1- Procédé pour perforer une pièce métallique épaisse (1), consistant à procéder par oxycoupage à partir d'un tube métallique (4) relié à une source (9) d'oxygène sous pression qui est projeté sur l'emplacement à perforer dans la pièce (1), caractérisé en ce que le tube métallique (4) projetant le jet d'oxygène est un tube métallique (4) interchangeable et consommable relié par ailleurs à l'un des pôles (11) d'un poste de soudure électrique (10) dont l'autre pôle (12) est relié à la pièce (1) à perforer, si bien qu'on entretient un arc électrique entre l'extrémité (5) du tube (4) et la pièce (1) à perforer, alors que pendant ce temps l'oxygène est projeté en permanence dans la zone de l'arc électrique. 2- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire avancer le tube (1) au fur et à mesure que son métal est consommé dans l'arc électrique, et pour le guider tout au long de cette opération. 3- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour le guidage et l'avancement du tube (4) comprennent un canon tubulaire (16) relié à la pièce, et dont la garniture intérieure (17), à la fois isolante et réfractaire sert de guidage isolant au tube métallique (4) qui y coulisse. 4- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il permet à l'opérateur (3) de régler et de maintenir à la valeur voulue, la distance qui sépare les deux électrodes de l'arc électrique oxygéné à savoir - l'extrémité (5) du tube métallique consommable (4); - la zone voisine de la pièce métallique (1) en cours de perforation, c'est-à-dire approximativement le fond du trou (6) en cours de perçage. 5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un capot de protection (14) à section en U, dont le fond supérieur (15) est traversé par le canon vertical (16) à garniture isolante (17) dont il est solidaire.