Bob Henson et Mike Scruggs

Une discussion sur les torches oxygène/acétylène et air/acétylène, y compris les applications, les comparaisons et les suggestions de métaux d'apport de base.

Pour le brasage fort et le brasage tendre, la plupart des techniciens HVACR utilisent couramment des torches manuelles comme source de chaleur. Pour le brasage, on a généralement le choix entre deux équipements : oxygène/acétylène ou air/acétylène. Bien que d'autres gaz combustibles soient disponibles, la plupart des entrepreneurs utilisent encore l'acétylène. Les caractéristiques et les avantages de chaque type d'équipement feront l'objet de cet article.

Comment fonctionnent-ils ?

L'une des principales différences entre les deux systèmes est la façon dont l'acétylène est brûlé. Un système oxygène/acétylène nécessite une bouteille de gaz acétylène comprimé ainsi qu'une bouteille d'oxygène comprimé de haute pureté. Il combine ces gaz pour obtenir une température de flamme intense. Un système air/acétylène ne nécessite l'utilisation que d'une seule bouteille d'acétylène et tire son oxygène de l'atmosphère. L'air ne contenant qu'environ 21 % d'oxygène, il était difficile pour les anciens chalumeaux air/acétylène d'atteindre les températures de flamme plus élevées nécessaires au brasage. Cette limitation rendait ces chalumeaux plus adaptés au brasage à basse température.

Pour obtenir une température de flamme plus élevée avec l'air, le rapport air/acétylène doit être augmenté. Avec le développement moderne de la conception de la combustion tourbillonnaire, les systèmes air/acétylène sont devenus utilisables pour le brasage à haute température. Dans ces torches, l'acétylène qui circule dans la chambre d'expansion de la pointe crée un effet Venturi qui siphonne davantage d'air dans la pointe. Le volume d'air plus important est mélangé à l'acétylène à une vitesse accrue, et un rotor ou une pale homogénéise les gaz. Cela crée un mélange plus riche qui brûle plus efficacement. Cette conception unique de l'embout donne à la flamme sa forme tourbillonnante caractéristique.

Température
La température des flammes peut varier car elle est affectée par plusieurs facteurs. Cependant, la plupart des flammes oxygène/acétylène mesurent près de 5 400°F à l'extrémité du cône interne. Les flammes air/acétylène mesurées à un endroit similaire atteignent généralement 3 000°F. Le fait qu'une température de flamme plus basse ne signifie pas nécessairement une efficacité de chauffage réduite sera abordé plus loin.

Portabilité/facilité d'utilisation
Chaque système nécessite l'utilisation de détendeurs, de tuyaux, de poignées et d'embouts de chalumeau, mais les composants sont uniques à chaque type de système

L'action capillaire permet de tirer l'alliage de brasage fondu dans l'espace entre les pièces à assembler. Un chalumeau air/acétylène est utilisé ici

Oxygène/acétylène : La plupart des installations utilisées dans le secteur du chauffage, de la ventilation et de la climatisation sont des chalumeaux compacts et portables. L'opérateur doit transporter et remplir deux bouteilles, ce qui implique un coût supplémentaire pour la bouteille d'oxygène. Les bouteilles sont généralement des bouteilles standard d'acétylène "MC" (10 pi3) et d'oxygène "R" (20 pi3). Une flamme neutre utilise un rapport oxygène/acétylène proche de 1,1:1. Comme les volumes des bouteilles sont différents, le prélèvement est inégal. Cela signifie que les entrepreneurs doivent souvent faire des voyages supplémentaires chez le distributeur de gaz ou transporter des bouteilles de secours.

Air/acétylène : Ces systèmes ne nécessitent que l'utilisation d'une seule bouteille d'acétylène de taille "MC" ou "B" (40 pi3). La bouteille unique et les composants plus simples du chalumeau/régulateur rendent le système facile à transporter. Un autre avantage de l'installation air/acétylène est la possibilité d'utiliser différentes tailles d'embouts à un seul réglage de pression. Il n'est donc pas nécessaire de se rappeler et de régler la pression des deux gaz pour différentes tailles d'embouts, ce qui est nécessaire avec l'oxygène/acétylène.

Sécurité
Comme deux gaz sont mélangés dans un système oxygène/acétylène, il existe un risque de retour de flamme, c'est-à-dire d'inflammation des gaz mélangés. Ce problème de sécurité est réduit avec un chalumeau air/acétylène puisqu'un seul gaz est utilisé.

Polyvalence
Les systèmes oxygène/acétylène sont un choix populaire en raison de leur capacité à travailler sur une large gamme d'applications. Par exemple, l'acier peut être soudé avec des embouts standard ou coupé avec un accessoire de coupe. Les tubes de grand diamètre peuvent également être chauffés à l'aide d'une buse multiflamme. Pour le brasage, les systèmes air/acétylène sont préférables. Les caractéristiques de la flamme permettent un apport de chaleur plus faible et réduisent le risque de surchauffe de la soudure et du flux.

Caractéristiques de la flamme et brasage
Le fait qu'une flamme oxygène/acétylène ait une température plus élevée a déjà été mentionné. L'élément important n'est pas la température en soi, mais la façon dont la chaleur est distribuée.

Pour le soudage ou le coupage, la flamme focalisée oxygène/acétylène est nécessaire car la chaleur doit être concentrée en un petit point. Pour le brasage, un mécanisme différent appelé "action capillaire" est nécessaire pour attirer l'alliage de brasage fondu dans l'espace entre les pièces. Pour obtenir une action capillaire uniforme, les deux pièces doivent être chauffées uniformément avant d'ajouter la baguette. Ce large préchauffage favorise la conduction de la chaleur à travers le joint et amène les deux pièces à la température de brasage correcte.

La température la plus élevée étant concentrée à l'extrémité du cône intérieur, si l'on utilise de l'oxygène/acétylène pour le brasage, il faut maintenir le chalumeau en mouvement pour répartir uniformément la chaleur. Le chalumeau doit également être placé plus loin, sinon l'intensité de la flamme surchauffera la pièce, ce qui est particulièrement gênant pour le laiton ou l'aluminium.

La flamme air/acétylène est plus indulgente. Le cône intérieur peut être placé plus près de la pièce et y rester plus longtemps avec moins de risques de brûlure. La flamme plus large a tendance à envelopper le tube/raccord et permet une distribution plus large de la chaleur. Nombreux sont les professionnels du secteur qui estiment que ces caractéristiques facilitent le brasage, en particulier pour les nouveaux techniciens.

Aluminium
Lors du brasage du cuivre, les baguettes phosphore-cuivre-argent fondent à une température nettement inférieure au point de fusion du métal de base (1 981°F). On assiste à une évolution de l'industrie vers des bobines et autres composants en aluminium. La réparation de l'aluminium est différente. Le métal de base fond à environ 1 200°F, mais la plupart des métaux d'apport utilisés pour l'aluminium fondent juste en dessous de cette température, ne fournissant souvent qu'une différence de 130°F.

Les températures inférieures de fusion de l'aluminium signifient que l'apport de chaleur doit être réduit et qu'il faut éviter de concentrer la flamme sur un seul point. Utilisez l'oxygène/acétylène avec précaution - la température plus élevée de la flamme, en particulier près du cône interne, peut faire fondre rapidement le tube en aluminium. L'apport de chaleur plus faible de l'air/acétylène et la flamme plus large rendent souvent ce travail plus facile.

Répartition de la chaleur entre l'air/acétylène (à gauche) et l'oxygène/acétylène (à droite)

Résumé
Dans la plupart des régions des États-Unis, l'équipement oxygène/acétylène maintient sa domination sur l'industrie. Cependant, pour de nombreuses applications de brasage pour la climatisation, les torches air/acétylène constituent une alternative logique. Les entrepreneurs qui essaient les torches air/acétylène constatent souvent que leur portabilité et leur faible coût d'exploitation compensent facilement le potentiel d'un temps de chauffage légèrement plus long.

Bob Henson est directeur technique de Harris Products Group et possède 35 ans d'expérience dans l'assemblage des métaux. Il est membre de l'American Welding Society et préside le comité A5H qui rédige les spécifications des métaux d'apport et des flux de brasage. |M. Henson est membre du comité des fabricants de produits de brasage de l'AWS, du groupe d'activités techniques américain qui examine les documents ISO internationaux sur le brasage, ainsi que du comité technique national SkillsUSA HVACR. Il est également membre du RSES et du MSAC.

Mike Scruggs est un spécialiste de l'assistance technique pour Harris Products Group et un formateur principal en brasage sur site. Il est inspecteur en soudage certifié par l'American Welding Society et membre du comité AWS A5H qui rédige les spécifications des alliages de brasage et des flux. Il juge le concours de brasage HVACR lors de l'événement national Skills-USA et est membre du conseil consultatif HVACR de la Butler Tech Vocational School (Hamilton, OH).

 Télécharger