Flamme oxy-gaz à fil – SURFATEC
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A flamme oxy-gaz

Métallisation à la flamme oxy-gaz par pistolet à fil, cordon ou baguette

Le pistolet de projection


Rappel

Si ce procédé n’est pas le plus ancien, mais c’est celui sur lequel SCHOOP a consacré le plus de temps depuis 1912, en l’améliorant sans cesse, pour l’amener à un niveau d’industrialisation dès 1914. C’est la ressemblance de son dispositif avec un « pistolet », qui amena SCHOOP à l’appeler de la sorte. C’est encore à ce jour, le nom utilisé pour nommer ce procédé, qui est le plus utilisé (25% du marché de la projection thermique) et celui qui a rendu célèbre son inventeur (voir rubrique historique).


Principe

Comme pour le procédé à flamme-poudre, son principe consiste à introduire un matériau, sous forme de fil, cordon ou baguette, au centre d’une flamme oxy-combustible produite par un chalumeau et à le projeter sur le substrat. Mais contrairement à ce dernier, la flamme est uniquement utilisée pour fondre le matériau d’apport, dont la projection des gouttelettes sur le support est assurée par un jet d’air comprimé qui atomise et propulse le matériau fondu (voir schéma du principe de projection).


Fonctionnement

Le pistolet de projection est équipé d’un chalumeau oxy-gaz de forme cylindrique alimenté en périphérie par les gaz de combustion, auxquels s’ajoute un vecteur d’air comprimé servant à l’atomisation de l’extrémité fondue du fil et à la propulsion des gouttelettes fondues sur le substrat.
Il se compose de deux parties distinctes :
 la partie chalumeau, qui utilise des gaz de combustion identiques à ceux utilisés en flamme-poudre, soit oxygène + gaz combustible (généralement acétylène ou propane). Elle se compose d’un mélangeur, d’une buse à gaz annulaire et d’une buse à air.
la partie entraînement du fil, qui peut être animée soit par un système à turbine, soit par un moteur à air comprimé, soit par un moteur électrique.
Ces différents types d’entraînement communiquent un mouvement de rotation à deux molettes enserrant le fil et le poussant au travers de la buse à gaz du chalumeau. Suivant le diamètre du fil, le serrage des molettes peut être obtenu par un système à ressort ou par une pression d’air.
Dans un tel dispositif, la vitesse d’avance du fil doit pouvoir être réglée en fonction de son diamètre, de sa nature (température de fusion) et de la puissance de chauffe de la flamme. Dans le cas d’entraînement par turbine à air comprimé, il est nécessaire de passer par un réducteur de vitesse, de manière à communiquer aux molettes un mouvement suffisamment lent.
La vitesse d’avance peut varier entre 0,5 et 12 m/mn pour les pistolets portatifs.
Cependant, les types d’entraînement cités ci-dessus s’avèrent insuffisants pour effectuer des dépôts importants, ou lorsqu’on est tenu à des réglages précis de défilement lent, pour l’utilisation de cordons ou baguettes en matériaux réfractaires par exemple. Pour réaliser des rechargements massifs, généralement effectués avec des gros fils rigides qui nécessitent de gros efforts d’entraînement, on utilise des moteurs électriques capables de tirer des fils jusqu’à 5 mm de diamètre. Ces moteurs sont généralement dissociés du pistolet et reliés à ce dernier par un flexible.


Les applications


La projection

Les températures de la flamme sont de l’ordre de 3000°C et la température à l’extrémité du fil ou de la baguette peut atteindre 95% de la température de la flamme. Ce qui permet de projeter des céramiques.
La vitesse des particules est plus élevée que pour la flamme poudre, en raison du vecteur d’air comprimé, puisqu’elle atteint 150 m/s. La distance entre la buse et le substrat est comprise entre 100 et 200 mm.
Ce procédé permet d’obtenir des dépôts de 1 à 25 kg/h, avec un pistolet portatif (suivant la nature et le diamètre du fil), mais peut aussi déposer jusqu’à 40 kg/h avec un pistolet fixe en rechargement massif.


Les dépôts

Tous les matériaux peuvent être projetés avec ce procédé, qu’ils soient tréfilables (sous forme de fil) ou non (sous forme de baguette), ou en poudre (sous forme de cordon). Ces différents conditionnements, permettent des dépôts de toutes sortes et la possibilité d’utiliser un pistolet à flamme-fil pour projeter des alliages autofusibles. L’accrochage du dépôt sur le support se fait de façon mécanique. Mais après une projection d’alliages autofusibles, il est possible de refondre le dépôt afin de le lier métallurgiquement à son support (voir tableau comparatif des procédés).


Les utilisations

Ce type de matériel est assez répandu dans toutes les industries. Il permet de résoudre des problèmes d’abrasion, de corrosion, d’usure, d’isolation thermique ou électrique. Il est aussi bien employé pour traiter des pièces neuves que des pièces usées. C’est le procédé le plus utilisé en anticorrosion pour la projection de Zinc, de Zinc-Aluminium ou d’Aluminium (voir tableaux des applications suivant les matériaux).



Quelques projections par procédé oxy-gaz à fil, cordon ou baguette