Fabrication – usinage · TP 05 · 2nde
Fabriquer un pointeau : braser et tremper
Régler un poste oxyacétylénique, braser une tige dans un manche, puis la tremper pour la durcir. Un premier pointeau avec un acier quelconque, qui ne marque rien, puis un second avec une aiguille de roulement : cette fois, il marque.
Consignes de sécurité
- Lunettes à verres teintés pour le gaz (teinte 4 à 6), gants en cuir, tablier en cuir, chaussures de sécurité, coton de la tête aux pieds (le synthétique fond sur la peau), cheveux attachés.
- Le professeur vérifie ton montage avant que tu ouvres les bouteilles, et avant l'allumage.
- Bouteilles debout et attachées. Jamais de graisse ni d'huile sur un raccord d'oxygène : l'oxygène pur enflamme l'huile.
- Allumage au briquet à friction, buse loin de toi et des autres. Jamais de flamme pour chercher une fuite.
- Ferme toujours l'acétylène en premier, puis l'oxygène. Après le travail : bouteilles fermées, robinets du chalumeau ouverts pour vider les tuyaux, détendeurs desserrés.
- Une pièce chaude ne se voit pas : un acier à 300 °C a l'air froid. On la manipule à la pince, on la pose sur la brique.
- Plie le bout de la baguette de brasure : une baguette droite peut éborgner.
- Les fumées de brasure et de décapant sont irritantes : poste ventilé, tête hors du panache.
- L'huile de trempe peut s'enflammer au contact de la pièce rouge : bac métallique et profond, couvercle à portée pour étouffer la flamme, jamais d'eau sur de l'huile qui brûle. Plonge la pièce verticalement, loin de ton visage, à bout de pince : l'huile fume et peut projeter. Une pièce trempée est très dure et cassante : elle peut éclater.
- En cas de doute, de brûlure ou de bruit anormal : ferme l'acétylène, puis appelle le professeur.
Matériel
Poste de soudage oxyacétylénique complet : bouteille d'oxygène (ogive blanche) et d'acétylène (ogive marron), deux mano-détendeurs, deux tuyaux avec clapets anti-retour, chalumeau et buse.
- Un rond d'acier de Ø 14 mm, long d'environ 100 mm : le manche
- Une tige de Ø 6 mm, en acier quelconque (de la quincaillerie)
- Une vieille aiguille de roulement (Ø 6 mm environ)
- Baguette de brasure (brox) et décapant en poudre
- Perceuse, foret de Ø 6 mm, étau, pointeau de l'atelier, feutre
- Scie à métaux, lime, toile émeri
- Briquet à friction, pince de forgeron ou pince étau, brique réfractaire pour poser la pièce chaude
- Un bac métallique profond à moitié rempli d'huile (huile moteur usagée ou huile de tournesol), avec son couvercle, et un extincteur CO₂ à portée
- Un bac d'eau pour refroidir les pinces et la meule
- Un aimant au bout d'un fil de fer, une chute d'acier doux pour essayer le pointeau, un marteau
Avant d'ouvrir une bouteille : le professeur vérifie ton montage. Les bouteilles sont debout et attachées, aucune trace de graisse sur l'oxygène, lunettes teintées, gants et tablier en cuir. Le détail figure dans l'encadré « Consignes de sécurité » de la page du TP.
Situation
Un pointeau, c'est un outil qu'on perd. Aujourd'hui, tu en fabriques un : un manche en acier de Ø 14, une pointe en acier de Ø 6 brasée dedans, puis trempée pour qu'elle soit dure.
Tu le fais deux fois. La première avec une tige en acier quelconque : essaie-le. La seconde avec une aiguille de roulement, qui est faite d'un acier fait pour durcir. Compare.
La vidéo en haut de cette page montre tous les gestes, dans l'ordre : le poste, la flamme, le brasage, la trempe. Tu n'as qu'à faire pareil. Le tableau ci-dessous te donne les repères de temps. Avant de toucher au poste, entraîne-toi sur les deux animations : « Régler un poste oxyacétylénique » pour les pressions et la flamme, puis « Trempe et revenu » pour voir ce que la trempe fait à l'acier.
| Étape | Dans la vidéo |
|---|---|
| Les bouteilles et les détendeurs | 1:40 |
| Les pressions de travail, la purge | 2:29 |
| Allumer, régler le dard | 4:16 |
| Le décapant et le brasage au rouge | 7:06 |
| La trempe | 9:46 |
| Éteindre | 12:03 |
1. Préparer le manche et la tige
- Percer un trou de Ø 6 dans l'axe d'une extrémité du rond de Ø 14, sur environ 10 mm de profondeur. Règle la butée de profondeur de la perceuse.
- Couper la tige de Ø 6 à environ 30 mm : 10 mm dans le trou, 20 mm qui dépassent.
- Ébavurer et dégraisser les deux pièces. La brasure n'accroche pas sur du gras.
Fais vérifier tes pièces par le professeur.
2. Régler le poste et braser
Tu fais comme la vidéo. Note ce que tu relèves :
| Ce que je relève | |
|---|---|
| Pression d'oxygène réglée | |
| Pression d'acétylène réglée | |
| Aspect de ma flamme quand elle est bien réglée |
Appelle le professeur avant d'allumer.
Puis tu brases la tige dans le manche : décapant, chauffe de la pièce la plus massive, brasure au rouge sur le pourtour du joint. Pose la pièce sur la brique et laisse-la refroidir. Éteins le poste dans l'ordre, remets-le en état.
3. Le premier pointeau : tremper et essayer
Chauffe la pointe (Ø 6) au rouge cerise : l'aimant ne colle plus à partir de ce moment. Plonge-la dans l'huile, à bout de pince, loin de ton visage, et remue-la.
Essaie ton pointeau de deux façons :
- à la lime : elle accroche, ou elle glisse ?
- à la frappe sur la chute d'acier doux : il marque, ou la pointe s'écrase ?
Si rien ne marque, c'est normal : l'acier de la tige ne durcit pas. Coupe la pointe à la scie et recommence de l'autre côté du manche, avec l'aiguille de roulement.
4. Le second pointeau, avec l'aiguille de roulement
Même fabrication : percer l'autre extrémité, couper l'aiguille à 30 mm, braser. Après le brasage, l'aiguille n'est plus dure (l'animation te dira pourquoi) : tu la retrempes, exactement comme dans la vidéo. Essaie-la à la lime et à la frappe : compare avec le premier.
Fais ensuite tailler la pointe par le professeur, puis essaie-le sur l'acier doux. Il est très dur, mais aussi cassant : la dernière question te dit pourquoi, et ce qu'on y peut faire.
5. Quatre questions, avec l'animation
Elles se répondent à la table, pendant que ton pointeau refroidit. Ouvre l'animation « Trempe et revenu : durcir un acier sans le rendre cassant » en haut de cette page. Si tu bloques, le lien te mène droit au paragraphe du savoir.
5.1 Dans l'animation, choisis l'acier doux, chauffe-le à 850 °C et plonge-le dans l'huile. Quelle est sa dureté ? Pourquoi ton premier pointeau n'a-t-il rien marqué ? (/1 pt)
Si tu bloques : savoir S4.9.1, § « Tous les aciers ne durcissent pas ».
5.2 Reprends l'aiguille neuve et clique sur « Ce que fait le brasage ». Complète, puis explique en une phrase pourquoi on doit retremper l'aiguille. (/1 pt)
| Dureté | |
|---|---|
| Aiguille neuve | |
| Après le brasage |
Si tu bloques : savoir S4.9.1, § « La trempe : durcir ».
5.3 Retrempe l'aiguille : chauffe à 830 °C, refroidis dans l'huile, puis fais un revenu à 230 °C. Complète. (/1 pt)
| Dureté | Tenue au choc | |
|---|---|---|
| Après la trempe | ||
| Après le revenu à 230 °C |
Si tu bloques : savoir S4.9.1, § « Le revenu : réparer la fragilité ».
5.4 Ton pointeau trempé est très cassant. Que fait le revenu et à quelle température (et quelle couleur) pour un pointeau ? Comment le ferais-tu sans four ? (/1 pt)
Si tu bloques : savoir S4.9.1, § « Faire un revenu quand on n'a pas de four ».