Qu'est-ce que le soudage à l'arc plasma ? - Pièces et travail

Qu'est-ce que le soudage à l'arc plasma ?

Le soudage à l'arc plasma (PAW) est un procédé de soudage à l'arc très similaire au soudage TIG en ce que l'arc est créé entre une électrode pointue en tungstène et la pièce à usiner. Cependant, en positionnant l'électrode à l'intérieur du corps de la torche, l'arc plasma peut être séparé de l'enveloppe de gaz de protection. Le plasma est ensuite forcé à travers une buse en cuivre finement alésée qui resserre l'arc.

Le soudage plasma est un processus dans lequel un arc plasma est allumé entre l'électrode et le matériau de base et utilisé pour le soudage. Il est classé comme un type d'électrode non consommable et, comme le soudage TIG, utilise une tige de tungstène comme électrode. La différence est qu'il utilise une buse pour recouvrir l'électrode et un gaz plasma pour empêcher l'arc de se propager.

La concentration de chaleur élevée qui en résulte permet un soudage à grande vitesse avec un cordon étroit et moins de distorsion. En raison de son arc hautement directionnel, le soudage au plasma convient aux soudures d'angle et peut éliminer les projections.

Sa faible consommation d'électrode permet un soudage de haute qualité sur une longue durée. Bien que les soudeurs soient chers par rapport aux soudeurs TIG, les coûts de fonctionnement sont faibles. C'est l'une des meilleures méthodes de soudage automatique.

Le gaz pilote (gaz inerte) traverse la torche et est ionisé (conversion plasma) par la chaleur de l'arc pilote. Le gaz pilote ionisé forme un jet de plasma, s'éjecte du trou de la buse et agit comme un conducteur pour le courant d'arc.

Cela rétrécit l'arc pour lui donner une densité d'énergie élevée et sortir du trou de la pointe de l'insert. La propagation de l'arc est limitée à environ un quart de celle du soudage TIG, ce qui entraîne un arc à densité de courant plus élevée.

Diamètre d'alésage

Trois modes de fonctionnement peuvent être produits en faisant varier le diamètre d'alésage et le débit de gaz plasma :

Micro plasma :0,1 à 15A

L'arc microplasma peut fonctionner à des courants de soudage très faibles. L'arc colonnaire est stable même lorsque la longueur de l'arc varie jusqu'à 20 mm.

Courant moyen :15 à 200A

À des courants plus élevés, de 15 à 200 A, les caractéristiques de processus de l'arc plasma sont similaires à celles de l'arc TIG, mais comme le plasma est resserré, l'arc est plus rigide. Bien que le débit de gaz plasma puisse être augmenté pour améliorer la pénétration du bain de soudure, il existe un risque d'entraînement d'air et de gaz de protection par une turbulence excessive dans la protection gazeuse.

Plasma en trou de serrure :plus de 100A4

En augmentant le courant de soudage et le débit de gaz plasma, un faisceau de plasma très puissant est créé qui peut atteindre une pénétration complète dans un matériau, comme dans le soudage au laser ou par faisceau d'électrons.

Pendant le soudage, le trou coupe progressivement le métal avec le bain de soudure en fusion s'écoulant derrière pour former le cordon de soudure sous les forces de tension superficielle. Ce processus peut être utilisé pour souder des matériaux plus épais (jusqu'à 10 mm d'acier inoxydable) en une seule passe.

Construction de la machine de soudage à l'arc plasma :

La configuration du soudage à l'arc plasma comprend les composants suivants :

• Alimentation
• Chalumeau de soudage au plasma
• Recirculateur d'eau
• Électrode de tungstène
• Gaz de protection
• Gaz plasma
• Kit d'accessoires de torche (embouts, céramiques, pinces, jauges de configuration des électrodes)
• Matériau de remplissage

Permettez-moi de vous donner un bref aperçu de chaque composant.

1. Alimentation :

Le processus de soudage à l'arc plasma nécessitait une alimentation CC haute puissance pour générer l'étincelle électrique entre l'électrode de tungstène et les plaques de soudage

Cette soudure peut souder à un faible 2 ampères et le courant maximum qu'elle peut supporter est d'environ 300 ampères. Il a besoin d'environ 80 volts pour fonctionner correctement.

La source d'alimentation se compose d'un transformateur, d'un redresseur et d'une console de contrôle.

2. Chalumeau de soudage plasma :

C'est la partie la plus importante du processus de soudage au plasma.

Cette torche est assez similaire à celle utilisée en soudage TIG.

Les torches PAW sont refroidies à l'eau parce que l'arc est contenu à l'intérieur de la torche qui produit une chaleur élevée, donc une chemise d'eau est fournie à l'extérieur de la torche.

3. Recirculateur d'eau :

Ce mécanisme sert à refroidir la torche de soudage par le flux continu d'eau à l'extérieur de la torche de soudage.

4. Électrode de tungstène :

Dans cette machine, nous utilisons une électrode en tungstène non consommable. Comme nous le savons, le tungstène peut résister à des températures très élevées.

5. Gaz de protection :

Dans ce procédé de soudage, nous utilisons deux gaz inertes. Nous devons maintenir une basse pression pour éviter les turbulences pendant le soudage en raison de la formation hebdomadaire de ce bouclier de soudage au gaz à basse pression, c'est pourquoi nous devons charger un autre gaz inerte à travers la partie extérieure de la force de soudage à un débit élevé, pour faire le bouclier de soudure durable.

Les gaz inertes utilisés dans ce processus peuvent être de l'hélium, de l'argon et également de l'hydrogène selon les besoins, et cela dépend totalement de la température.

6. Gaz Plasma :

C'est un gaz chaud ionisé composé à peu près du même nombre d'électrons et d'ions. Il a suffisamment d'énergie pour libérer les électrons des molécules, des atomes et des électrons à synchroniser.

C'est la principale source d'énergie de cette soudure.

7. Kit d'accessoires de torche :

Ces kits sont utilisés pour augmenter les performances de la torche de soudage.

8. Matériau de remplissage :

Dans le soudage plasma, aucun matériau de remplissage n'est utilisé. Si le matériau d'apport est utilisé, il est alors directement introduit dans la zone de soudure.

Comment fonctionne le soudage plasma ?

Un plasma est un gaz qui est chauffé à une température extrêmement élevée et ionisé afin qu'il devienne électriquement conducteur. Semblable au GTAW (Tig), le procédé de soudage à l'arc plasma utilise ce plasma pour transférer un arc électrique à une pièce. Le métal à souder est fondu par la chaleur intense de l'arc et fusionne.

Dans la torche de soudage au plasma, une électrode de tungstène est située dans une buse en cuivre ayant une petite ouverture à la pointe. Un arc pilote est initié entre l'électrode de la torche et la pointe de la buse. Cet arc est ensuite transféré au métal à souder.

En forçant le gaz plasma et l'arc à travers un orifice rétréci, la torche délivre une forte concentration de chaleur sur une petite surface. Avec un équipement de soudage haute performance, le procédé plasma produit des soudures d'une qualité exceptionnelle.

Les gaz plasma sont normalement de l'argon. La torche utilise également un gaz secondaire, de l'argon, de l'argon/hydrogène ou de l'hélium, qui aide à protéger le bain de fusion en fusion, minimisant ainsi l'oxydation de la soudure.

Avantages du soudage à l'arc plasma

Les avantages du soudage à l'arc plasma sont les suivants :

• La conception de la torche permet un meilleur contrôle de l'arc.
• Cette méthode offre plus de liberté pour observer et contrôler la soudure.
• Plus la concentration de chaleur et le jet de plasma sont élevés, plus les vitesses de déplacement sont rapides.
• La haute température et la forte concentration de chaleur du plasma permettent l'effet trou de serrure.
• Cela permet une pénétration complète avec le soudage en un seul passage de nombreux joints.
• La zone affectée par la chaleur est plus petite par rapport au soudage GTAW (soudage à l'arc sous gaz tungstène).
• Il utilise moins d'entrée de courant par rapport à un autre procédé de soudage.

Inconvénients du soudage à l'arc plasma :

Les inconvénients du soudage Plasma Arc sont :

• Il produit des soudures plus larges et des zones affectées par la chaleur par rapport aux LBW et EBW.
• L'équipement de soudage au plasma est très coûteux. Par conséquent, il aura un coût de démarrage plus élevé.
• Il faut une formation et une spécialisation pour effectuer le soudage au plasma.
• Il produit un rayonnement ultraviolet et infrarouge.
• La méthode produit un bruit plus élevé de l'ordre d'environ 100 dB.
• La torche est encombrante et donc le soudage manuel est un peu difficile et nécessite une formation comme mentionné.

Applications du soudage à l'arc plasma :

L'application du soudage Plasma Arc est :

• Cette soudure est utilisée dans les industries marine et aérospatiale.
• Ceci est utilisé pour souder des tuyaux et des tubes en acier inoxydable ou en titane.
• Il est principalement utilisé dans les industries électroniques.
• Il est également utilisé pour réparer les outils, les matrices et les moules.
• Ceci est utilisé pour le soudage ou le revêtement sur une aube de turbine.

Donc, tout cela concerne l'usinage par soudage à l'arc plasma, j'espère que vous avez apprécié cet article. J'ai également écrit des articles sur d'autres procédés de soudage pour les vérifier également. Et surtout, n'oubliez pas de partager l'article sur votre plateforme sociale préférée.

Vidéo de soudage plasma