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

Qu'est-ce que Soudage au plasma ?

Le soudage à l'arc plasma (PAW) est un procédé de soudage à l'arc très similaire au soudage TIG car l'arc est formé entre une électrode pointue en tungstène et la pièce à souder. Cependant, en positionnant l'électrode dans le 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 à alésage fin qui resserre l'arc.

La principale différence avec GTAW est que dans PAW, l'électrode est positionnée dans le corps de la torche, de sorte que l'arc plasma est séparé de l'enveloppe de gaz de protection. Le plasma est ensuite forcé à travers une buse en cuivre à alésage fin qui resserre l'arc et le plasma sort de l'orifice à des vitesses élevées (approchant la vitesse du son) et à une température approchant 28 000 °C (50 000 °F) ou plus.

Le plasma d'arc est un état temporaire d'un gaz. Le gaz est ionisé par le courant électrique qui le traverse et devient conducteur d'électricité. Dans un état ionisé, les atomes sont divisés en électrons (−) et cations (+) et le système contient un mélange d'ions, d'électrons et d'atomes hautement excités.

Le degré d'ionisation peut être compris entre 1% et supérieur à 100% (possible avec double et triple degrés d'ionisation). De tels états existent à mesure que davantage d'électrons sont retirés de leurs orbites.

L'énergie du jet de plasma et donc la température dépendent de la puissance électrique utilisée pour créer un plasma d'arc. Une valeur typique de température obtenue dans une torche à jet de plasma est de l'ordre de 28 000 °C (50 000 °F), contre environ 5 500 °C (10 000 °F) dans un arc de soudage électrique ordinaire. Tous les arcs de soudage sont des plasmas (partiellement ionisés), mais celui du soudage à l'arc plasma est un plasma à arc rétréci.

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

FAQ.

Qu'est-ce que le soudage plasma ?

Le soudage à l'arc plasma (PAW) est un procédé de soudage à l'arc similaire au soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW). L'arc électrique se forme entre une électrode (qui est généralement mais pas toujours en tungstène fritté) et la pièce. La principale différence avec GTAW est que dans PAW, l'électrode est positionnée dans le corps de la torche, de sorte que l'arc plasma est séparé de l'enveloppe de gaz de protection.

Le plasma est ensuite forcé à travers une buse en cuivre à alésage fin qui resserre l'arc et le plasma sort de l'orifice à des vitesses élevées (approchant la vitesse du son) et à une température approchant 28 000 °C (50 000 °F) ou plus.

À quoi sert le soudage à l'arc plasma ?

Le soudage au plasma est utilisé pour réaliser à la fois des types de soudures en trou de serrure et sans trou de serrure. Réalisation d'une soudure sans trou de serrure :le procédé peut réaliser des soudures sans trou de serrure sur des pièces d'une épaisseur inférieure ou égale à 2,4 mm.

Qu'est-ce que le procédé de 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 car l'arc est formé entre une électrode pointue en tungstène et la pièce à usiner. Cependant, en positionnant l'électrode dans le corps de la torche, l'arc plasma peut être séparé de l'enveloppe de gaz de protection.

Quels sont les deux types de soudage à l'arc plasma ?

Il existe deux types de systèmes d'usinage à l'arc plasma (PAM), à savoir le système PAM à arc transféré et le système PAM à arc non transféré. Dans le système PAM à arc transféré, l'arc plasma est transféré entre l'électrode et la pièce.

Quelle est la seule différence entre le soudage à l'arc plasma ?

La construction de la torche est la seule différence entre le soudage à l'arc plasma et le soudage TIG. Le TIG et le PAW utilisent tous deux des électrodes en tungstène.

Puis-je souder avec un découpeur plasma ?

Avec la bonne conception de la torche, une injection d'azote-eau, moins coûteuse que d'autres gaz, peut bien fonctionner lors de la découpe au plasma de l'aluminium et de l'acier inoxydable pour le soudage ultérieur. Le processus implique une électrode entourée d'azote, qui est chauffée par un arc électrique pour former le plasma.

Quelle est la différence entre le soudage plasma et le soudage TIG ?

En soudage tig, l'arc est formé par une électrode (tungstène) et est maintenu dans une enveloppe de gaz de protection. Il est destiné aux travaux délicats sur des matériaux fins. Dans le soudage à l'arc plasma, l'électrode est placée dans la torche et l'arc est infusé de gaz.

Quels sont les trois types de soudage plasma ?

Trois principaux types de soudage plasma

• Soudage au micro-plasma, où le courant est compris entre 0,02 et 15 ampères.
• Soudage au plasma avec la "technique de fusion", où le soudage est effectué de la même manière que dans le procédé TIG. L'ampérage est compris entre 15 et 100 ampères.
• Soudage au plasma utilisant la "technique du trou de serrure".

Quelles industries utilisent le soudage à l'arc plasma ?

5 applications parfaites de soudage à l'arc plasma

• Fabrication de tubes en acier . Dans l'industrie automobile, les tubes en acier constituent une partie importante du système d'échappement.
• Soudage de petits composants métalliques
• Idéal pour les joints bout à bout.
• Soudage de puces électroniques minces.
• Fabrication de dispositifs médicaux.

Quelle électrode est utilisée dans le soudage à l'arc plasma ?

L'électrode utilisée pour le procédé au plasma est en tungstène-thorium à 2 % et la buse à plasma est en cuivre.

Qui a inventé le soudage à l'arc plasma ?

Le soudage à l'arc plasma (PAW) a été inventé et breveté en 1953 par Robert M. Gage, au laboratoire Linde/Union Carbide à Buffalo NY. Environ 10 ans de développement et plusieurs brevets ultérieurs ont eu lieu avant que les appareils ne soient mis sur le marché en 1964.

Comment le plasma coupe-t-il ?

La découpe au plasma (coupe à l'arc plasma) est un processus de fusion dans lequel un jet de gaz ionisé à des températures supérieures à 20 000 °C est utilisé pour faire fondre et expulser le matériau de la coupe. Au cours du processus, un arc électrique est créé entre une électrode (cathode) et la pièce (anode).

Est-ce que le soudage MIG est un soudage à l'arc ?

Le soudage MIG (Metal Inert Gas) est un procédé de soudage à l'arc qui utilise un fil-électrode solide continu chauffé et introduit dans le bain de soudure à partir d'un pistolet de soudage. Les deux matériaux de base sont fondus ensemble pour former un joint.

Quels sont les avantages du soudage à l'arc plasma par rapport au soudage TIG ?

Avantages du soudage à l'arc plasma :

• La conception de la torche permet un meilleur contrôle de l'arc.
• Cette méthode offre plus de liberté pour observer et contrôler la soudure.
• La concentration de chaleur plus élevée et le jet de plasma permettent des vitesses de déplacement plus rapides.
• La haute température et la forte concentration de chaleur du plasma permettent un effet de trou de serrure.

Qu'est-ce que la vitesse de soudage ?

La vitesse de déplacement est simplement la vitesse à laquelle la torche ou le pistolet de soudage est déplacé sur la pièce, mesurée en millimètres par minute. Avec la tension et l'ampérage, la vitesse de déplacement est l'une des trois variables du soudage à l'arc qui détermine la quantité d'apport de chaleur.

Pouvez-vous souder l'aluminium au plasma ?

L'aluminium découpé au plasma peut créer des soudures parfaites. En utilisant un tel couteau, vous pouvez garder la surface du métal à l'extérieur de la zone de soudage modérément fraîche. En outre, cela aide à prévenir la distorsion ou les dommages à la peinture qui accompagnent généralement les coupe-flammes. Les coupeurs au plasma soudent avec précision et rapidité les pièces en aluminium ensemble.

Est-ce qu'un découpeur plasma est meilleur qu'une torche ?

Le plasma ne nécessite pas que le métal soit préchauffé avant la coupe, ce qui permet de gagner du temps, et les coupeurs au plasma surpassent également les torches oxy-combustible lors de la coupe de métaux empilés. Des vitesses plus rapides peuvent être atteintes sur des métaux plus fins avec du plasma, avec une distorsion du métal minimale ou nulle.

Pouvez-vous découper au plasma du carbure de tungstène ?

C'est du carbure de tungstène fritté qui est formé, pas fondu ou forgé. Des tôles sont disponibles pour certains roulements mais elles ne peuvent pas être découpées au plasma. Normalement, les outils en carbure sont des "pointes" en carbure monobloc ou en carbure brasé ou des inserts en carbure dans des outils forgés et usinés à partir d'acier à haute résistance.

Quel gaz convient au soudage des alliages de nickel en acier inoxydable par soudage à l'arc plasma ?

L'argon ou les mélanges argon-hydrogène sont utilisés pour l'acier inoxydable et les alliages de nickel, pour augmenter les vitesses de soudage et réduire les films d'oxyde. Dans le soudage au plasma "en trou de serrure" d'épaisseurs de 2,5 à 6,5 mm, un trou est formé dans les joints bout à bout à bord carré au bord avant du bain de fusion.

Quelle est la fonction du flux dans le soudage à l'arc submergé ?

Les fonctions du flux sont :d'aider à l'amorçage et à la stabilité de l'arc. pour former un laitier qui va protéger et façonner le cordon de soudure. pour former un bouclier de gaz pour protéger le métal d'apport en fusion projeté à travers l'espace de l'arc.

Qu'est-ce que le soudage à l'arc plasma en trou de serrure ?

Le soudage à l'arc plasma Keyhole est un procédé de soudage à l'arc unique pour une pénétration profonde. Pour garantir la qualité des soudures, la présence du trou de serrure est primordiale. Comprendre le trou de serrure profitera certainement à l'amélioration du processus et à la qualité de la soudure.

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

Le gougeage à l'arc plasma est une variante du procédé à l'arc plasma. L'arc est formé entre une électrode réfractaire (généralement en tungstène) et la pièce à usiner. Le plasma intense est obtenu en resserrant l'arc à l'aide d'une buse en cuivre à alésage fin.