Usinage par arc plasma (PAM) : fonctionnement et applications industrielles

Aujourd'hui, nous allons apprendre sur l'usinage par arc plasma (PAM), son fonctionnement, applications, avantages, inconvénients. Alors, qu'attendez-vous ? Commençons.

Qu'est-ce que le plasma ?

Chaque fois que nous entendons le mot Usinage par arc plasma, nous pensons d'abord à qu'est-ce que le plasma ? Alors, regardons de près ce qu'est le plasma ?

Lorsqu'un gaz ou de l'air est chauffé à haute température, le nombre de collisions entre atomes augmente. Lorsque vous chauffez le gaz au-dessus de 5500°C, il se ionise partiellement en ions positifs, ions négatifs et ions neutres. Lorsque vous chauffez davantage le gaz au-dessus de 11000°C, il se ionise complètement. Un tel gaz complètement ionisé s'appelle Plasma. L'état plasma se situe entre les températures 11 000°C à 28 000°C.

Qu'est-ce que l'usinage par arc plasma ?

Fondamentalement, l'usinage par arc plasma (PAM) est un processus de coupe de métal où les métaux sont coupés avec un arc plasma, un arc tungstène-gaz inerte ou une torche. Il est principalement utilisé pour les métaux qui ne peuvent pas être coupés par une torche oxyacétylénique. Savez-vous quand le PAM a été introduit ? Eh bien, le PAM a été introduit dans les industries en 1964 comme une méthode qui aiderait dans le soudage à l'arc et qui nécessiterait moins d'alimentation en courant. L'usinage par arc plasma est aussi appelé PAM. Dans le PAM, différents gaz sont utilisés selon différents matériaux. Différent matériau signifie une pièce. Votre pièce peut être faite d'aluminium, de fer ou d'acier. Par exemple, pour l'aluminium l'azote est utilisé, pour l'argon l'hydrogène est utilisé. Dans la plupart des cas, l'azote et l'hydrogène sont utilisés. Le soudage par arc plasma utilise un jet à haute vélocité de gaz à haute température pour fondre et déplacer le matériau sur son chemin.

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Construction

L'usinage par arc plasma consiste en un pistolet à plasma. Le pistolet à plasma a une électrode faite de tungstène située dans la chambre. Ici, cette électrode de tungstène est connectée au terminal négatif de l'alimentation DC. Ainsi, le tungstène agit comme une cathode. Alors que le terminal positif de l'alimentation DC est connecté à la buse. Ainsi, la buse du pistolet à plasma agit comme une anode.

Fonctionnement de l'usinage par arc plasma

Lorsque nous donnons l'alimentation au système, un arc électrique se développe entre l'électrode de tungstène cathodique et la buse anodique. Lorsque le gaz entre en contact avec le plasma, il y a une collision entre les atomes de gaz et les électrons d'un arc électrique et en résultat, nous obtenons un gaz ionisé. Cela signifie que nous obtenons l'état plasma que nous voulions pour l'usinage par arc plasma. Maintenant, ce plasma est ciblé vers la pièce avec une haute vélocité et le processus d'usinage commence. Une chose à noter est qu'une haute différence de potentiel est appliquée afin d'obtenir l'état plasma.

Dans tout le processus, des conditions de haute température sont requises. Comme les gaz chauds sortent de la buse, il y a des chances de surchauffe. Afin de prévenir cette surchauffe, une chemise d'eau est utilisée.

Voici certains des paramètres impliqués dans le PAM que vous devez considérer :

• Courant : Jusqu'à 500A
• Tension : 30-250V
• Vitesse de coupe : 0,1-7,5 m/min.
• Épaisseur de plaque : Jusqu'à 200mm
• Puissance requise : 2 à 200 kW
• Taux d'enlèvement de matière : 150 cm³/min
• Vélocité du plasma : 500 m/s
• Matériau de la pièce : Comme indiqué précédemment, vous pouvez utiliser n'importe quel métal comme matériau de pièce. Par exemple, l'aluminium et l'acier inoxydable sont hautement recommandés pour ce processus.

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Avantages

Voici les avantages du PAM que vous devez connaître :

• Dans l'usinage par arc plasma, les métaux durs ainsi que fragiles peuvent être facilement usinés.
• Il peut être appliqué à presque tous les types de métaux.
• La meilleure partie de ce processus est que nous obtenons un taux de coupe élevé.
• Nous obtenons une meilleure précision dimensionnelle dans le cas d'usinage de petites cavités.
• C'est un processus simple à réaliser et un processus très efficace.
• Il joue un grand rôle dans la réparation automatique des pales de moteurs à réaction.

Inconvénients

À part les avantages de l'usinage par arc plasma, discutons de certains de ses inconvénients :

• Le PAM implique divers équipements mais le coût de cet équipement est très élevé.
• Ce processus d'usinage entier consomme une grande quantité de gaz inertes.
• La production de surfaces plus étroites a lieu ce qui est inutile.
• La partie la plus nuisible du PAM est que des changements métallurgiques ont lieu sur la surface.
• L'opérateur ou la personne gérant tout le processus doit prendre des précautions appropriées. Ce processus peut affecter les yeux humains donc des lunettes ou un casque appropriés doivent être portés par un opérateur.

Applications

• Il est principalement utilisé pour les alliages résistants à la corrosion à haute température cryogénique.
• Il est aussi utilisé dans le cas de plaque de titane jusqu'à 8mm d'épaisseur.
• Le PAM est utilisé dans le système de tuyauterie de sous-marin nucléaire et pour le soudage de corps de fusée en acier.
• Le PAM est proéminent pour les applications liées aux tubes en acier inoxydable et aux laminoirs à tubes.

Dans cette soudure haute technologie, l'usinage par arc plasma a une énorme signification. Bien qu'il ait certains inconvénients, il est hautement bénéfique dans toutes ses applications.

Aujourd'hui, nous avons appris sur l'usinage par arc plasma. Si vous obtenez des connaissances valables après la lecture de cet article, partagez cet article car Partager c'est soigner !