Qu'est-ce que le soudage plasma ?

Le soudage au plasma est utilisé dans une gamme d'industries où le volume de production, la cohérence et les temps d'arrêt minimaux sont essentiels. Voici quelques faits de base sur le procédé et en quoi il diffère des procédés de soudage traditionnels plus conventionnels. Getty Images

Le plasma est un gaz chaud et ionisé composé d'un nombre approximativement égal d'ions chargés positivement et d'électrons chargés négativement. Les caractéristiques du plasma sont très différentes de celles des gaz neutres ordinaires, c'est pourquoi il est considéré comme un quatrième état distinct de la matière.

En termes simples, le plasma est un gaz qui a été surchauffé à un point où il devient hautement conducteur. Dans les processus de soudage et de coupage, cela permet le transfert de courant électrique. La température d'un arc plasma peut atteindre 30 000 degrés F.

Le soudage au plasma, introduit pour la première fois en tant que procédé de soudage au début des années 1960, était utilisé dans des applications spéciales à faible courant (microplasma) de 0,5 A ou moins, ou jusqu'à 500 A pour l'industrie lourde.

Bien qu'il soit considéré comme un procédé de soudage exotique dans l'environnement de fabrication d'aujourd'hui, le soudage au plasma est toujours utilisé dans une gamme d'industries où le volume de production, la cohérence et un temps d'arrêt minimal sont essentiels. Voici quelques faits de base sur le soudage au plasma et en quoi il diffère des procédés traditionnels plus conventionnels.

Ces caractéristiques sont utiles lors de la production d'éléments tels que des récipients sous pression, des composants aérospatiaux, des capteurs de débit, des soufflets soudés sur les bords, des batteries et des dispositifs médicaux.

Contrairement au soudage TIG où l'électrode de tungstène est exposée à l'atmosphère après le cycle de soudage, l'électrode du procédé plasma est isolée à l'intérieur de la chambre de la torche et protégée par un écran de gaz. Cela permet à l'électrode de rester dans le même état pendant de plus longues périodes. Dans les applications automatisées, cela améliore considérablement la productivité car cela réduit la nécessité d'arrêter le processus de soudage pour affûter l'électrode.

Pour éviter la contamination pendant le processus TIG, il est nécessaire d'utiliser une haute fréquence pour transférer l'arc de l'électrode à la pièce. Dans certains cas, cela crée des problèmes lors d'applications automatisées où la haute fréquence peut interférer avec et interrompre l'équipement de contrôle. Cette méthode de transfert peut également user l'électrode prématurément, en particulier dans les soudures à volume élevé et de courte durée, ce qui augmente la nécessité pour vous d'arrêter le processus pour affûter l'électrode de tungstène.

Bien qu'il soit considéré comme un procédé de soudage exotique dans l'environnement de fabrication d'aujourd'hui, le soudage au plasma est toujours utilisé dans une gamme d'industries où le volume de production, la cohérence et un temps d'arrêt minimal sont essentiels.

Le soudage au plasma, quant à lui, utilise un arc pilote constant qui permet le transfert de l'arc sans haute fréquence. Cela élimine les interférences du système de contrôle et permet un transfert fiable et précis pour des cycles de production plus longs.

En plus des fonctions disponibles sur la source d'alimentation de soudage au plasma telles que le contrôle du courant, le contrôle numérique du gaz (qui maintient le débit de gaz avec les réglages d'intensité) et la synchronisation des impulsions et des points, la torche de soudage au plasma peut vous aider à affiner les caractéristiques de l'arc. Il s'agit notamment des éléments suivants :

Cela permet une grande flexibilité pour améliorer encore le processus afin de s'adapter à de nombreuses applications.

Vous pouvez utiliser une variété de gaz pour améliorer le processus de soudage. Par exemple, vous pouvez utiliser de l'argon mélangé à 2 à 5 % d'hydrogène comme gaz plasma ou comme gaz de protection en combinaison avec de l'argon pur.

Gaz plasma argon combiné à un gaz de protection argon/hydrogène . L'apport de chaleur accru du gaz de protection réduit la tension superficielle du matériau et permet des vitesses de déplacement plus rapides.

L'arc focalisé et la concentration de chaleur élevée vous permettent d'atteindre des vitesses de déplacement plus rapides dans certaines applications.

Cela peut être considéré comme un avantage immédiat dans les applications répétitives où une production à grand volume est requise.

Les deux modes de fonctionnement du soudage plasma sont généralement appelés plasma doux et trou de serrure.

La différence entre le mode trou de serrure et le mode plasma doux (sans trou de serrure) réside essentiellement dans la configuration des consommables de la torche et des paramètres. En mode trou de serrure, l'électrode est en retrait de l'orifice de la pointe, ce qui permet de concentrer la chaleur de l'arc plasma dans une zone plus petite. Dans ce mode, il est possible de configurer les paramètres et les configurations de la torche pour permettre au flux de plasma de percer des matériaux jusqu'à 0,39 pouce d'épaisseur, obtenant une pénétration complète sans avoir besoin de préparer les joints.

En mode sans trou de serrure (plasma doux), l'électrode est placée plus près de l'orifice de la pointe. Cela diminue la focalisation de l'arc et, en combinaison avec des intensités, un gaz plasma et un débit sélectionnés, vous pouvez obtenir tous les avantages du procédé plasma sans avoir besoin de soudures à pénétration complète.

Une configuration de soudage au plasma ressemble au soudage TIG conventionnel, à l'exception des gaz plasma et de protection séparés et de la manière dont le courant est transféré pour engager l'arc. Le graphique est une représentation visuelle du processus de soudage au plasma à travers la torche elle-même.