Soudage au plasma : qu'est-ce que c'est ?
Dans le soudage plasma sous gaz inerte, un gaz plasma sert de source de chaleur. Celui-ci est ionisé dans la torche à plasma par des impulsions à haute fréquence, ce qui déclenche un arc auxiliaire (arc pilote). Celui-ci brûle entre l'électrode en tungstène et la buse et ionise la colonne de gaz entre la buse et la pièce à souder. Cela permet d'allumer sans contact l'arc principal qui brûle entre l'électrode et la pièce à souder. Le refroidissement par eau de la buse provoque un rétrécissement du plasma en une colonne de gaz presque cylindrique. Il en résulte une densité d'énergie plus élevée qu'avec le procédé de soudage TIG. La dureté de l'arc plasma peut être influencée par le choix de la buse plasma et la quantité de gaz plasma. Un grand diamètre de buse associé à une faible quantité de gaz donne un arc doux.
L'intensité du courant de l'arc pilote est généralement comprise entre 3 et 30 ampères. Le gaz plasma le pousse légèrement hors de la buse à plasma, de sorte qu'il est visible sous la forme d'un point lumineux. Le gaz acheminé entre la buse à gaz protecteur externe et la buse à plasma est responsable de la protection du bain de fusion. Il enveloppe l'arc plasma et le protège des influences atmosphériques.
Le procédé de soudage plasma adapté à chaque épaisseur de tôle
Le soudage plasma au tungstène est utilisé dans trois variantes de procédé :
Soudage microplasma
Le domaine d'application de cette technique s'étend du soudage de feuilles de 0,01 millimètre d'épaisseur au soudage de tôles très fines, en passant par les contacts et les soudures de treillis métalliques. L'intensité du courant de soudage commence à seulement 0,5 ampère.
Technique de pression
Ce procédé de soudage permet de souder des matériaux d'une épaisseur maximale d'environ trois millimètres. Le matériau est simplement fondu, mais pas perforé.
Technique de perforation
Cette méthode est utilisée pour des épaisseurs de matériau à partir de trois millimètres. Le jet de plasma transperce complètement la pièce à usiner et forme ce qu'on appelle l'œillet de soudage. L'arc électrique guide le métal fondu dans le sens du soudage autour de l'œillet de soudage, où il se solidifie pour former un cordon de soudure solide. La tension superficielle empêche la fusion de s'écouler. À la fin du processus de soudage, le courant de soudage et la pression du gaz plasma sont réduits, ce qui permet à la fusion de fermer le trou de perforation.
Quels gaz sont utilisés pour le soudage au plasma ?
Tout comme le soudage TIG, le soudage au plasma n'est possible qu'avec des gaz. Deux gaz sont nécessaires : le gaz plasma (gaz central) et le gaz de protection (gaz extérieur).
Gaz plasma
L'argon (Ar) est presque toujours utilisé comme gaz plasma ou gaz central, car il est facilement ionisable et atteint donc un degré d'ionisation élevé. Dans certains cas, les gaz sont également mélangés lors du soudage au plasma, par exemple l'Ar avec l'hydrogène (pour les aciers au chrome-nickel et les alliages à base de nickel) ou l'Ar avec l'hélium (pour l'aluminium, le zirconium et le titane), afin d'augmenter le transfert de chaleur et d'atteindre des vitesses de soudage plus élevées. Le débit requis est compris entre 15 et 35 litres par minute, selon le type de torche et l'intensité du courant de soudage.
Gaz de protection
L'argon ou un mélange argon-hydrogène est généralement utilisé comme gaz de protection ou gaz extérieur. Pour le soudage d'aciers non alliés et faiblement alliés, un mélange gazeux actif composé de dioxyde de carbone ou d'oxygène et d'argon peut également être utilisé. Dans la plupart des cas, les deux gaz (gaz central et gaz extérieur) sont identiques pour le soudage au plasma. Le débit de gaz de protection requis est compris entre trois et douze litres par minute, en fonction du type de torche et de l'intensité du courant de soudage.
Quels sont les avantages du soudage au plasma ?
Par rapport au soudage TIG, le soudage plasma sous gaz inerte présente l'avantage d'offrir des vitesses plus élevées, un arc plus stable et une plus grande durabilité de l'électrode en tungstène. La chaleur est appliquée de manière plus concentrée, ce qui permet une pénétration plus profonde. De plus, l'arc pilote aide le soudeur à trouver plus rapidement et plus facilement le bon point de départ pour le cordon de soudure lors du soudage plasma manuel. Les soudures sont de très haute qualité, peu poreuses et sans projections. De plus, il y a moins de déformation. Bien que le soudage plasma sous gaz inerte ne soit pas aussi rapide que le soudage au laser, il offre des avantages en termes de pontage des interstices, de tolérances de positionnement et de coûts d'investissement et d'exploitation.
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