Cắt Plasma

LE SOUDAGE PLASMA
LE SOUDAGE
PLASMA
LE SOUDAGE PLASMA
Le terme « PLASMA » désigne ce qu ’il est
convenu d’appeler le quatrième état de la matière:
État gazeux ou tous les atomes sont libres.
Cet état compose l’essentiel de la colonne d ’arc
électrique.
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TERMINOLOGIE
LE SOUDAGE PLASMA


SOLIDE
SOLIDE


LIQUIDE
LIQUIDE


GAZEUX
GAZEUX


PLASMA
PLASMA
Les quatre états
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GENERALITE DU PLASMA

LE SOUDAGE PLASMA
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GENERALITE DU PLASMA
ATMOSPHERE GAZEUSE IONISEE ET CHAUDE CONSTITUEE D’IONS
POSITIFS ET D’ELECTRONS DANS UN ETAT GLOBALEMENT NEUTRE
ATMOSPHERE GAZEUSE IONISEE ET CHAUDE CONSTITUEE D’IONS
POSITIFS ET D’ELECTRONS DANS UN ETAT GLOBALEMENT NEUTRE
PLASMA
PLASMA
Gaz + énergie = collisions = dissociations = chaleur
_
+
LE SOUDAGE PLASMA
FUSION du métal
ENERGIE THERMIQUE
ENERGIE CINETIQUE
CONSTRICTION
DU PLASMA
ARC ELECTRIQUE
IONISATION DU GAZ
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PRINCIPE DU PLASMA
Gaz
plasmagène
tuyère
Refroidissement
eau
électrode
Gaz
annulaire

buse
LE SOUDAGE PLASMA
En soudage l ’appellation « PLASMA » est réservée au procédé donnant
la plus forte densité calorifique dans l ’arc ( T° > à 20000°C )
L’ARC LIBRE TIG
Un arc TIG
est obtenu
par l’ionisation
d’un gaz inerte entre
une électrode
infusible
(tungstène) et la pièce
à souder ;
L’arc est dit «libre».
L’ARC PLASMA
L’arc plasma
se caractérise par
l’obtention de
températures
élevées, d’un faisceau
concentré et d’une
meilleure productivité.
QUELLE
EST LA
DIFFERENCE
ENTRE UN
ARC TIG
ET UN
ARC PLASMA
?

LE SOUDAGE PLASMA
- épaisseur soudable en 1 passe : 8 mm
- zone affectée thermiquement plus faible
- moins de déformations
- pas ou peu de pollution de l ’électrode
- vitesse de soudage plus élevée
- longueur d ’arc plus grande et plus cylindrique , d ’ou moins de sensibilité
aux variations de distance TUYERE / PIECE
3 mm en TIG

COMPARAISON PLASMA / TIG
LE SOUDAGE PLASMA
- Les aciers faiblement et fortement alliés
- Les aciers inoxydables et les réfractaires
- Les cupro - aluminium et les cupro - nickel
- Le titane
- Le nickel et ses alliages ( Ni-Cu ; Ni-Cr-Fe )
LES MATERIAUX SOUDABLES
LES POSITIONS DE SOUDAGE
- Soudage à plat
- Soudage verticale : montante / descendante
- Soudage horizontale : corniche

PRINCIPE DU PLASMA
LE SOUDAGE PLASMA
un gaz plasmagéne
un gaz annulaire
2 gaz
PRINCIPAUX
Les détendeurs en sortie de bouteille doivent être

étalonnés à 3 bars de pression
un gaz envers
+

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
ARGON HAUTE PURETE
EN GENERAL:
CAS SPECIAL:
BASE ARGON + % D’HYDROGENE
EX: SOUDAGE DES BASES NICKEL
LES GAZ
PLASMAGENE
LES GAZ
ANNULAIRE
LES GAZ
ENVERS

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
1 l/mn par mm d’épaisseur
QUEL EST LE DEBIT DE GAZ
PLASMAGENE
Généralement
le débit théorique est de :
?

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
EN GENERAL:

BASE ARGON + HYDROGENE
CAS SPECIAL:
ARGON ET HELIUM
EX: SOUDAGE DU TITANE
LES GAZ
PLASMAGENE
LES GAZ
ANNULAIRE
LES GAZ
ENVERS

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
GENERALEMENT
LE DEBIT DE GAZ ANNULAIRE
EST COMPRIS ENTRE:
QUEL EST LE DEBIT DE GAZ
ANNULAIRE ?
20 à 30 LITRES / MINUTE
Le débit est fonction de l ’épaisseur des pièces
à souder.

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
LES GAZ
PLASMAGENE
LES GAZ
ANNULAIRE
LES GAZ
ENVERS

Pourquoi un gaz envers?

LES GAZ DE SOUDAGE
- Protection
contre l ’oxydation
de la zone fondue
sur acier inoxydable
( évite la formation de rochage )
- Améliore
l ’état de surface
dans le cas
des aciers au carbone
QUEL GAZ UTILISER ?
- Généralement, le gaz envers
est souvent identique au gaz endroit
-Il est toutefois possible
si le cahier des charges le permet
d ’utiliser de
L ’AZOTE U
LE SOUDAGE PLASMA
 Par latte support avec gorge de 15 x 10 mm sous argon ou azote U
ACIERS CARBONE SUR TOLES PLANE
 Par boîte à gaz ou par « inertage » total
ACIERS CARBONE SUR TUBE EN CIRCULAIRE
LES PROTECTIONS ENVERS

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
u Par latte support avec gorge de 15 x 10 mm sous argon, ou argon/hydrogène
u Par boîte à gaz ou par « inertage » total

ACIERS INOXYDABLES
ACIERS INOXYDABLES
u Généralement sur aciers inoxydables et sur alliages base nickel
u INDISPENSABLE SUR TITANE ET ALLIAGES DE TITANE, Zr et Ta
— Par traînard argon ou argon/hélium
PROTECTION DU CORDON
LES PROTECTIONS ENVERS

LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
GAZ
PLASMAGENE
GAZ
ANNULAIRE
GAZ
PROTECTION ENVERS
argon argon + 5% H2
argon + 2 % H2
(Noxal 2)
argon + 2% ou 5 % H2
(Noxal 2 ou 3)
ACIERS AU CARBONE
ET
FAIBLEMENT ALLIES
argon + 2 % H2 Argon + 5 à 10 % H2
argon
argon + 2 à 5 % H2
argon
Argon + 5 à 10% H2
(Noxal 3 ou 4)

ACIERS INOXYDABLES
AUSTENITIQUES
argon + 2 % H2 argon + 5 % H2
Azote
Azote + 5 à 10% H2
Argon
Argon + 2 à 10% H2
BASES NICKEL
argon + 5% H2
argon
argon + 2 % H2
argon
argon + 2 % H2
METAUX NOBLES
(titane, tantale, zirconium)
argon
argon
ou mélange argon + hélium
argon
CRITERES DE CHOIX
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LES GAZ DE SOUDAGE
LE SOUDAGE PLASMA
-ARC NON TRANSFERE ( SOUFFLE )
-ARC TRANSFERE ( DECONFINE OU KEY- HOLE )
-PRINCIPE DE L’ARC PILOTE
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LES TYPES D ’ARC
LE SOUDAGE PLASMA
PRINCIPE DE

L’ARC PILOTE
ARC
NON
TRANSFERE
ARC
TRANSFERE

LES TYPES D ’ARC
+
+
-
+
H.F.
+
GENERATEUR
+
LE SOUDAGE PLASMA
PRINCIPE DE
L’ARC PILOTE
ARC
NON
TRANSFERE
ARC
TRANSFERE
Phase 1: l’étincelle HF
Electrode
Haute
fréquence
Gaz
plasmagéne

_
+
ATTENTION au temps de pré-gaz ARC PILOTE
avant son amorçage
Tuyère

LES TYPES D ’ARC
LE SOUDAGE PLASMA
PRINCIPE DE
L’ARC PILOTE
ARC
NON
TRANSFERE
ARC
TRANSFERE
PHASE 2: Arc pilote crée
Arc pilote
L ’arc pilote est alimenté sous environ 25 ampères
avec un débit de gaz plasmagène de 5 à 6 litres / minute
-L ’utilisation
d ’un Arc non transféré
ou soufflé , sera surtout
pour le soudage
des faibles épaisseurs
et le rechargement
Gaz
plasmagéne
Buse
de
protection

electrode
tuyére
+

LES TYPES D ’ARC
LE SOUDAGE PLASMA
PRINCIPE DE
L’ARC PILOTE
ARC
NON
TRANSFERE
ARC
TRANSFERE
ÉLECTRODE
CATHODE
Gaz annulaire

PIECE: ANODE
Buse
Gaz plasmagène
Tuyère
+
_
+
Bain de fusion
Soudage par jet débouchant ou déconfiné
- Le jet plasma est alors
entièrement parcouru
par le courant électrique
entre l ’électrode et la pièce ,

en lui apportant le maximum
d ’énergie .
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LES TYPES D ’ARC
LE SOUDAGE PLASMA
Le mode pulsé est
utilisé en courant continu.
Grâce à cette forme d ’onde,
on obtient des pics hauts et
des pics bas autour d ’une
valeur moyenne.
Il est composé de:
- D ’une Intensité Haute
- D ’une Intensité Basse
- D ’une fréquence
-D ’un rapport cyclique
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LE PULSE
LE SOUDAGE PLASMA
Son utilisation
- Limitation de la zone
thermiquement affectée
Ses avantages
- Moins de déformation
des pièces à souder
- Moins d ’échauffement
des pièces à souder
- Soudage de fines épaisseurs
- Soudage en position
- Contrôle du bain de fusion

en 1ere passe de pénétration
- Soudage circulaire sur tube
- Aspect en passe de finition
- Limite l ’effondrement du bain
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LE PULSE
LE SOUDAGE PLASMA
u chambre d ’ionisation du gaz
u constriction du plasma
— mécanique : trou cylindrique (fonction des épaisseurs)
— pneumatique : trou convergeant/divergeant (en fonction des épaisseurs)
u stabilité du plasma
— arcs parasites (couche de gaz froid entraînant le refroidissement de la tuyère)
Convergent / divergent
cylindrique
2 TYPES GAMME CYLINDRIQUE
- Gamme d ’épaisseurs entre 2 et 6 mm , au delà
se créent des arcs parasites entre
TUYERE / PIECE
GAMME CONVERGENT-DIVERGENTE
- Gamme d ’épaisseurs entre 6 et 8 mm
- Il n ’y a plus d ’arcs parasites
- Le jet plasma est de section plus importante
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LES TUYERES