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Plasmas thermiques : productionArticle de référence | Réf : D2825 v1
Auteur(s) : Pierre FAUCHAIS
Date de publication : 10 août 2008
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Là encore quelques milliers d'installations industrielles existent et leur développement a été important depuis les années 1990 .
Il s'agit de torches à cathode chaudes de type tige fonctionnant en arc transféré ou superpo-transféré. Une torche typique est représentée figure 6.
Le courant d'arc transféré est généralement inférieur à 250 A et celui de l'arc pilote au maximum de 150 A, ce qui correspond à des puissances inférieures à 10 kW. Comme pour la soudure, un gaz de gainage Ar + H2 (5 % vol) est utilisé (figure 6).
Le principe de base consiste à former une petite zone fondue à la surface de la pièce, nécessairement métallique, à injecter la poudre d'alliage métallique (diamètre des particules compris entre 100 et 200 μm) dans le plasma où elle est chauffée dans un état plastique afin qu'elle vienne se coller sur la surface en fusion où elle est ensuite fondue par l'arc transféré. Il est possible d'injecter, du côté opposé à l'arrivée de la poudre d'alliage près de la zone en fusion une poudre céramique qui est alors incluse, non fondue, dans le métal en fusion. La torche est déplacée à une vitesse pouvant aller jusqu'à 10 cm/min pour des débits de poudre allant jusqu'à 120 g/min. Ce procédé implique que la zone traitée de la pièce soit quasi horizontale. La dilution, c'est-à-dire le pourcentage du matériau de base mélangé à l'alliage déposé, dépend beaucoup du flux thermique imposé. Ce dernier est contrôlé par :
le courant de l'arc transféré It, d'où l'intérêt d'un arc pilote permettant de faire varier It, de quelques ampères à plusieurs centaines d'ampères ;
l'amplitude et la fréquence (autour de 1 Hz) du mouvement alternatif de la torche par rapport à son déplacement afin de distribuer le flux thermique sur une surface plus grande ;
sa vitesse de déplacement par rapport à la pièce à traiter.
Cette dilution n'est que de quelque pour-cent alors qu'elle est supérieure à 10 % avec le TIG. De plus, par rapport au TIG les réglages sont très précis (cordons fins, pièces peu épaisses). Le plasma peut...
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(1) - FAUCHAIS (P.) - Plasmas thermiques - [D 2 810] [D 2 820]. Convertisseurs et machines électriques 2005 et 2007.
(2) - CAMY-PEYRET (F.), BRIAND (F.), OPDERBECKE (T.) - Synthèse des dernières avancées pour l'utilisation des plasmas d'arc électrique pour le soudage et la découpe des matériaux métalliques. - Colloque sur les Arcs Electriques – CAE 2005 (pub.) GREMI, Université d'Orléans, Mars (2005).
(3) - RENAULT (T.), HUSSARY (N.) - Current status and future trends in plasma cutting. - Symposium on Thermal Plasmas held in Sharm el Sheick, Egypt, Jan 2007, to be published in J. of High Temp. Material Processes 2nd issue 2008.
(4) - ELIOT (D.), LEMOINE (D.) - Découpage, soudage par plasmas. - Les plasmas dans l'industrie, (pub.) Doppée, Avon, F. 1991.
(5) - CAMY-PEYRET (F.) - Procédés d'oxycoupage plasma des métaux ferreux. - Demande brevet Européen N° EP 1480776, 2003.
Plasma : International symposium on plasma chemistry, a lieu tous les deux ans. Rassemble environ 1 000 chercheurs et industriels. Le dernier a eu lieu à Kyoto en Août 2007.
Projection thermique : international thermal spray conférence, a lieu tous les ans. Rassemble 1 500 chercheurs et industriels avec une exposition de matériel (50 à 80 sociétés industrielles). Le dernier a eu lieu en Mai 2007 à Pékin. Le prochain se tiendra à Maastricht en Hollande du 02/06 au 04/06/2008. Informations sur : ITSC 2008 (Google).
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