Soudage par plasma
Plasmas thermiques aux puissances inférieures à 400 kW : applications

Le soudage par plasma est, après le découpage, le deuxième procédé par le nombre d'installations plasma existantes, mais c'est aussi celui qui a le plus fort chiffre d'affaire (10 milliards d'euros en 2003 ). Etant donné que l'on ne veut ni oxyder ni nitrurer la zone à souder, on utilise principalement l'argon comme gaz plasmagène avec jusqu'à 2,5 % volume d'hydrogène lorsque ce gaz est compatible avec le métal.

• Toutes les torches de soudage sont à cathode chaude de type tige en tungstène et fonctionnent en arc transféré. En général, le courant ne dépasse pas 400 A avec des tensions de fonctionnement de 20 à 30 V.

  De plus, il est nécessaire d'utiliser un gaz de protection autour de la torche (figure 3) pour limiter l'oxydation du cordon de soudure en fusion. On utilise alors un mélange Ar-H₂ avec jusqu'à 20 % volume d'H₂. Comme pour le découpage, il s'agit de chauffer au mieux la pièce à souder en limitant la ZAT mais cette fois-ci en évitant de souffler le liquide, c'est-à-dire en diminuant la quantité de mouvement du plasma via sa vitesse. Pour cela, à courant égal, le diamètre interne de la tuyère est jusqu'à 3 à 5 fois plus élevé qu'en découpage (ce qui correspond à une section 9 à 25 fois plus grande) diminuant la vitesse dans le même rapport (cf. [, équation ]. Il convient également de limiter la constriction du jet par la tuyère en utilisant une tuyère très courte (jusqu'à 200 A) (figure 4a). Pour des courants supérieurs, on utilise un venturi (figure 4b) et l'on règle la vitesse d'écoulement par la position de la cathode. Le flux thermique imposé à la pièce nécessite, afin de mieux contrôler le soudage de pièces de faible épaisseur, d'utiliser des courants pulsés : un courant minimal I_m maintient l'arc et un flux thermique minimal et des impulsions rectangulaires de courant permettent de « booster » le flux thermique. Cela engendre une succession de temps froids et de temps chauds (correspondant aux pics d'intensité) qui assurent la pénétration .

• Un autre procédé de soudage que la torche est le TIG (Tungsten Inert Gas) où un arc libre éclate entre une électrode...