Cắt Plasma

LE SOUDAGE PLASMAEn 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

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LE SOUDAGE PLASMA

LE SOUDAGE

PLASMA

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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.

 TERMINOLOGIE

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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

Gaz + énergie = collisions = dissociations = chaleur

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FUSION du métal

ENERGIE THERMIQUE ENERGIE CINETIQUE

CONSTRICTION

DU PLASMA

ARC ELECTRIQUE IONISATION DU GAZ

Gaz plasmagène

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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

?

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- 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

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- 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

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Les détendeurs en sortie de bouteille doivent être

étalonnés à 3 bars de pression

un gaz envers +

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ARGON HAUTE PURETE

EN GENERAL:

CAS SPECIAL:

BASE ARGON + % D’HYDROGENE

EX: SOUDAGE DES BASES NICKEL

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GENERALEMENT

LE DEBIT DE GAZ ANNULAIRE

EST COMPRIS ENTRE:

QUEL EST LE DEBIT DE GAZ

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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

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 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

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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

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

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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 + 2 % H2 argon argon + 2 % H2 argon

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-ARC NON TRANSFERE ( SOUFFLE )

-ARC TRANSFERE ( DECONFINE OU KEY- HOLE ) -PRINCIPE DE L’ARC PILOTE

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Gaz plasmagéne

ATTENTION au temps de pré-gaz ARC PILOTE

avant son amorçage

Tuyère

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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+

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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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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

 LE PULSE

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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

 LE PULSE

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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

 LES TUYERES

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PARAMETRES DETERMINANT LES

CARACTERISTIQUES D ’UN ARC PLASMA

- L ’intensité de soudage

- La tension de soudage ( RTA )

- Débit de gaz plasmagène ( KEY-HOLE ou DECONFINE )

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le jet plasma à l ’envers du joint.

de la nature et du débit

du gaz plasmagène,ensuite viendra

l ’intensité du courant de soudage

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• TENSION ( U ) en volts

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• GAZ (en litre / minute )

( risque de coupage )

( risque de collage et soufflures )

le débit de gaz et l ’intensité vont de paire

• VITESSE D ’AVANCE ( en mètre / minute )

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EXEMPLE DE PARAMETRES

SOUDAGE A PLAT SUR ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE NUANCE 304-304L

Assemblage de tôles en bord-à-bord sur banc de placage

Métal d’apport Gaz utilisés (en l/min) Epaisseur

Vitesse

de soudage (cm/min) (mm) Ø Vitesse de dévidage (cm/min) Plasmagène argon argon + %H2 Buse

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Aciers faiblement alliés Nertalic 86 — 88

En procédé PLASMA la quantité de métal d ’apport fondu

ne dépassera pas 15% du volume du cordon

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 Certains systèmes de commande SAF synchronise le

courant, la tension, le gaz plasma, le mouvement et le fil afin d ’obtenir une fermeture de Key Hole parfaite.

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0,0s 0,0s 210A 0,2s 210A 0,2s 5,0s 10,0s

Gaz pilote Gaz présoud Pente gaz

U présoud Retard palp

T dép fil V1 dévid N V1 dévid R

T mont V1

T maint V1

T desc V1

T arrêt V2 évan.

0 cm/min 0,3 s 1,0 s 0,0 s 1,6 s

Rotation ou translation

T dép mvt V1 soud N V1 soud R

T mont V1 Tour comp.

Sens soud Diam pièce

Ls soud.

T maint V1

T desc V1 V2 évan.

T maint V2

0,3 s

20 cm/min

20 cm/min 0,3 s 0 0

168 mm 17,0 mm 0,0 s 0,5 s

25 cm/min 8,0 s

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LA PROPRETE, LES RECOMMANDATIONS

SUR ACIER AU CARBONE

- Coupe nette sans bavure

- Pas d ’oxydation sur les 3 faces dans toute la zone affectée

- Pas de calamine dans toute la zone affectée

- Ni graisse ni de peinture ou tout autre revêtement

SUR ACIER INOXYDABLE SERIE 300

 Coupe nette sans bavure

 Ni de graisse (huile de coupe), ni revêtement de protection

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Pour les tôles de 2,5 à 8 mm d ’épaisseur :

 pas de préparation (bord à bord, sans jour)

 découpe des bords : par guillotine pour les tôles, à la scie à ruban pour les tubes

Pour les tôles entre 8 mm à 18 mm d ’épaisseur :

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LES TOLERANCES DE PREPARATION

BORD A BORD SANS PREPARATION

Trang 37

- LA TORCHE

- LA SOURCE DE COURANT DE SOUDAGE

- L’EQUIPEMENT DE LA REGULATION DE LONGUEUR D ’ARC

- L’EQUIPEMENT FIL ET SES ACCESSOIRES

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SP6

Trang 39

LA TORCHE

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 En PLASMA : tungstène thorié 3%

— bonne émissivité, — faible érosion à chaud.

 Choix du diamètre en fonction de

 En TIG : tungstène thorié 3%, lanthane 2%

— bonne émissivité, — faible érosion à chaud.

 Choix du diamètre en fonction de l’intensité

— Ø2.4 — I maxi 230 A

— Ø3.2 — I maxi 320 A

— Ø 4 — I maxi 400 A — Ø4.8 — I maxi 450 A

40°

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La tuyère à confinement d’arc

cylindrique est utilisée pour la

gamme d ’épaisseurs se situant entre

La tuyère à confinement d’arc convergent/divergent

La tuyère à confinement d’arc convergent/ divergent est utilisée pour la gamme d ’épaisseurs > 6 mm Le jet plasma est de section sensiblement plus importante Diamètre de tuyère :

— 3 mm

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TUYERE I MAXI INOX EP ELECTRODE

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L’axe des trous de la tuyère doit être perpendiculaire à l ’axe du joint à souder par appréciation visuelle Un mauvais positionnement de tuyère aboutit au défaut ci-dessous :

caniveau

( 1 ) Positionnement correct Axe du joint à souder

( 2) Désaxage

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PIGE DE REGLAGE EN HAUTEUR DE

L’ELECTRODE DANS LA TUYERE

PIGE DE REGLAGE EN HAUTEUR DE

L’ELECTRODE DANS LA TUYERE

T 25-25 T 25-30

Retrait 2.5 mm Tuyère Ø2.5 ou 3.0 cylindrique Tuyère Ø 2.5 ou 3.0 cylindrique Retrait 3 mm

T 30-15 T 30-18 Retrait 1.5 mm

Tuyère Ø 3CD Tuyère Ø 3 CD Retrait 1.8

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Elle conditionne la forme du plasma :

— si d augmente : - plasma rigide

- bain de fusion plus étroit

- pénétration plus prononcée

— si d diminue : - plasma déconfiné

- bain plus large

- la pénétration est atténuée

Tuyèr e

d

DANS LA TUYERE

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LA TORCHE

Indispensable pour

obtenir une parfaite symétrie du jet plasma

Toute dissymétrie peut être à l’origine d ’un défaut

d’aspect de la soudure (caniveau en rive de zone fondue),

ou d ’une détérioration rapide de la tuyère

(fusion du col par le jet axial du plasma).

AU FINAL LES 3 VIS DOIVENT ETRE SERREES

DANS LA TUYERE

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 Torche compacte

 450 A - 100%

 Électrodes :

- Standard longueurs 150mm ∅ 2.4 - 3.2 - 4 - 4.8 mm

- Remplacement et réglage aisé

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 Maintenance rapide de l ’électrode

 Meilleur centrage de l ’électrode dans la tuyère

Porte électrode indépendant

du faisceau de torche

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CENTRAGE DE L’ELECTRODE

DANS LA TUYERE

Indispensable pour obtenir une

parfaite symétrie du jet plasma

Toute dissymétrie peut être à l’origine d ’un défaut

d’aspect de la soudure (caniveau en rive de zone

fondue), ou d ’une détérioration rapide de la tuyère

(fusion du col par le jet axial du plasma).

Émission HF correctement répartie

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Electrode

HAUTEUR DE L ’ELECTRODE

DANS LA TUYERE

Elle conditionne la nature du plasma :

— si d augmente : plasma rigide

— si d diminue : plasma déconfiné

Torche SP7 : Hauteur électrode

d

Pige de réglage

Hauteur 2,5 mm pour tuyère cylindrique de 1,5

Hauteur pour tuyère > 1,5 pour fonctionnement avec tuyère cylindrique

Pions pour fonctionnement avec tuyère

convergente / divergente

Pige de réglage

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Torche SP7 : Durée de vie tuyère accrue

TUYERE MONOBLOC

 Durée de vie supérieur, minimum x 2

Tuyère plus massive avec un circuit de refroidissement

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Torche SP7 : Indexage position de tuyère

POSITION DE LA TUYERE

L’axe des trous de la tuyère doit être

perpendiculaire à l ’axe du joint à souder Un

mauvais positionnement de tuyère aboutit au

défaut du type (2).

Axe du joint à souder

(1) Position correcte (2) Désaxée

Caniveau

Facilité par un filetage indexé

Poignée clé en butée à 90° indiquant la bonne position de la tuyère

Clé de serrage

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Encombrement torche Fixation par collier

Collier

 LA TORCHE SP7

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raccordement / refroidissement

Refroidissement GR5 9357 7300 Bloc raccord 9257 6544

Bloc de raccordement SP6 / SP7

Interface Torche / Installation.

Raccords gaz : M12x100 Raccords eau : M14x100

Sortie eau

Gaz traînard (option non réalisée ) Gaz annulaire

Entrée eau Gaz central/plasma

Connexion côté faisceau

Connexion côté torche

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PUPITRES DE COMMANDE

Type de production Peu de changement Peu de changement Changement fréquent

Apport de fil Potentiomètre Potentiomètre Mémorisé

RTA Potentiomètre Potentiomètre Mémorisé

Fermeture key hole X Potentiomètre Mémorisé

Mouvement Potentiomètre Axe linéaire Axe linéaire ou longitudinale Potentiomètre 4 maximum avec comptage Mémorisé

Axe linéaire ou longitudinale

Programme de

soudage Potentiomètre 10 programmes pour le courant de soudage

100 programmes soudage (courant, fil, tension, gaz plasma, mouvements)

100 mouvements sans soudage

100 programmes chaînés

100 programmes répétés Générateur BUFFALO TH 500/300 TR 300 TR

PLASMA

100 200

V

TIG 15

25 35

300 A

Dédiées pour le soudage Tig ou Plasma

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Dédiées pour le soudage Tig ou Plasma

300 A

LES GENERATEURS PLASMA

BUFFALO

350 DC NERTINOXTH 500 NERTAMATIC300 TR

Technologie thyristors Thyristors chopper

Courant pulsé 10 Hz max (option) 10 Hz max (option) 500 Hz

Alimentation

primaire 230 – 400 – 440 V 50 – 60 Hz 220 - 380 – 415 ou 380 – 440 V 50 – 60 Hz 220 - 230 – 380 – 400 – 415 - 440 V 50 – 60 Hz Courant primaire

maxi sous 440 V 35,5 A 32 A 14,5 A

Courant de soudage

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U Constant Distance Electrode pièce constante

Pour une meilleure qualité de soudage , ce système permet de réguler la tension du procédé TIG ou Plasma à ± 0.1V, assurant une distance torche - pièce constante lorsque les tolérances mécaniques de l ’automatisme ou la géométrie de

la pièce ne le permet pas.

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Course glissière manuelle

50 mm

Trang 62

QUELQUES APPLICATIONS PLASMA

Trang 63

QUELQUES APPLICATIONS PLASMA

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DEFAUTS DE FORME DES SOUDURES

- EXCES DE PENETRATION :

- MANQUE DE FUSION:

- DENIVELLATION DES BORDS :

• débit de gaz trop élevé

• Intensité trop élevée

• Vitesse de soudage trop faible

• mauvaise préparation

des bords à souder

• manque d ’intensité ou de gaz plasma

• Vitesse éxèssive

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• débit de gaz insuffisant

• vitesse d ’avance trop élevée

• tension trop élevée

• gaz mal adapté

• contrainte des pièces à souder

• pas de préchauffage et post-chauffage

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 SECURITE ELECTRIQUE

 SECURITE CONTRE LES FUMEES ET LES GAZ NOCIFS

 SECURITE CONTRE LES RAYONNEMENTS LUMINEUX

 SECURITE CONTRE LE BRUIT

 SECURITE CONTRE LE FEU

 SECURITE D ’EMPLOI DES GAZ

 SECURITE DU PERSONNEL

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-Toute intervention à faire sur les installations doit être confiée

à des personnes qualifiées pour les effectuer.

- Avant de raccorder votre appareil vous devez vérifier que :

-Les dispositifs de protection sont compatibles avec la puissance

maximale et sa tension d ’alimentation ( voir plaque signalétique )

- Le branchement, monophasé ou triphasé avec terre se fait via

un disjoncteur différentiel à sensibilité comprise entre 1 et 30 mA

- Son interrupteur, s ’il existe est sur la position ARRÊT

- Votre circuit d ’alimentation électrique est équipé d ’un

dispositif d ’arrêt d ’urgence

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SECURITE CONTRE LES FUMEES ET LES GAZ

NOCIFS ( décret 84-1093 du 7/12/84 )

- Les opérations de soudage et de coupage doivent être exécutées sur

des emplacements convenablement aérés

- Les émissions sous forme de gaz, fumées insalubres, doivent être

captées au fur et à mesure de leur production, au plus près de leur

source d ’émission et reliées à un système d ’aspiration

- Voir guide pratique de ventilation N° 7- ED 668 de L ’INRS

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	23,98 MB