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Soudage au plasma de vos propres mains

L’industrie d’aujourd’hui se développe rapidement. Chaque année, de nouvelles techniques de soudage apparaissent, qui deviennent populaires dans la construction privée moderne. Ces méthodes facilitent souvent le travail, mais ne perdent pas leur sécurité et leur fonctionnalité par rapport aux méthodes précédemment inventées. L’un d’eux est le soudage plasma et la fusion de pièces..

Teneur:

L’essence du soudage plasma

Le soudage plasma est utilisé pour le brasage de l’acier inoxydable, des tuyaux en acier et d’autres métaux. Le soudage plasma est un procédé dans lequel le métal est fondu localement à l’aide d’un flux de plasma. Le plasma est un gaz ionisé contenant des particules chargées qui peuvent conduire le courant..

Le gaz est ionisé lorsqu’il est chauffé par un arc comprimé à grande vitesse qui sort de la torche à plasma. Plus la température du gaz est élevée, plus le niveau d’ionisation est élevé. La température de l’arc peut atteindre 5000-30000 degrés Celsius. La technologie de soudage plasma est similaire à la procédure de soudage à l’argon. Cependant, un arc de soudage ordinaire ne peut pas être classé comme un arc plasma, car sa température de fonctionnement est beaucoup plus basse – jusqu’à 5 000 degrés..

De tous les types d’impact sur les métaux, c’est le soudage au plasma qui est considéré comme le plus courant, car les aciers inoxydables, les métaux non ferreux, les alliages spéciaux et certains alliages de métaux non ferreux ont commencé à être utilisés dans l’industrie lourde moderne, et pour ces matériaux gaz et autres traitements sont considérés comme inefficaces.

L’arc plasma est une source de chaleur plus concentrée qui vous permet de souder de gros métaux épais sans arêtes de coupe. En raison de sa propre forme cylindrique et de la possibilité d’une augmentation significative de la longueur, un tel arc vous permet d’effectuer un soudage plasma de vos propres mains dans des endroits difficiles d’accès et lorsque la distance entre le produit et la buse de la torche change..

Principe d’opération

Pour transformer un arc classique en arc plasma, pour augmenter la puissance et la température d’un arc classique, il est d’usage d’utiliser deux procédés : la compression et le procédé d’injection forcée d’un gaz plasmagène dans l’arc. Dans le procédé, il est d’usage d’utiliser l’argon comme gaz plasmagène, parfois avec l’ajout d’hydrogène ou d’hélium. L’argon doit également être utilisé comme gaz de protection. Le matériau de l’électrode est le tungstène, activé par le thorium, l’yttrium et le lanthane, ainsi que le cuivre et l’hafnium.

L’arc est comprimé en le plaçant dans un plasmatron spécial dont les parois sont intensément refroidies à l’eau. La compression latérale de l’arc à la suite de la compression diminue et, par conséquent, sa puissance augmente – l’énergie par unité de surface.

Un gaz plasmagène, chauffé par l’arc, est soufflé dans la région de l’arc plasma en même temps que la compression, est ionisé et augmente d’un facteur cent par la dilatation thermique du volume. L’énergie cinétique des particules ionisées contenues dans le gaz plasmagène complète l’énergie thermique libérée dans l’arc en raison des processus électriques en cours. Par conséquent, les arcs plasma sont appelés sources d’énergie plus puissantes que les arcs conventionnels..

Outre la température élevée, les principales caractéristiques qui distinguent un arc plasma d’un arc conventionnel sont : un diamètre d’arc plus petit, la pression sur le métal de l’arc est six à dix fois supérieure à celle d’un arc conventionnel, la forme de l’arc avec la forme conique habituelle, la capacité de maintenir l’arc à faibles courants – environ 0,2-30 ampères.

Deux schémas de soudage plasma sont possibles : le soudage à l’arc plasma, dans lequel l’arc brûle entre la pièce et l’électrode, et un jet de plasma, lorsque l’arc brûle entre la buse de la torche à plasma et l’électrode et est soufflé par des flux de gaz. Le plus courant est le premier schéma.

Les avantages du soudage plasma

Les avantages suivants du soudage plasma et de la fusion des métaux se distinguent des méthodes classiques :

  • Vous pouvez utiliser une machine à souder au plasma pour travailler avec presque tous les métaux – fonte, acier, aluminium avec ses alliages, cuivre avec ses alliages.
  • La vitesse de coupe du métal, qui a une épaisseur de 50 à 200 millimètres, est 2 à 3 fois plus élevée que lors du soudage au gaz.
  • Il n’est pas nécessaire d’utiliser de l’acétylène, de l’argon, de l’oxygène ou du propane-butane, ce qui réduit considérablement le coût de travail avec un appareil à plasma.
  • La précision des cordons de fusion et de soudure et la qualité des procédures éliminent pratiquement les futures bordures.
  • Le métal de soudure ne se déforme pas, même s’il est nécessaire de découper une configuration ou une forme complexe. La technologie de soudage plasma permet de couper sur une surface non préparée – peinte ou rouillée. Lors de la découpe d’une structure peinte, la peinture ne s’enflamme pas dans la zone de \u200b\u200bl’arc.
  • Travail sûr, car aucune bouteille de gaz n’est utilisée lors de l’utilisation d’un découpeur plasma. Ce facteur est responsable du respect de l’environnement d’un tel travail..

Types de soudage plasma

Le soudage au plasma en lui-même est actuellement considéré comme un processus assez courant, dont la popularité est assez évidente. Selon l’intensité du courant, il existe trois types de soudage plasma : le microplasma, à courant moyen et fort. En choisissant un certain type, vous saurez par vous-même combien coûte le soudage plasma..

Soudage microplasma

Le plus courant est considéré comme le soudage par microplasma. En raison du niveau élevé d’ionisation du gaz dans un plasmatron spécial et de l’utilisation d’électrodes en tungstène d’un diamètre de 1 à 2 millimètres, l’arc plasma est capable de brûler à un courant extrêmement faible, à partir de 0,1 ampère..

Les alimentations CC spéciales à faible ampérage sont conçues pour produire un arc pilote qui brûle en continu entre une buse en cuivre refroidie à l’eau et une électrode. Lorsque la torche à plasma est amenée aux produits, l’arc principal est amorcé, alimenté par la source. Le gaz plasmagène est fourni par la buse de la torche à plasma, qui a un diamètre d’environ 0,5 à 1,5 millimètres.

Le soudage par microplasma est un moyen très efficace de fusionner des produits de faible épaisseur – jusqu’à 1,5 millimètre. Le diamètre de l’arc plasma atteint 2 millimètres, ce qui permet de concentrer la chaleur dans une zone limitée des produits et de chauffer les zones de soudage sans endommager la zone adjacente. Un tel arc évite les brûlures, qui sont typiques du soudage TIG ordinaire de métaux minces..

Le principal gaz utilisé comme gaz protecteur et plasmagène est l’argon. Selon le métal à souder, divers additifs y sont ajoutés, ce qui augmente l’efficacité de la procédure de soudage plasma du métal. Lors du soudage de l’acier, il est conseillé d’ajouter 8 à 10 % d’hydrogène à l’argon protecteur pour augmenter l’efficacité thermique de l’arc plasma. Lors du soudage d’acier à faible teneur en carbone, du dioxyde de carbone peut être ajouté à l’argon, lors du soudage de titane – hélium.

Les installations pour le procédé de soudage microplasma permettent de souder selon différents modes : polarité droite pulsée ou continue, impulsions bipolaires, polarité inverse continue. Le soudage par microplasma est utilisé avec succès dans la production d’un récipient ou d’un tuyau à paroi mince, le soudage de soufflets et de membranes sur des pièces dimensionnelles, la fabrication de bijoux et l’assemblage de feuilles..

Soudage à courant moyen

Le procédé de soudage à des courants moyens de 50 à 150 ampères a beaucoup en commun avec le procédé de soudage à l’arc sous argon avec une électrode en tungstène. Cependant, il est considéré comme plus efficace en raison de la zone de chauffage limitée et de la puissance d’arc élevée. En termes de caractéristiques énergétiques, un arc plasma occupe une position intermédiaire entre un arc ordinaire et un faisceau laser ou électronique.

Le soudage plasma à courant moyen garantit une pénétration plus profonde que le soudage à l’arc traditionnel avec des largeurs de soudure plus petites. En plus de la caractéristique énergétique, cela s’explique également par le niveau élevé de pression de l’arc sur les flaques de soudure, à la suite de laquelle l’épaisseur des intercalaires de métal liquide diminue sous l’arc et les conditions de transfert de chaleur dans la profondeur de la métal de base sont améliorés. Le principe du soudage plasma permet de travailler avec du fil d’apport.

Soudage à courant élevé

Le soudage à un courant de plus de 150 ampères a un effet encore plus important sur le métal, car un arc plasma à un courant de 150 ampères équivaut à un arc de 300 ampères lors du soudage de pièces avec une électrode non consommable. Un tel soudage plasma s’accompagne d’une pénétration absolue avec l’apparition d’un trou traversant dans la piscine. C’est comme couper les produits avec un soudage ultérieur.

Au dos des coutures, le métal est maintenu en place par tension superficielle. Les plages de modes sont très limitées, car des brûlures peuvent se produire pendant le soudage. Le soudage plasma nécessite une culture de production élevée, le respect des technologies de pièce et d’assemblage, une mise à disposition soignée des conditions de refroidissement des machines de soudage plasma et des exigences de leur fonctionnement. Même des violations mineures du mode de refroidissement de la torche à plasma dues à la température élevée et au petit diamètre de la buse provoquent sa destruction..

Le soudage plasma à haute intensité est utilisé dans les aciers alliés et à faible teneur en carbone, les alliages d’aluminium, le cuivre, le titane et d’autres matériaux. Cette procédure dans de nombreux cas peut réduire considérablement les coûts associés à la préparation des bords, améliorer la qualité des coutures et augmenter la productivité..

Machine de soudage au plasma

À l’heure actuelle, plusieurs types de machines à souder sont disponibles pour les consommateurs. Le premier d’entre eux est le soudage électrique à l’aide d’un transformateur de soudage. Cependant, on pense que cette méthode a déjà dépassé son utilité. Le deuxième type d’appareil est un onduleur de soudage, un appareil assez simple, fiable et courant pour le soudage à l’arc électrique. La troisième est la machine de découpe plasma la plus avancée et la plus technologiquement avancée.

Les professionnels expérimentés et les artisans privés essaient d’utiliser uniquement un appareil à plasma pour le soudage et la fusion des métaux. Vous pouvez vous familiariser avec cette technique en visionnant une vidéo sur le soudage et le coupage plasma d’alliages et de métaux. Lorsque vous utilisez une machine de soudage plasma dédiée à la maison, vous remarquerez qu’il y a peu de déchets et une vitesse de travail élevée..

Pour faire fonctionner une machine à souder au plasma, seul un jet d’air comprimé et d’électricité sont nécessaires, et si un compresseur est utilisé, uniquement de l’électricité. En fonctionnement, un tel équipement nécessite le remplacement de la buse du plasmatron et de l’électrode, tandis que les dispositifs de traitement oxy-combustible des métaux doivent être périodiquement remplis à l’aide de bouteilles de gaz re-certifiées et d’additifs..

L’arc plasma est généralement placé dans un dispositif spécial pour le soudage au plasma – une torche à plasma. La surface de la torche à plasma est refroidie de manière intensive et continue par un courant d’eau. La section d’arc après compression diminue et la quantité d’énergie dépensée par unité de surface (la puissance du flux de plasma) augmente.

Il existe deux types de jet de plasma – à action directe ou indirecte. Dans le premier cas, les points actifs de la chaîne sont situés sur le tuyau et l’électrode en tungstène ; dans le second cas, ils peuvent être situés sur l’électrode en tungstène, sur les surfaces intérieures et latérales de la buse. Les gaz plasma protègent les tuyaux métalliques de l’air.

Il est préférable de travailler avec un plasmaphone dans un grand garage ou dans la rue, indépendamment du fait que le soudage plasma est l’un des types de soudage les plus sûrs. Le seul inconvénient de cette méthode est le poids et le coût du soudage plasma et de l’équipement..

Soudage plasma bricolage

La technologie de soudage plasma diffère considérablement des autres types de soudage. Pour ce faire, vous aurez besoin de fil d’apport, d’une soudeuse plasma avec laquelle travailler et d’électrodes.

Avant le travail, il est nécessaire d’affûter une électrode en forme de cône avec un angle de l’ordre de 28-30 degrés. Cette partie conique de l’électrode doit atteindre 5 à 6 diamètres. La pointe du cône doit être émoussée de 0,2 à 0,5 millimètre. Lors de l’installation de l’électrode, il est recommandé de s’assurer que l’axe de sa symétrie coïncide avec l’axe de symétrie des buses de formation de plasma..

Le joint de soudure doit être coupé de la même manière que pour le soudage à l’arc sous argon. Les bords, les bords et les extrémités du métal doivent être nettoyés avec une brosse en acier sur une largeur de 3 centimètres. Si vous coupiez du métal avec du plasma, vous devez nettoyer la surface coupée à une profondeur d’au moins 1 millimètre. S’il y a des fissures sur la surface coupée, il est nécessaire de la nettoyer avant d’éliminer le défaut et de dégraisser les zones nettoyées avec un solvant.

Dans les tôles à souder, il ne doit pas y avoir d’espaces supérieurs à 1,5 millimètre. Si possible, vous devez les fixer avec des dispositifs d’assemblage et des dispositifs de manière à ce que les axes des articulations coïncident complètement. À l’aide d’électrodes enrobées, appliquez le point d’amure de manière à ce que le matériau d’amorçage affleure le métal de base des pièces. Si nécessaire, nettoyez les zones de l’amure. La qualité des points d’amure et de la soudure principale doit être la même.

Si vous souhaitez savoir comment effectuer un soudage au plasma, n’oubliez pas qu’il est recommandé d’effectuer la procédure en courant continu. Le gaz de protection doit être appliqué sur la zone de soudage 5 à 20 secondes avant le processus d’amorçage de l’arc. Il peut être éteint 10 à 15 secondes après la procédure d’interruption de l’arc de soudage. Gardez la torche à plasma à pas plus de 1 centimètre du produit. Ne pas interrompre l’arc si possible pendant tout le processus de soudage. Si cela se produit, il vaut la peine de retirer la couture à une distance de 15 millimètres jusqu’au point de rupture. Continuer à créer une soudure doit également être commencé à l’avance..

Lors du soudage, ne pas surchauffer le métal. Si le matériau est encore chauffé à une température supérieure à 100 degrés Celsius, vous devez faire une pause ou refroidir le métal avec de l’air comprimé. Pour obtenir des soudures de haute qualité avec la technique de pénétration traversante, déplacez la torche uniformément et régulièrement, comme dans une machine automatique..

Pour créer des soudures de la forme correcte, il est nécessaire d’effectuer un soudage au plasma avec un matériau d’apport d’un diamètre de 1,5 millimètre et plus. Le fil d’apport et la torche doivent être exposés à certaines vibrations, d’une amplitude de 2 à 4 millimètres. Veiller à ce que l’extrémité du fil à fondre ne s’échappe pas de la zone de gaz de protection. Par conséquent, il ne doit pas être introduit trop brutalement dans le bain de soudage. À la fin de la couture, il est recommandé de sceller le carter soudé avec une goutte de métal en fusion, tout en reculant ou en coupant l’arc.

Le soudage plasma est essentiellement un procédé technologique qui repose sur l’extraction et l’utilisation du plasma. Lors du soudage, le gaz est utilisé comme source principale qui, par une exposition à des températures élevées pendant une courte période, contribue à la formation de plasma. Le prix du soudage plasma vous ravira. De plus, la procédure est sans danger pour la vie humaine, car des bouteilles d’oxygène dangereuses ne sont pas utilisées dans le processus, mais de l’air comprimé.