Soudage à l’arc plasma : Les avantages du soudage PAW

PAW est un procédé de soudage à l'arc qui utilise une électrode non consommable en tungstène ou en alliage de tungstène, un peu comme le GTAW.

Le soudage à l'arc plasma (PAW) est souvent négligé lorsqu'un procédé de soudage par fusion doit être sélectionné pour des applications à haute intégrité telles que celles trouvées dans les industries médicale, électronique, aérospatiale et automobile.

Ce procédé a été négligé car il est plus complexe et nécessite un équipement plus coûteux que les autres procédés à l'arc et parce que les soudeurs souhaitent des vitesses de soudage accrues telles que celles trouvées avec le soudage par faisceau laser (LBW). Cependant, les constructeurs automobiles se sont tournés vers PAW pour un certain nombre d'applications, notamment les panneaux de carrosserie et les composants du système d'échappement.

Le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW), également connu sous le nom de soudage au tungstène inerte (TIG), est couramment utilisé pour les soudures de haute qualité à des vitesses plus lentes, tandis que le LBW est souvent sélectionné pour le soudage à plus grande vitesse.

Le PAW offre parfois une vitesse de soudage supérieure à celle du GTAW à un coût inférieur à celui du LBW, et il s'agit peut-être du procédé le plus efficace pour de nombreuses applications. Il s'agit notamment du soudage de soufflets extensibles en acier inoxydable, où le PAW est plus tolérant au désalignement des joints que le LBW et offre une meilleure pénétration que le GTAW ; souder des aciers revêtus comme ceux utilisés dans les systèmes d'échappement automobiles ; et soudage en mode trou de serrure pour réaliser des soudures à pénétration totale dans un matériau relativement épais en un seul passage.

PAW est un procédé de soudage à l'arc qui utilise une électrode non consommable en tungstène ou en alliage de tungstène, un peu comme le GTAW.

La principale différence entre ces deux procédés de soudage est que dans le PAW, l'électrode est encastrée dans une buse qui sert à resserrer l'arc. Le gaz plasmagène est ionisé dans la buse constrictive et sort de la buse à grande vitesse.

Le gaz plasma à lui seul n'est pas suffisant pour protéger le bain de soudure fondu de l'atmosphère, c'est pourquoi du gaz de protection est fourni autour de la colonne de plasma, comme avec GTAW. Le débit du gaz plasmagène est bien inférieur à celui du gaz de protection afin de minimiser les turbulences.

La forme conique d'un arc au tungstène gazeux nécessite l'utilisation d'un équipement de contrôle de la longueur de l'arc (ALC) ou de contrôle de la tension de l'arc (AVC) pour le soudage automatisé afin de garantir une taille de point et une densité d'énergie constantes.

L'arc resserré dans PAW donne un arc beaucoup plus en forme de colonne. Cela minimise l'effet de la variation de la longueur de l'arc sur la densité énergétique et minimise le besoin d'ALC ou d'AVC.

Un autre avantage de l'encastrement de l'électrode dans une buse est que la contamination de l'électrode est minimisée. Une électrode peut généralement durer pendant toute une période de production sans avoir besoin d'être rectifiée.

Une autre caractéristique unique de PAW est la façon dont l'arc est initié. Le courant haute fréquence (HF) est généralement utilisé pour établir un arc pilote entre l'électrode et la buse en cuivre. HF est désactivé après le démarrage de l’arc pilote. Le courant de l'arc pilote est généralement fixé à un niveau ou peut être réglé à l'un des deux niveaux, généralement entre 2 et 15 ampères.

Pour le soudage, l’arc est transféré à la pièce qui devient partie intégrante du circuit électrique. Étant donné que l'arc est établi avant de réaliser une soudure, les démarrages de l'arc de soudage ont tendance à être très fiables.

L'arc pilote reste allumé une fois le soudage terminé et la torche est prête à réaliser la soudure suivante sans avoir besoin de HF supplémentaire. Cela peut être bénéfique lors du soudage dans des applications automatisées dans lesquelles le bruit électromagnétique provenant des HF peut interférer avec les contrôleurs de processus informatisés. L'un des effets secondaires de l'arc pilote est que les torches à plasma doivent être refroidies par eau, même pour les applications à faible courant.

Il existe trois modes de fonctionnement différents pour le PAW, déterminés par le niveau du courant de soudage. Le courant de soudage au microplasma varie de moins de 0,1 ampère à environ 20 ampères.

Le courant de soudage au plasma à courant moyen ou en mode fusion varie généralement de 20 à 100 ampères. Le courant de soudage au plasma élevé est supérieur à 100 ampères et est généralement effectué en mode trou de serrure, similaire au LBW ou au soudage par faisceau d'électrons (EBW).

La combinaison d'un courant élevé et d'un flux de gaz plasma crée un trou dans le matériau, et le métal en fusion s'écoule derrière le trou mobile pour créer le cordon de soudure. Lors du soudage en mode trou de serrure, le débit du gaz plasmagène doit être soigneusement contrôlé pour réaliser une soudure. Un débit légèrement plus élevé soufflera le métal en fusion et entraînera une coupe.