Découpeur de plasma

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU COUPAGE PLASMA

Sur quel principe est basé le procédé de découpe Plasma ?

Cette méthode de découpe utilise un jet de plasma créé lorsque l’air, l’oxygène, l’azote ou l’argon injecté à haute pression est soumis à une chaleur intense générée par une source d’énergie.

Cette chaleur ionise l’air ou le gaz et transforme ainsi les molécules en un plasma conducteur électriquement.

Comment fonctionne un plasma de découpe ?

Le système de coupe au plasma est constitué d’une source de courant, d’une torche plasma, d’une source d’énergie électrique et d’un circuit de commande.

Lorsque la commande de la torche est actionnée, l’air ou le gaz comprimé est acheminé et canalisé au travers d’une buse, créant ainsi un flux de plasma à une température pouvant atteindre 30.000 °C. Ce jet, dirigé vers la pièce à découper, la chauffe très localement et la transperce instantanément.

Lorsque le plasma est alimenté par un gaz sous forte pression, le métal en fusion est alors soufflé hors de la ligne de coupe, permettant ainsi d’obtenir une découpe nette et précise.

Utilisations les plus courantes d’un découpeur plasma

Selon leur puissance, les systèmes de découpe plasma peuvent découper de très fines comme de très grosses épaisseurs et gouger des soudures dans le but de séparer des pièces.

Tous les matériaux conducteurs tels que les fontes, les aciers au carbone et les aciers inoxydables, les duplex, l’aluminium, le cuivre et ses alliages peuvent être coupés avec un découpeur plasma.

Le découpeur plasma est très utilisé dans l’industrie de la tôlerie, de la construction, dans l’automobile et dans la réparation navale et industrielle. Il est également très utilisé dans les secteurs nécessitant des découpes de précision comme la fabrication d’objets d’art.

LES DIFFÉRENTS TYPES D'ÉQUIPEMENT AU PLASMA

Machines de découpe au plasma manuelle

C’est l’opérateur qui manipule la torche au gré des travaux à réaliser. Les machines plasma sont généralement mobiles et souvent utilisées hors atelier pour des travaux de découpe sur les chantiers.

Machines de découpe au plasma semi-automatiques

C’est toujours l’opérateur qui déclenche la mise en action du plasma par l’intermédiaire d’une commande indépendante de la torche.

La torche est habituellement installée sur un support fixe et c’est la pièce qui est mobile et tourne autour de la torche. La torche peut aussi être installée sur un chariot mobile.

Machine de découpe au plasma avec commande CNC

La commande CNC est une commande déportée du plasma piloté par un ordinateur.

La torche automatique installée sur une table de découpe se déplace en trois dimensions au gré de la définition des paramètres enregistrés sur le logiciel de l’ordinateur.

Il s’agit de machines de découpe plasma entièrement automatisées utilisant des commandes numériques pour déterminer les mouvements de déplacement de la torche et les paramètres de coupe en fonction des épaisseurs et des plans de coupe déterminés par le logiciel.

Ces machines sont généralement utilisées pour des découpes de pièces en série dont les dimensions sont adaptées à celles de la table supportant la pièce à découper.

AVANTAGES AU DÉCOUPEUR PLASMA PAR RAPPORT AU CHALUMEAU

Domaines d’application

Le découpeur plasma et le chalumeau coupeur sont deux méthodes de découpe dans l’industrie métallurgie. Le choix de l’un ou de l’autre dépend des applications. Le démantèlement de grosses pièces en acier par exemple relève du chalumeau coupeur alors que le plasma sera utilisé pour la découpe de pièces en acier inoxydable.

Les lieux sensibles où l’utilisation de gaz combustibles n’est pas acceptée vont privilégier le découpeur plasma.

Vitesse de coupe du découpeur plasma plus grande

La vitesse de coupe du découpeur plasma est généralement plus rapide que celle d’un chalumeau pour des épaisseurs faibles à moyennes.

Cette vitesse d’avancement devra être modulée selon la dureté du métal et son épaisseur ainsi que de la puissance du découpeur plasma.

Le découpeur plasma est plus précis que le chalumeau coupeur. Les coupes sont plus nettes avec des bords plus propres.

Moins de déformations avec le découpeur plasma

Le découpeur plasma génère moins de chaleur que le chalumeau avec une zone de chauffe beaucoup plus concentrée.

Moins d’échauffement réduit considérablement la déformation des pièces à découper.

Capacité du découpeur plasma à découper différents matériaux

Le découpeur plasma est plus polyvalent que le chalumeau coupeur ; contrairement au chalumeau, il coupe tous les matériaux conducteurs.

Contrairement au découpeur plasma et à la découpe thermique, le chalumeau coupeur nécessite une oxydation préalable du matériau par chauffe prolongée avant d’engager la coupe.

QUELS CRITÈRES INFLUENCENT LE CHOIX D’UNE MACHINE PLASMA

La contrainte de l’alimentation électrique

C’est le premier critère dont il faut tenir compte puisqu’il va influencer la capacité de la machine. Deux tensions possibles 230 Volts monophasés et 400 Volts triphasés.

Le courant d’entrée délivré par le fournisseur d’accès de l’électricité varie de 16 à 20 Ampères pour une tension d’alimentation de 230 Volts. Ce courant d’alimentation varie de 13 à 64 Ampères pour une tension d’alimentation de 400 Volts.

La puissance de la machine sera limitée par ces deux facteurs que sont la tension d’alimentation et le courant maximum supporté.

La puissance maximum délivrée par la machine de découpe au plasma

Selon la formule consacrée P=U x I, la puissance (exprimée en Watt) est égale à la tension d’alimentation (exprimée en Volts) multipliée par l’intensité délivrée par le secteur d’alimentation électrique (exprimée en Ampères).

Nonobstant la tension d’alimentation, il est inutile de choisir une machine puissante pour réaliser des travaux de découpe plasma si elle fait disjoncter ou s’il faut l’utiliser à 30% de sa capacité maximum puisque les pièces de la torche plasma sont calibrées selon les capacités de la machine.

Le débit et la pression d’air pour la découpe au plasma

Le couple débit/pression de l’air qui alimente le plasma varie selon les constructeurs et les machines. Il en est de même pour les machines semi-automatiques ou commandées par CNC alimentées par du gaz.

Un débit ou une pression insuffisante entrainera un dysfonctionnement de la machine et une mise en sécurité.

Des fonctions étendues pour une plus grande polyvalence du découpeur plasma

Les découpeurs au plasma Hypertherm en particulier permettent de faire du « gougeage » ; ce qui signifie qu’il est possible de creuser des soudures pour séparer deux pièces proprement, de faire un chanfrein sur des pièces pour préparer un assemblage soudé.

La possibilité de percer directement en pleine tôle avec une très grande rapidité.

À l’aide d’un équipement approprié installé sur la torche de découpe au plasma, il est désormais possible de couper dans des endroits inaccessibles par un autre moyen, ou bien encore d’araser les soudures pour rendre plane la surface affectée par la soudure.

Hypertherm à la possibilité sur ses machines d’installer un équipement spécial permettant de découper des pièces assemblées à 90° par exemple sans ne laisser aucun talon contrairement à la découpe au chalumeau.

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