Comment fonctionne la découpe au plasma ?

Le processus de soudage des métaux produit une grande quantité de chaleur. Afin de contrôler cette chaleur et de découper correctement une pièce métallique, on utilise souvent des machines de découpe à cet effet. L’une de ces machines est le découpage au plasma, qui fonctionne sur le principe du flux d’impulsions de jet à grande vitesse. Cela signifie qu’elle utilise l’énergie du plasma pour enlever certaines quantités de métal des bords de la pièce à usiner par son état surchauffé. Dans cet article, nous allons voir comment fonctionne exactement la découpe au plasma

Qu’est-ce que le plasma ?

Le plasma est un quatrième état de la matière dans lequel les électrons ont été arrachés aux atomes ou aux molécules en raison d’une température très élevée. Le plasma peut être créé en chauffant n’importe quel gaz jusqu’à ce qu’il devienne extrêmement chaud et conducteur d’électricité, de manière à former des particules de plasma C’est la même chose que le fonctionnement d’une enseigne au néon la nuit.

Lorsque l’électricité traverse le gaz, celui-ci devient extrêmement chaud et émet de la lumière. Ce type de gaz est appelé gaz plasma. Des arcs électriques se forment souvent à proximité de ce jet de plasma ou à la surface des matériaux métalliques lors du soudage, ce qui fait que ces métaux émettent une lumière blanche comme des éclairs. L’arc formé par la résistance électrique peut être vu dans la lueur blanche violacée émise par de nombreux types de décharges dans les gaz ; si cela est causé par une ionisation (en d’autres termes, si c’est suffisamment chaud), alors on les appelle généralement « plasma ». Le découpage au plasma utilise spécifiquement des jets de plasma pour découper des pièces métalliques comme des plaques d’acier ou des feuilles de fer dans les formes souhaitées par les clients.

Le découpage au plasma

Le découpage au plasma est un type de soudage au plasma, qui utilise de l’air comprimé pour injecter des gaz nobles dans la pièce à usiner. Le gaz à l’intérieur de la chambre à vide devient extrêmement chaud en raison de l’effet de rétrécissement de la buse sur sa trajectoire et se transforme alors en plasma. Les jets de plasma sont éjectés à grande vitesse grâce à cet air comprimé sous pression, ce qui permet de découper les tôles placées sur sa trajectoire. Un jet de plasma tranchant est utilisé car il nécessite moins d’énergie que d’autres outils pour couper différents matériaux. Comme il ne touche pas la surface du matériau, contrairement à la soudure oxyacétylénique ou à la soudure à la baguette, il n’est pas nécessaire de procéder à un préchauffage fastidieux avant la découpe, de sorte que vous pouvez commencer à souder immédiatement après avoir marqué votre pièce. L’équipement requis pour le découpage au plasma se compose principalement des éléments suivants pièces : compresseur, pompe à vide, régulateur de débit / vanne de contrôle du gaz / manomètre, tuyau haute pression (alimentation en air), découpeur plasma lui-même, buse et torche manuelle.

La première étape consiste à préparer votre pièce de manière à ce qu’elle puisse être découpée ; le matériau métallique ne glissera pas pendant la découpe. La meilleure façon de procéder est de marquer un côté du tube ou de toute autre pièce de forme irrégulière avec une ligne centrale pour assurer la précision de la découpe.

Veuillez noter que l’épaisseur de la tôle à découper doit être deux fois supérieure à l’épaisseur de départ du diamètre du trou de perçage (par exemple 1/8″ est utilisé pour un matériau de 3/16″). Vous devez donc percer des trous légèrement plus grands que les coupes prévues avant d’utiliser l’équipement de découpe au plasma . Si le découpeur au plasma ne parvient pas à effectuer une coupe complète, remplacez-le par une mèche légèrement plus grande et répétez le processus.

La buse située sur le dessus de la machine de découpe est remplacée par des buses de taille différente en fonction de l’épaisseur du métal que vous souhaitez découper ; par exemple, si vous devez découper une plaque d’acier de 10 mm d’épaisseur, utilisez une buse de grande taille 10 mm. À ce moment-là, vous devez également vérifier qu’il n’y a pas de fuite d’huile dans votre appareil et raccorder tous les tuyaux haute pression.

Commencer le découpage au plasma à partir d’un bord

Il est préférable de commencer le découpage au plasma à partir d’un bord, de sorte que seule une petite partie de la pièce soit endommagée au début, jusqu’à ce que vous puissiez facilement couper dans toute la dalle de matériau. Par exemple, si vous commencez simplement à partir du centre de la tôle d’acier, le processus sera arrêté lorsqu’il atteindra une zone plus étroite. En outre, vous n’avez pas à craindre de rayer ou d’endommager la surface de votre pièce avec les outils de découpe au plasma, car la plupart des pièces métalliques peuvent être découpées sans préchauffage ni refroidissement, contrairement aux autres techniques de soudage, de sorte que seule une petite partie de la pièce est endommagée au début jusqu’à ce que vous puissiez facilement couper la totalité de la plaque de matériau, par exemple si vous commenciez simplement à partir du centre de la tôle d’acier, ce processus serait arrêté lorsqu’il atteindrait une zone plus étroite

il n’y a donc pas lieu de s’inquiéter de rayer ou d’endommager la surface de votre pièce avec les outils de coupe, car la plupart des pièces métalliques peuvent être découpées sans préchauffage ni nettoyage.

Quel gaz utilisé pour un découpeur plasma ?

La découpe au plasma utilise un gaz comprimé comme source de chaleur. Les gaz les plus couramment utilisés sont l’oxygène, l’argon et le dioxyde de carbone. L’oxygène est le moins cher et le plus facile à utiliser, car on peut s’en procurer facilement dans les magasins ou les boutiques de fournitures de soudage. L’argon est plus cher que l’air et a une pression de vapeur beaucoup plus élevée ; cela signifie que vous aurez besoin d’un réservoir plus grand et d’un régulateur au minimum pour l’utiliser pour la découpe au plasma. Le dioxyde de carbone est encore plus cher et nécessite des réservoirs pour le stocker sous forme liquide (le dioxyde de carbone devient liquide à -80 °C).

Comment fabriquer du plasma froid ?

Dans le découpage au plasma froid, une tension plus faible est appliquée à la pièce et un débit de gaz plus élevé est utilisé. Cette méthode fonctionne bien lorsqu’il s’agit de découper des plaques de métal épaisses, alors que vous n’avez pas besoin de beaucoup de puissance pour les tôles fines. L’inconvénient de cette technique est qu’elle prend plus de temps que le découpage au plasma à chaud, car il faut plus de temps pour produire le vide nécessaire dans la machine.