La torche à arc à transfert de plasma (PTA) est la pièce maîtresse d'une machine à arc à transfert de plasma (PTA). Elle génère l'arc plasma et délivre la poudre d'alliage avec précision sur la zone de soudure. Sa structure et son principe de fonctionnement diffèrent de ceux d'une torche de soudage classique, offrant une précision et une stabilité supérieures.
1. Composants structurels
LeTorche de soudage PTAest principalement composé des parties suivantes :
Cathode (électrode en tungstène) : le composant central pour générer un arc plasma, généralement constitué d'un matériau en tungstène résistant aux hautes températures et à la corrosion.
Anode (buse) : guide l'arc plasma et concentre la colonne d'arc, généralement en cuivre pour améliorer la dissipation de la chaleur.
Système d'alimentation en poudre : utilisé pour alimenter uniformément la poudre d'alliage dans l'arc plasma, afin qu'elle fonde et se dépose sur la surface de la pièce.
Canal de gaz protecteur : l'argon ou l'hélium est généralement utilisé comme gaz plasma et gaz protecteur pour empêcher l'oxydation dans la zone de soudage.
Système de refroidissement : Le refroidissement par eau est utilisé pour assurer la stabilité de la torche de soudage pendant le fonctionnement à haute température.
2. Principe de fonctionnement
Étape d'amorçage de l'arc : une impulsion haute fréquence et haute tension génère un arc sans transfert entre l'électrode en tungstène et la buse (faible courant, amorçage de l'arc stable).
Formation d'arc plasma : gaz plasma (tel que l'argon) à travers la buse, par l'ionisation de l'arc à haute température en plasma à haute énergie, et à travers la buse jusqu'à la surface de la pièce, la formation de l'arc de transfert (l'arc principal).
Alimentation et fusion de poudre : la poudre d'alliage est alimentée uniformément dans la zone de l'arc plasma via le chargeur de poudre, instantanément fondue et pulvérisée sur la surface de la pièce pour former un revêtement dense.
Liaison métallurgique : la poudre fondue est liée métallurgiquement au matériau de base pour former une couche de revêtement à haute résistance et résistante à l'usure.
3. Caractéristiques et avantages
Densité énergétique élevée : colonnes d'arc longues et fines, températures élevées (jusqu'à 20 000 °C), contrôle précis de la profondeur de fusion et de l'épaisseur du revêtement.
Petite zone affectée thermiquement : réduit la déformation du substrat et les contraintes thermiques, améliore la stabilité dimensionnelle de la pièce.
Taux d'utilisation élevé des matériaux : le taux d'utilisation des matériaux en poudre est supérieur à 90 %, ce qui est économique.
Excellente qualité de revêtement : revêtement dense, sans porosité, haute résistance de liaison métallurgique, excellente résistance à l'abrasion et à la corrosion.
4. Matériaux et applications couramment utilisés
Matériaux en poudre d'alliage:poudre d'alliage à base de cobalt, de nickel, de fer, de carbure de tungstène et d'autres alliages résistants à l'usure et à la corrosion.
Domaines d'application typiques:
Pétrole et gaz : Revêtements résistants à l'usure et à la corrosion pour vannes, forets et corps de pompe.
Machines d'ingénierie : arbres, rouleaux, engrenages, renforcement et réparation de surfaces de moules.
Industrie métallurgique : surfaçage et réparation de cylindres, moules, sièges de soupapes et autres pièces.
5. Précautions d'emploi
Protection de l'électrode en tungstène : empêche l'oxydation et l'épuisement, prolonge la durée de vie de l'électrode.
Refroidissement de la buse : maintenez un bon effet de refroidissement par eau pour éviter les dommages dus à la surchauffe de la buse.
Stabilité de l'alimentation en poudre : assure une alimentation uniforme en poudre pour éviter une épaisseur de revêtement inégale ou des défauts de scories.
Protection de sécurité : fonctionnement à haute température et haute tension, doit être équipé de masques de protection, de gants et d'autres équipements de sécurité.
6. Comparaison avec d'autres méthodes de soudage
Avec le soudage à l'arc plasma (PAW) : le soudage PTA est principalement utilisé pour le revêtement et le renforcement de surface, tandis que le PAW est principalement utilisé pour le soudage par pénétration.
Comparaison avec le surfaçage laser : le soudage PTA est moins cher et applicable à une plus large gamme de matériaux ; cependant, le surfaçage laser a une zone affectée thermiquement plus petite et une précision plus élevée.
Avec la projection plasma : le soudage PTA est une liaison métallurgique, une résistance de revêtement élevée ; la projection plasma est une liaison mécanique, adaptée au revêtement en couche mince.
Date de publication : 19 février 2025