Qu'est-ce que le coupage plasma ?

Introduction au coupage plasma

En plus des états solide, liquide, gazeux, il existe un quatrième état de la matière, le plasma. Le plasma est simplement une colonne de gaz surchauffée pouvant être utilisée pour effectuer une découpe à travers les métaux.

Les torches plasma fonctionnent en utilisant de l'air comprimé ou des gaz comprimés, tels que l'azote, pour ioniser et créer du plasma. En règle générale, les gaz sont introduits dans la machine et, après avoir été en contact avec l'électrode, s'ionisent et créent plus de pression. Les gaz propulsent ensuite un flux ou une colonne de plasma pur assez chaud pour couper les matériaux.

Pour le coupage plasma, une buse en cuivre est généralement utilisée pour concentré le flux de gaz sur l'arc pilote qui le traverse. L'arc pilote passe d'une électrode dans la torche au matériau à couper. C'est ce qu'on nomme « l'arc transféré ». Bien qu'il existe également des arcs « non transférés », ceux-ci ne sont généralement pas utilisés pour la découpe.

Outre la buse, l'électrode est généralement elle aussi en cuivre, mais possède un insert métallique au point de fixation de l'arc. Sans cet insert, le cuivre fondrait trop rapidement.

Dans de nombreux cas, un insert en tungstène est utilisé dans l'électrode du découpeur plasma. Ceux-ci peuvent résister à des températures très élevées avec un minimum de fusion ou d'érosion. Certaines torches plus petites utilisent une électrode de style « crayon » entièrement en tungstène avec une extrémité tranchante.

Cependant, en présence d'oxygène, le tungstène brûle rapidement. Si de l'oxygène ou de l'air comprimé est utilisé, l'insert est fabriqué en hafnium. Le hafnium dure beaucoup plus longtemps en présence d'oxygène et a un point de fusion très élevé, mais s'use toujours un peu à chaque début d'arc.

Avantages du coupage plasma

Le coupage plasma offre divers avantages. Vous pouvez couper tous les matériaux conducteurs, y compris la tôle et les métaux non ferreux, et obtenir une excellente qualité de coupe pour des épaisseurs allant jusqu'à 50 mm. L'épaisseur maximale des coupes est de 150 mm.

En outre, le coupage plasma offre l'approche la meilleure et la plus rentable pour couper l'acier inoxydable et l'aluminium d'épaisseur moyenne, que le système soit portatif ou monté sur une machine CNC. Il coupe généralement rapidement et avec un minimum de ralentissement, offrant une coupe lisse et une saignée plus étroite.

Comme le préchauffage n'est pas nécessaire, vous pouvez économiser du temps et de l'argent, et également atteindre des vitesses élevées, en particulier sur les métaux plus minces. Le coupage plasma offre également de meilleures performances lorsqu'il s'agit de couper des métaux empilés.

Lorsque vous travaillez avec différentes formes, angles, tubes ou canaux, le coupage plasma est à la fois plus précis et plus rapide. Il est également plus facile à utiliser que de nombreux autres types de systèmes de découpe nécessitant un nettoyage minimal. Il ne nécessite pas de stockage ou de gaz explosifs avec une flamme nue, il est donc également plus sûr.

Gaz utilisés dans le coupage plasma

L'oxygène est utilisé dans une torche plasma pour la même raison qu'il est utilisé dans une torche à acétylène. L'oxygène dans le flux plasma réagit avec l'acier doux. La réaction chimique entre l'oxygène dans le gaz plasma et le métal de base contribue à augmenter la vitesse de coupe et à améliorer la qualité des bords.

Étant donné que l'oxygène ne réagit pas comme l'acier inoxydable ou l'aluminium, des gaz moins coûteux peuvent être utilisés pour ces métaux. On peut notamment utiliser l'azote ou de l'air comprimé, qui est souvent principalement de l'azote.

D'autres gaz spéciaux sont parfois utilisés à d'autres fins. Le gaz argon, par exemple, est utilisé avec le marquage plasma, qui utilise l'arc plasma pour créer une décoloration de surface. Un mélange d'argon et d'hydrogène peut être utilisé lors de la découpe d'acier inoxydable ou d'aluminium plus épais. Un mélange d'hydrogène et d'azote, ou de méthane et d'azote constitue une autre alternative lors de la découpe d'acier inoxydable plus mince.

Le choix du mélange à utiliser dépend de vos besoins. Chaque mélange a différents niveaux de qualité de coupe, ainsi que des prix et des exigences de manipulation variables.

Matériaux à couper avec le coupage plasma

Seuls les matériaux métalliques conducteurs d'électricité peuvent être utilisés lors des processus de coupage plasma. Cela inclut l'acier doux, l'acier inoxydable et l'aluminium. De nombreux autres métaux et alliages sont également conducteurs, tels que le cuivre, le laiton, le titane, le monel, l'inconel, la fonte et autres. Cependant, les températures de fusion de certains de ces métaux les rendent difficiles à couper avec un bord de bonne qualité.

Coupage plasma contre oxycoupage

Le processus de coupage plasma est généralement considéré comme une alternative à l'oxycoupage. Le processus de coupage plasma diffère en ce qu'il fonctionne en utilisant l'arc pour faire fondre le métal. En revanche, le processus d'oxycoupage utilise l'oxygène pour oxyder le métal et la chaleur de la réaction exothermique pour faire fondre le métal.

D'une manière générale, l'oxycoupage est adapté pour les métaux plus épais et peut couper l'acier de six à 12 pouces. Certains systèmes peuvent même couper de l'acier jusqu'à 20 pouces d'épaisseur. Ils ne nécessitent pas non plus d'électricité, ce qui signifie qu'ils constituent une bonne alternative lors d'un coupage sur le terrain. En outre, les torches d'oxycoupage peuvent non seulement couper, mais aussi souder, braser, souder, chauffer et gouger.

Coupage plasma contre Coupage laser

Le coupage laser tire parti des dernières avancées en matière de technologie de coupage thermique. Avec cette technologie, un faisceau laser est généré dans une cavité de résonateur d'un système de coupage laser. Lors du coupage et du soudage, le faisceau laser est guidé à travers un système de chemin de faisceau jusqu'à la tête de coupe.

Avec le coupage plasma, vous ne pouvez couper que du métal. Cependant, le coupage laser vous offre la possibilité de couper tout type de matériau. Il est également extrêmement précis, car il exploite la puissance de la lumière optique. Bien ils permettent d'effectuer des coupes plus précises et détaillées, les lasers sont également beaucoup plus chers que les autres découpeurs industriels, tels que les découpeurs plasma.

Devez-vous choisir le coupage plasma ?

Lorsqu'il s'agit de couper du métal, chaque système, y compris le coupage plasma, présente des avantages et des inconvénients. La détermination de la solution la mieux adaptée dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment le type et l'épaisseur du métal coupé, l'emplacement de la tâche, le budget et les ressources énergétiques disponibles.