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Tomás Barbosa
Directeur de produits sur Guzeros

Technologie de découpe plasma

Brève histoire de la technologie du plasma

L'histoire de la technologie du plasma dans les applications industrielles remonte aux années 1950 lorsqu'elle a été reconnue pour la première fois comme un processus de coupe potentiel. Cependant, ce n'était pas’T jusqu'en 1968, une percée importante s'est produite. Dick Couch a introduit l'injection d'eau radiale, une technologie de buse brevetée qui a resserré l'arc de plasma. Cette innovation a augmenté la densité d'énergie et amélioré le refroidissement, permettant des vitesses de coupe plus rapides et des coupes de meilleure qualité.

Comprendre la coupe du plasma

Définition de la coupe du plasma

La coupe du plasma est un processus de coupe thermique qui utilise un arc plasmatique à haute température pour fondre à travers des matériaux conductrices électriquement. Ce processus peut couper une large gamme de métaux, y compris l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, etc.

Comment fonctionne la coupe du plasma

Une machine à découper à plasma, ou coupe-plasma, fonctionne en forçant un gaz (comme l'azote, l'oxygène, l'argon ou même l'air) à travers une buse étroite. Un courant électrique est ensuite ajouté à ce débit de gaz, l'ionisant et le transformant en plasma. Cet arc plasmatique, qui peut atteindre des températures allant jusqu'à 40 000 ° F (22 000 ° C), est ensuite dirigée vers la pièce. La chaleur intense du plasma fait fondre le métal, et le jet à gaz à grande vitesse souffle le métal fondu, créant une coupe propre.

Types de coupe de plasma

Électrode Plasma à gaz Ajutage + -

Il existe plusieurs types de coupe de plasma, chacun avec ses propres avantages:

  1. Coupe de plasma conventionnel: Il s'agit de la forme la plus élémentaire, utilisant généralement de l'azote ou de l'air comme gaz plasma. Il’S rentable mais peut ne pas produire les coupes de la plus haute qualité.
  2. Coupe de plasma haute définition: Également connu sous le nom de coupe à arc plasmatique à haute tolérance (HTPAC), cette méthode utilise des conceptions de buse avancées et un confinement magnétique sur le champ pour créer un arc plus ciblé. Il en résulte des coupes de précision plus élevées et une largeur de kerf réduite.
  3. Coupure de plasma d'injection d'eau: Ce processus introduit radialement de l'eau autour de l'arc de plasma, le constructant davantage. Cela conduit à des températures plasmatiques plus élevées, à des vitesses de coupe plus rapides et à une qualité de coupe améliorée.
  4. Couper plasma du linceul d'eau: Contrairement à l'injection d'eau, cette technique entoure l'arc avec un linceul d'eau en cascade. Ça ne fait pas’t Améliorer la qualité de la coupe mais réduit les niveaux de bruit et améliore la durée de vie des buses.
  5. Coupe à double gaz: Cette technique utilise un gaz plasma primaire et un gaz de blindage secondaire. Le gaz secondaire aide à restreindre l'arc et à souffler des scories foncières, ce qui entraîne des coupes plus propres.

Technologie de coupe du plasma

Composants d'un coupe-plasma

Un système de découpe de plasma typique se compose de plusieurs composants clés:

  1. Alimentation électrique: Convertit la puissance AC en puissance CC et régule le courant.
  2. Torche à plasma: Crée et maintient l'arc de plasma.
  3. Électrode: Fournit la connexion électrique pour l'arc.
  4. Ajutage: Restreint et concentre l'arc du plasma.
  5. Système d'alimentation en gaz: Livre le gaz plasma et parfois un gaz de blindage secondaire.
  6. Contrôleur CNC (pour les systèmes automatisés): contrôle le mouvement de la torche.

Paramètres de coupe de plasma

Un réglage de réglage approprié est crucial pour les performances de coupe optimales. Les paramètres clés comprennent:

  • Intensité de courant: Détermine l'épaisseur du matériau qui peut être coupé et affecte la vitesse de coupe.
  • Tension: Influence la forme de l'arc du plasma et la qualité de la coupe.
  • Pression de gaz: Affecte la vitesse et la qualité de la coupe.
  • Vitesse de coupe: Doit être équilibré avec d'autres paramètres pour des résultats optimaux.

Méthodes de démarrage de l'arc

Il existe trois méthodes de départ de l'arc principal:

  1. Démarrage à l'arc non pilote à haute fréquence (HF): Utilisé dans les systèmes à faible coût, fonctionne bien pour la coupe manuelle mais peut interférer avec l'équipement électronique sensible.
  2. Arc pilote HF: Similaire à HF Start mais fournit un arc pilote pour un transfert plus facile à la pièce.
  3. Arc de retour mécanique: Utilisé dans les systèmes avancés, il n'est pas’t Utilisez le courant HF, ce qui le rend adapté aux applications CNC.

Applications de la coupe du plasma

Industries utilisant la coupe du plasma

La technologie de coupe du plasma a trouvé des applications dans un large éventail d'industries en raison de sa polyvalence, de sa vitesse et de sa précision. Certaines industries clés comprennent:

  1. Fabrication d'acier
  2. Industrie automobile
  3. Aérospatial et l'aviation
  4. Construction navale
  5. Construction
  6. Industrie de la défense
  7. Chemin de fer
  8. Secteur de l'énergie
  9. HVAC et Fabrication de métaux
  10. Œuvre d'art et signalisation

Applications de coupe spécifiques

La coupe du plasma n'est pas’t à peu près les coupes droites. Il peut effectuer une variété de tâches de coupe spécialisées:

  • Coupe de biseau: Création des bords inclinés pour la préparation de soudure.
  • Gougeage: Retirer le matériau sans couper la pièce.
  • Coupure de trou: Création de trous précis, souvent avec des technologies comme Hypertherm’S True Hole®.
  • Coupe de fonctionnalités fines: Couper des conceptions complexes et de petits détails.
  • Marquage: Utilisation de puissance réduite pour marquer les pièces sans couper.

Avantages de la coupe du plasma pour les fabricants

La coupe de plasma offre plusieurs avantages importants:

  1. Excellente qualité de coupe et polyvalence: Le plasma peut couper un large éventail de matériaux conducteurs à haute précision.
  2. Vitesse: La coupe du plasma est nettement plus rapide que les méthodes traditionnelles comme la coupe oxy-carburant, en particulier sur les matériaux plus minces.
  3. Rentabilité: Bien que les coûts initiaux de l'équipement puissent être plus élevés, la vitesse et la polyvalence de la réduction du plasma entraînent souvent une baisse des coûts d'exploitation globale.
  4. Sécurité: La coupe du plasma est généralement plus sûre que la coupe oxy-carburant comme elle ne le fait pas’T nécessite des gaz inflammables.
  5. Zone minimale touchée par la chaleur: La nature focalisée de l'arc du plasma entraîne une distorsion de matériau moindre.

Coupe du plasma contre d'autres méthodes

Par rapport à d'autres méthodes de coupe, le plasma se présente souvent:

Plasma vs coupe oxy-combustible

AspectCoupure de plasmaCoupure de combustible oxy
VitessePlus rapide, en particulier sur les matériaux plus mincesPlus lent, meilleur pour les matériaux très épais
PrécisionPrécision plus élevéePrécision inférieure
Gamme de matériauxTous les métaux conducteursLimité aux métaux ferreux
Coût initialPlus hautInférieur
Coût de fonctionnementInférieurPlus élevé (coûts de gaz)
SécuritéPlus sûr (pas de gaz inflammables)Nécessite une manipulation soigneuse des gaz

Manuel vs coupe automatisée du plasma

La coupe de plasma manuelle est excellente pour les tâches non répétibles où la précision coupée est’t vital. Il’est plus portable et nécessite moins d'espace. Cependant, les systèmes automatisés, y compris CNC et les coupeurs de plasma robotiques, offrent une précision et une cohérence plus élevées, en particulier pour les coupes complexes ou répétitives.

Machines de découpe de plasma CNC par rapport aux coupeurs de plasma Cobot

La coupe du plasma CNC est inestimable pour la production à haut volume, offrant une précision et une productivité. Cependant, cela nécessite une programmation complexe. Les coupeurs de plasma Cobot (Robot Collaborative) sont plus faciles à utiliser et plus flexibles, ce qui les rend idéaux pour la coupe à mix élevé / à faible volume et les géométries complexes.



Équipement de coupe du plasma

Types de machines à découper plasma

  1. Coupes à plasma à main
  2. Tables de coupe à plasma CNC
  3. Systèmes de découpe de plasma robotique
  4. Machines de coupe de tuyaux et de tubes

Comment choisir le bon coupe-plasma

Tenez compte des facteurs tels que:

  • Type de matériau et épaisseur
  • Qualité de coupe requise
  • Volume de production
  • Espace disponible
  • Budget

Considérations de coûts

Les coûts d'équipement de réduction du plasma peuvent aller de quelques milliers de dollars pour les petites unités portables à plus de 100 000 $ pour les grands systèmes CNC industriels. Tivre des coûts continus tels que les consommables, le gaz et l'entretien.

Logiciel et automatisation de coupe de plasma

La coupe de plasma moderne implique souvent un logiciel sophistiqué pour la conception, la nidification et le contrôle de la machine. Le logiciel de nidification CAD / CAM peut optimiser l'utilisation des matériaux et couper les chemins, tandis que le logiciel de contrôle CNC gère le processus de coupe lui-même.

Matériaux compatibles avec la coupe du plasma

La coupe de plasma fonctionne avec tout matériau conducteur électrique, notamment:

  • Acier doux
  • Acier inoxydable
  • Aluminium
  • Cuivre
  • Laiton
  • Fonte

L'épaisseur du matériau peut aller de la tôle mince aux plaques de plus de 1 pouce d'épaisseur, selon la puissance du coupe-plasma.

Meilleures pratiques pour la coupe du plasma

  • Assurer des mesures de sécurité appropriées, y compris la protection des yeux et de l'oreille
  • Maintenir une bonne hauteur de torche et une vitesse de voyage
  • Gardez les consommables propres et remplacez-vous lorsqu'il est porté
  • Utilisez le gaz et la pression corrects pour la coupe du matériau
  • Maintenir et calibrer régulièrement votre équipement

Selon la puissance du système, le plasma peut couper des matériaux jusqu'à 4 pouces d'épaisseur, bien qu'il soit le plus souvent utilisé pour les épaisseurs jusqu'à 1 pouce.

Bien que la coupe du plasma soit généralement sûre lorsque des précautions appropriées sont prises, elle implique des températures élevées et de l'électricité. Suivez toujours les directives de sécurité et portez un équipement de protection approprié.

La coupe du plasma nécessite que le matériau soit électriquement conducteur, il ne peut donc pas couper des matériaux non conducteurs comme le bois ou le plastique.

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