Installation; Les Bases Du Plasma - Forney 325P Operating Manual

Installation

Les bases du plasma

QU'EST-CE QUE LE PLASMA?
Une façon simple de décrire le plasma serait de dire qu'il s'agit du quatrième état de la matière.
Les trois états normaux de la matière sont solide, liquide ou gazeux. Pour l'eau, ces trois états sont la
glace, le liquide et la vapeur. La différence entre ces états tient à leurs niveaux d'énergie. Lorsqu'on
ajoute de l'énergie sous forme de chaleur à la glace, celle-ci fond et donne de l'eau. Lorsqu'on ajoute
plus d'énergie, l'eau s'évapore en hydrogène et en oxygène sous forme de vapeur. En ajoutant encore
plus d'énergie à la vapeur, ces gaz deviennent ionisés. Le processus d'ionisation fait en sorte que les
gaz deviennent conducteurs. Le gaz conducteur et ionisé est appelé plasma.
COMMENT LE PLASMA COUPE-T-IL LE MÉTAL?
Le processus de coupage plasma, utilisé dans la coupe de métaux conducteurs, utilise ce gaz
conducteur pour transférer l'énergie d'une source de courant électrique en passant par un chalumeau
plasma sur le matériel à couper. Ce système de coupage à l'arc plasma de base est composé d'une
source de courant, d'un circuit d'amorçage de l'arc et d'un chalumeau. Ces composants de système
fournissent l'énergie électrique, la capacité d'ionisation et le contrôle des processus nécessaires pour
rendre des coupes hautement efficaces et de grande qualité à partir d'une variété de matériaux
différents.
L'alimentation électrique est une source de courant continu (CC). La tension en circuit ouvert se trouve
typiquement entre 240 et 400 V CC. Le courant de sortie (intensité de courant) de la source de courant
détermine la capacité de vitesse et d'épaisseur de coupe du système. La fonction principale de la
source de courant est de fournir l'énergie appropriée pour maintenir l'arc plasma après l'ionisation.
Le circuit d'amorçage de l'arc est un circuit de générateur à haute fréquence produisant une tension en
c.a. entre 5 000 et 10 000 volts à environ 2 mégahertz. Cette tension est utilisée pour créer un arc de
haute intensité à l'intérieur du chalumeau pour ioniser le gaz, et ainsi produire le plasma.
Le chalumeau sert de porteur au consommable et à l'électrode et refroidit ces pièces (par l'air). La buse
et l'électrode compriment et maintiennent le jet de plasma.
UTILISATION DU COUPEUR AU PLASMA
La source de courant et le circuit d'amorçage de l'arc sont liés au chalumeau grâce aux fils et aux
câbles de connexion. Ces fils et câbles fournissent le flux de gaz approprié, le flux de courant
électrique et la fréquence élevée appropriés du chalumeau pour démarrer et maintenir le processus.
1. Un signal d'entrée de départ est envoyé à la source d'alimentation. Cela active
simultanément la tension en circuit ouvert et le flux de gaz dans le chalumeau. La tension
en circuit ouvert peut être mesurée de l'électrode (-) à la buse (+). Notez que la buse est
connectée sur le courant positif de la source d'alimentation par un transistor et un relais
(relais de l'arc pilote), tandis que le métal à couper (la pièce à couper) est directement
connecté sur le courant positif. Le gaz circule dans le chalumeau et s'échappe par l'orifice.
Il n'y a pas d'arc à ce stade puisqu'il n'y a pas de chemin pour la tension en CC.
2. Dès que le flux de gaz est stabilisé, le circuit de haute fréquence est activé. La haute
fréquence se dissout entre l'électrode et la buse dans le chalumeau de façon à ce que le gaz
ait à passer dans cet arc avant de sortir de la buse. L'énergie transférée de l'arc de haute
fréquence vers le gaz rend le gaz ionisé, donc conducteur. Ce gaz conducteur crée une
trajectoire de courant entre l'électrode et la buse, entraînant la formation d'un arc plasma.
Le flux du gaz pousse l'arc dans l'orifice de la buse, créant ainsi un arc pilote.
3. Présumant que la buse se trouve près de la pièce à couper, l'arc pilote s'accrochera à la
pièce à couper, puisque la trajectoire de courant positif (à la source de courant) n'est pas
restreinte par une résistance comme l'est la connexion positive à la buse. Le flux de courant
à la pièce à couper est détecté de façon électronique à la source de courant. Lorsque ce flux
de courant est détecté, la haute fréquence est désactivée et le relais de l'arc pilote s'ouvre.
L'ionisation de gaz est maintenue avec l'énergie de l'arc CC principal.
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