TECHNOLOGIE  PLASMA Igor Paoletti Mai 2002.

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1 TECHNOLOGIE  PLASMA Igor Paoletti Mai 2002

2 PRINCIPE  du  PROCEDE La création du  Plasma (arc pilote), dans la torche est générée par la ionisation du gaz (argon) dont la température est voisine de ° K.. Cet arc assure, du fait qu'il est conducteur, le transfert d'un second arc (transféré), participe à sa stabilité et également à la fusion de la poudre (micro alliage) qui passe dans la flamme. L'arc transféré amène la surface de la pièce à recharger à sa température de fusion, assure la fusion complète de la poudre, ce qui permet la formation d'un bain de mètal en fusion. La liaison entre le revêtement et la pièce est soudée, ce qui lui confère des caractéristiques optimums, une grande homogénéité, l'absence de porosité et un faible taux de dilution. Igor Paoletti Mai 2002

3 PRINCIPE  du  PROCEDE Le gaz plasmagène, généralement de l'argon, est conduit et forcé dans une buse refroidi par eau, appelée anode, où il est ionisé par l'arc établi entre l'électrode centrale en tungstène, appelée cathode et la pièce. L'importante énergie dégagée par le plasma est en partie ou totalement transférée vers la pièce. Le métal d'apport, sous forme de poudre est directement injectée dans la colonne d'arc plasma à travers des circuits débouchant sur la face de l'anode. Cette poudre, transportée sous argon pour éviter toute oxydation, entre en fusion pour former un bain de fusion. Ce procédé est un procédé de soudage, car il y a dilution du métal de base, c'est à dire participation du métal de base au dépôt final. Ce procédé est applicable pour des dépôts d'alliage base nickel, base cobalt, base fer et mélanges carbures de tungstène Igor Paoletti Mai 2002

4 Il faut déjà différencier les plasmas utilisés:
Plasma Soufflé: Utlisé en projection, on utilise uniquement l'énergie plasma délivré au niveau de la torche pour fondre la poudre et la projeter sur la pièce. La poudre doit être de trés fine granulomètrie inférieure à 30 microns. Igor Paoletti Mai 2002

5 Il faut déjà différencier les plasmas utilisés:
Semi Transféré: Utilisé essentiellement en rechargement sur des petites pièces ou pièces délicates. L'arc plasma (arc pilote) est utilisé en tant que conducteur pour établir un deuxième arc entre la torche et la pièce (arc transféré). Cette technique permet d'utiliser l'arc transféré avec de faibles intensités. L'arc plasma assure une grande stabilité de l'arc transféré. Le métal à déposer est véhiculé jusqu'à l'extrémité de la torche dans la flamme plasma. Igor Paoletti Mai 2002

6 Il faut déjà différencier les plasmas utilisés:
Transféré: Utilisé en soudage, coupage et rechargement.Pour le rechargement sur de grosses pièces et des rechargements importants,ce procédé permet d'économiser de l'énergie (une seule source), et d'augmenter la durée de vie des électrodes.  Igor Paoletti Mai 2002

7 ELEMENTS ESSENTIELS DE L'INSTALLATION P.T.A.
Les Torches: L'âme du Procédé: La torche doit être performante, assurer un arc stable, une bonne arrivée de poudre, ne pas s'encrasser, être fiables   (ne nécessitant que peu d'interventions au niveau des électrodes) et pour certains équipements d'un enconbrement le plus réduit possible. Igor Paoletti Mai 2002

8 Les Torches. La torche PTA 35 est conçue directement à partir du brevet "CATHODE CONIQUE" , qui lui permette d'obtenir sous un encombrement réduit, une fiabilité, une robustesse et une réduction de l'entretien par allongement de la tenue de la cathode. Igor Paoletti Mai 2002

9 Torche PTA 35 Caractéristiques : Diamètre : 35 mm Longueur : 45 mm
Diamètre : 35 mm Longueur : 45 mm Intensité de transfert : 5 à 150 Amp Intensité arc pilote maximum : 100 Amp Utilisation universelle N.B. : L'arc pilote assure une stabilité de l'arc transféré jusqu'à des intensités de l'ordre de 5 A Igor Paoletti Mai 2002

10 Les Torches. La torche PTA 16/30 de petite dimension est étudié pour travailler en mode transféré ou semi transféré et permet de réaliser des dépôts de qualités dans des alésages verticaux de 22 mm de diamètre minimum pour une profondeur maximum de 160 mm. La sortie du plasma est inclinée de 30° par rapport à son axe, ce qui permet de réaliser des dépôts directement sur portée ou sur fond d'alésage. Igor Paoletti Mai 2002

11 Torche PTA 16/30 Caractéristiques : Diamètre : 16 mm
Diamètre : 16 mm Longueur à  16 mm : 200 mm Longueur de travail : 160 mm Longueur hors tout : 250 mm Angle d'arc plasma : 30° par rapport à l'axe Intensité de transfert : 5 à 110 Amp Intensité arc pilote maximum : 60 Amp Débit de poudre : de 5g/mn à16 g/mn Utilisation spéciale pour corps de robinets Igor Paoletti Mai 2002

12 Les Torches. La torche PTA 20/45, de petite dimension, est étudié pour travailler en mode transféré ou semi-tansféré et permet de réaliser des dépôts dans des alésages de diamètre 28 mm en position horizontale pour une profondeur maximum de 180 mm. La sortie du plasma est incliné de 45° par rapport à son axe, ce qui permet de réaliser des cordons sur le fond de ces alésages. Igor Paoletti Mai 2002

13 Torche PTA 20/45 Caractéristiques : Diamètre : 20 mm
Diamètre : 20 mm Longueur totale : 180 mm - Course de travail : 160 mm Longueur hors tout : 250 mm Angle d'arc plasma : 45° Intensité de transfert : 5 à 110 Amp Intensité arc pilote maximum : 60 Amp Débit de poudre : de 5g/mn à 16 g/mn Utilisation spéciale pour alésages et petites pièces Igor Paoletti Mai 2002

14 Les Torches. La torche PTA 65 est étudié pour travailler en mode semi transféré ou semi transféré avec des qualités de robustesse et de tenues des électrodes remarquables. Elle permet de réaliser des dépôts de volumes importants de métal déposé, d'effectuer des rechargement sur des pièces importantes, préchauffées, grâce à son circuit de refroidissement particulièrement efficace. Cette torche dispose de 3 arrivées de poudre, à 30° par rapport à l'axe, disposées en opposition à 120° ce qui permet une distribution de poudre enveloppant l'arc sans le perturber. Igor Paoletti Mai 2002

15 Torche PTA 65 Caractéristiques : Diamètre : 65 mm
Diamètre : 65 mm Longueur hors tout : 250 mm Intensité de transfert : 200 Amp max Intensité arc pilote maximum : 100 Amp Débit de poudre : de 14 g/mn à 80 g/mn Igor Paoletti Mai 2002

16 ELEMENTS ESSENTIELS DE L'INSTALLATION P.T.A.
Le distributeur de Poudre: L'élément essentiel dans la qualité du rechargement: Le distributeur de poudre doit assurer un débit constant à un réglage donné. A ce même réglage après arrêt, il doit retrouver le même débit pour une poudre donnée. Le réglage du plus petit débit au plus grand doit suivre une courbe constante. Igor Paoletti Mai 2002

17 Le distributeur de Poudre.
à Réglage Manuel WELTEC 1 et 5 KG Igor Paoletti Mai 2002

18 Distributeur de Poudre à Réglage Manuel WELTEC 1 et 5 KG
Ce distributeur est constitué de : Un réservoir de poudre de 1 ou 5 kg, équipé d'un couvercle, muni d'une soupape de surpression, Un corps sur lequel est porté, en partie supérieure, d'un coté le réservoir de l'autre le fourreau. A sa base, dans l'axe du fourreau, est placé le venturi maintenu par l'écrou de buse, il est équipé d'un tiroir permettant de vider rapidement le réservoir de sa poudre. Un fourreau qui assure le guidage du tube plongeur et permet l'arrivée du gaz porteur dans le tube plongeur. Un injecteur, fixé à l'extrémité basse du tube plongeur, assure, compte tenu de sa position par rapport au venturi le débit de poudre. L'extrémité de l'injecteur, dans l'axe du venturi, est pourvu d'un orifice d'où sort le gaz porteur, qui prend en charge la poudre et la véhicule jusqu'à la torche. Un vérin pneumatique fixé sur le fourreau actionnant le tube plongeur. Sa course est réglable au moyen d'une vis qui sert à limiter sa course, ce qui détermine la position de l'injecteur par rapport au venturi.  Igor Paoletti Mai 2002 Débit de poudre compris entre 5 et 80 g/mn.

19 Le distributeur de Poudre.
à Réglage Pilote WELTEC 1 et 5 KG Igor Paoletti Mai 2002

20 Distributeur de Poudre à Réglage Pilote WELTEC 1 et 5 KG
Ce distributeur est constitué de : Un réservoir de poudre de 1 ou 5 kg, équipé d'un couvercle, muni d'une soupape de surpression, Un corps sur lequel est porté, en partie supérieure, d'un coté le réservoir de l'autre le fourreau. A sa base, dans l'axe du fourreau, est placé le venturi maintenu par l'écrou de buse, il est équipé d'un tiroir permettant de vider rapidement le réservoir de sa poudre. Un fourreau qui assure le guidage du tube plongeur et permet l'arrivée du gaz porteur dans le tube plongeur. Un injecteur, fixé à l'extrémité basse du tube plongeur, assure, compte tenu de sa position par rapport au venturi le débit de poudre. L'extrémité de l'injecteur, dans l'axe du venturi, est pourvu d'un orifice d'où sort le gaz porteur, qui prend en charge la poudre et la véhicule jusqu'à la torche. Un vérin électrique fixé sur le corps actionnant le tube plongeur. Sa course est réglable, par conséquent, par programmation, la position du tube plongeur est connue car le vérin possède un codeur qui in forme l'automate de sa position. Cela permet à l'automate de régler exactement l'emplcement de l'injecteur par rapport au venturi. Igor Paoletti Mai 2002 Débit de poudre compris entre 5 et 80 g/mn.

21 AVANTAGES DU PROCEDE P.T.A
Par rapport au procédé TIG: Faible taux de dilution, Grande homogénéité du dépôt, Le dépôt de métaux non tréfilables, (alliages bade NI ou CO), Infime brassage du bain de métal en fusion. La durée de vie des électrodes est nettement supérieure, L'arc plasma est focalisé, il permet ainsi de localiser le dépôt, Siège de vanne rechargée Igor Paoletti Mai 2002

22 AVANTAGES DU PROCEDE P.T.A
Par rapport au procédé TIG:  Pour un rechargement identique, il faut moins d'énergie (puissance sources et temps de rechargement) pour les rechargements importants, le rapport est de 1 à 5. Exemple: Le rechargement d'un siège de vannes diamètre 400 mm, épaisseur 60 mm, pièces préchauffée à 300 )C sur lequel on dépose du stellite G6 épaisseur 6 mm largeur du dépôt 40 mm, par procédé TIG 45 minutes sont nécessaires pour réaliser le dépôt à une intensité voisine de 400 A  alors qu'en procédé P.T.A. 20 minutes suffisent pour réaliser ce dépôt à une intensité de transfert inférieure à 150 A. Pour certains rechargements, élimination de l'opération de préchauffage, Moins de déformation, Igor Paoletti Mai 2002

23 AVANTAGES DU PROCEDE P.T.A
Par rapport au procédé TIG:  Maintien du bain de métal plus aisé, automatisation du procédé plus aisée et même recommandée, compte tenu de l'absence de fluctuation de l'arc, de la constance de ses caractéristiques, de la tenue des électrodes, donc des paramètres, cela permet d'optimiser la régularité du dépôt et des qualités du procédé, Pas d'inclusion de tungstène dans le dépôt. Rechargement sur pâles de turbines Igor Paoletti Mai 2002

24 GAMME MATERIEL WELTEC la société WELTEC propose une solution globale
sur vos opérations de revêtement par procédé de soudage à l'arc plasma transféré, solution en terme : -          de fourniture de produit d'apport poudre -          de fourniture de matériel : torches, distributeur, oscillateur -          de fabrication d'unités de rechargement complètes -          d'études et de réalisations de machines spécifiques. -          de service après-vente fiable et rapide. Igor Paoletti Mai 2002

25 MATERIEL WELTEC Machine pour Le Rechargement des Soupapes
Soupape rechargée. Igor Paoletti Mai 2002

26 MATERIEL WELTEC Machine pour le Rechargement de Vis
Igor Paoletti Mai 2002

27 SOLUTION PLASMA WELTEC
WELTEC est structuré pour répondre à toute demande spécifique : -         de réalisation d'audit -         d'études de faisabilité -         de recherche de solutions intégrées -         de réalisations de machines automatiques WELTEC possède une plate-forme de démonstration et d'expérimentation sur laquelle une machine-test permet d'établir des études de faisabilité. Igor Paoletti Mai 2002

28 Poudres pour rechargement par procédé au plasma d'arc transféré
Igor Paoletti Mai 2002

29 Poudres pour rechargement par procédé au plasma d'arc transféré
ALLIAGE BASE NICKEL HMSP 1516 1540 1550 1560 625 276 520 ALLIAGE BASE COBALT HMSP 2525 2528 2537 2540 2541 2544 2546 2548 2551 T400 ALLIAGE BASE FER HMSP 316 L 316 HC 410 L M 2 Igor Paoletti Mai 2002