Principe et développement Le soudage à l'arc plasma à polarité variable (VPPAW), à savoir le soudage à l'arc plasma asymétrique à ondes carrées, est un nouveau procédé de soudage efficace mis au point pour l'aluminium et ses alliages. Cette technique de soudage combine les avantages du soudage TIG à polarité variable et du soudage à l'arc plasma. Elle permet un réglage indépendant des paramètres clés tels que [...]
Le soudage à l'arc plasma à polarité variable (VPPAW), à savoir le soudage à l'arc plasma asymétrique à ondes carrées, est un nouveau procédé de soudage efficace mis au point pour l'aluminium et ses alliages.
Cette technique de soudage combine les avantages du soudage TIG à polarité variable et du soudage à l'arc plasma. Elle permet de régler indépendamment des paramètres clés tels que la fréquence du courant, l'amplitude et le rapport entre les temps de passage positif et négatif du demi-guide d'onde afin de répondre aux exigences spécifiques du processus de soudage.
Il en résulte une distribution plus raisonnable de la chaleur de l'arc, ce qui minimise la perte de l'électrode de tungstène et garantit la fusion de l'élément soudé et l'élimination automatique de toute pellicule d'oxyde à la surface. En outre, la densité d'énergie élevée, la vitesse et la forte force de l'arc électrique du faisceau de plasma peuvent créer efficacement un bain de fusion perçant, ce qui permet de réaliser des soudures d'un seul côté ou des soudures des deux côtés. soudage de l'aluminium plaques d'alliage.
L'arc à plasma à polarité variable technologie du soudage est principalement utilisé pour le soudage de divers alliages d'aluminium.
L'épaisseur de l'alliage d'aluminium qui peut être obtenue en une seule passe de soudage est de 25,4 mm.
VPPAW, ou polarité variable Arc plasma Welding, est connu pour sa capacité à régler indépendamment l'amplitude du courant positif (DCEN), l'amplitude du courant de polarité inverse (DCEP) et le rapport de durée entre le courant de polarité positive et le courant de polarité inverse dans chaque cycle. Cette caractéristique contribue à améliorer la pénétration de la soudure et l'élimination du film d'oxyde d'alliage d'aluminium.
Dans le soudage des alliages d'aluminium, le VPPAW utilise le petit trou vertical vers le haut. processus de soudageCe procédé permet non seulement de faciliter la formation de la soudure à l'avant, mais aussi de libérer l'hydrogène du bain de fusion, réduisant ainsi les défauts de porosité dans l'alliage d'aluminium. C'est pourquoi cette méthode est appelée technique de "soudage sans défaut".
Fig. 1a : Schéma de soudage
Fig. 1b : Forme d'onde à polarité variable
La figure 1 montre le soudage vertical de la perforation VPPA et la forme d'onde du courant commun.
Pour réduire la perte de l'électrode de tungstène, l'amplitude du courant de polarité inverse est supérieure à celle de la polarité positive, avec un rapport de largeur d'impulsion entre polarité positive et polarité négative d'environ 19:4.
Selon des études étrangères, les paramètres d'amplitude et de largeur d'impulsion pour les polarités positives et négatives peuvent varier légèrement en fonction du type d'application. alliages d'aluminiumcomme le montre le tableau 1.
Tableau 1 : Paramètres de soudage de divers alliages d'aluminium (épaisseur de plaque de 5 mm)
| Matériaux en alliage d'aluminium | Temps DCEN/ms | Temps DCEP/ms | DCEN courant/A | DCEP courant/A |
| 5456 | 19 | 3 | 130 | 185 |
| 2219 | 19 | 3 | 140 | 180 |
| 5086 | 19 | 4 | 145 | 180 |
Il existe deux principaux arcs de plasma techniques de soudageLes deux méthodes sont les suivantes : la méthode de la pénétration et la méthode du trou de serrure.
Pour les soudures fines, la méthode de fusion est couramment utilisée, tandis que pour les soudures épaisses, la méthode des petits trous est plus souvent utilisée.
Lors de l'utilisation de la méthode du trou de serrure, l'arc plasma fait fondre complètement l'élément soudé et crée un trou de serrure qui pénètre le matériau sous l'effet du flux de plasma.
Le métal en fusion est ensuite forcé autour du trou de serrure.
Lorsque l'arc plasma se déplace dans la direction du soudage, le métal en fusion s'écoule le long de la paroi du bain de soudure et se solidifie à l'avant et à l'arrière, ce qui permet d'obtenir un soudage sur une ou deux faces.
Des recherches menées par Boeing Company, Hobart Company et le Marshall Space Flight Center de la NASA ont montré que le trou de serrure est un élément essentiel de la sécurité. soudage à l'arc plasma est la méthode la plus efficace pour souder les alliages d'aluminium.
Par rapport à la méthode traditionnelle Soudage TIGLa technique de soudage VPPA par petits trous présente de nombreux avantages dans le processus de soudage.
Dans le plasma en trou de serrure soudage à l'arc l'arc plasma et le flux de gaz ionique à travers le trou de serrure jouent un rôle important dans le rinçage.
En comparaison avec d'autres méthodes de soudageL'arc plasma et le flux de gaz ionique à travers le trou de serrure éliminent tout gaz susceptible de créer des pores dans le métal en fusion et d'éliminer les inclusions de scories.
Reiner Knock a découvert que le soudage d'alliages d'aluminium à l'arc plasma en trou de serrure à polarité inversée réduisait considérablement la porosité par rapport au soudage TIG. L'effet du soudage sur l'aluminium pur était encore plus prononcé, la porosité étant pratiquement inexistante.
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L'arc plasma possède une puissante capacité de pénétration et est capable de souder des alliages d'aluminium de 6 mm d'épaisseur dans différentes positions.
Les résultats de la recherche indiquent que, pour les tôles plates soudées bout à bout avec un fil de soudure non chargé, la valeur maximale de la soudure en un seul passage est de 1,5 million d'euros. épaisseur de soudure est de 8 mm.
Lors du soudage de matériaux plus épais, la méthode de soudage verticale doit être utilisée.
Passage unique soudage par pénétration est autorisé pour les alliages d'aluminium d'une épaisseur inférieure à 15,9 mm.
Complexe joints de soudure sont souvent nécessaires pour les alliages d'aluminium d'une épaisseur supérieure à 15,9 mm.
Actuellement, les alliages d'aluminium d'une épaisseur de 25,4 mm peuvent être soudés par pénétration en une seule passe.
Actuellement, l'épaisseur maximale de soudage en une seule passe ne semble pas être limitée par la méthode de soudage elle-même, mais plutôt par la puissance de l'appareil de soudage. puissance de soudage source.
En augmentant la puissance nominale du source de courant de soudageil devient possible de souder des matériaux plus épais.
La déformation de l'élément soudé après le soudage est réduite grâce à la forte capacité de pénétration du soudage à l'arc plasma, qui permet un chauffage concentré et une petite zone de fusion, ainsi qu'un chauffage uniforme des deux côtés de l'élément soudé grâce au soudage par trou de serrure.
Par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles, le soudage à l'arc plasma réduit considérablement la déformation par flexion de l'élément soudé.
Les limite d'élasticité de la soudure à l'arc plasma en trou de serrure n'est pas significativement différente de celle de la soudure TIG après le soudage. Toutefois, si la soudure de la racine est enlevée et épaissie, la limite d'élasticité de la soudure à l'arc plasma en trou de serrure est plus élevée que celle de la soudure TIG. Cela indique que le soudage à l'arc plasma est de meilleure qualité que les autres méthodes de soudage à l'arc, avec des propriétés mécaniques améliorées et une déformation minimale de la soudure.
Grâce à sa densité énergétique élevée et à sa forte capacité de pénétration, le soudage à l'arc plasma permet de souder de grandes épaisseurs. Il est donc idéal pour les soudage de plaquesCette méthode permet de réduire le nombre de passes de soudure et de minimiser les défauts tels que la porosité et les inclusions de laitier.
Le résultat joints soudés ont une déformation minimale, ce qui réduit la nécessité d'une inspection et d'une réparation après le soudage. En outre, la rainure peut être utilisée pour les joints et est moins sensible à la contamination par l'huile, ce qui nécessite moins de préparation avant le soudage.
Comparé au soudage TIG et MIG, le soudage à l'arc plasma est à la fois plus efficace et plus rentable. Il s'agit d'une méthode de soudage à haut rendement et à faible coût.
1. Il existe de nombreuses variables dans paramètres de soudage avec une gamme étroite de spécifications.
2. Le processus de soudage utilisé est la méthode de soudage vertical vers le haut, qui ne peut être exécutée que de manière automatique.
3. La qualité de la soudure est fortement influencée par le pistolet de soudage, et la buse a une durée de vie limitée.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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