Le recours à un arc plasma pour satisfaire la demande grandissante en matière de procédés arc-fil à hauts rendements et de haute qualité pour le dépôt de matière sous énergie concentrée n'est pas chose aisée, car le procédé est grandement influencé par la composition du gaz plasmagène utilisé.
Durant cette étude, différents mélanges d'hélium et d'argon ont été évalués pour réaliser des dépôts en alliage Ti-6Al-4V. Leurs effets sur les caractéristiques de l'arc électrique, sur la formation du keyhole, le transfert métallique, la géométrie des cordons et la texture des surfaces ont été examinés. Les résultats indiquent que la tension de l'arc et l'apport de chaleur s'accroissent de manière linéaire avec des teneurs en hélium plus élevées, ce qui est attribué à son potentiel d'ionisation et à sa conductivité thermique plus élevés. Le courant seuil conduisant à la formation d'un keyhole est effectivement plus élevé en augmentant la teneur en hélium du gaz plasmagène ; à paramètre constants, la formation de keyhole est totalement supprimée lorsque la teneur en hélium était supérieure à 50 %.
Concernant le mode de transfert métallique, l'augmentation de la teneur en hélium provoque le passage d'un transfert par court-circuit à un transfert par pulvérisation. La géométrie des cordons est également affectée, avec une tendance à l'accroissement de leur largeur. La texture en ondelettes de la surface s'avère quant à elle beaucoup moins marquée avec une teneur plus élevée en hélium.
L'ensemble des donnée recueillies permettent de poser les fondements d'un procédé de dépôt de matière sous énergie concentrée amélioré, offrant un rendement et une qualité élevés.
- Auteur(s) : WANG Y., DING J., WILLIAMS S., CONG B.
- Affiliation(s) : Beijing University of Technology, WAAM3D, Beihang University
- Pays : Chine, Royaume-Uni
- Source : Welding in the World, Vol.69, n°4, avril 2025, pp. 883-895 (13 pages), en anglais
- Cote ISDOC : WW202504.883-895
Légende photo : Murs en alliage Ti-6Al-4V déposés avec différents gaz plasmagènes : a) aspects en surface ; b) vues en coupe.
