Systèmes de contrôleur d’arc pilote – problèmes d’amorçage

AVERTISSEMENT : L’entretien et les réparations des systèmes de contrôleur d’arc pilote ne doivent être réalisés que par des personnes compétentes dans le dépannage électrique. Les systèmes de contrôleur d’arc pilote utilisent des tensions élevées et du courant continu. Un choc électrique peut blesser ou tuer.

Symptôme

La torche ne parvient pas à initier l’arc de coupe alors que toutes les autres conditions de fonctionnement normal sont correctes : source de courant sous tension, sécurité et verrouillage des pièces positionnées réalisés, prégaz dans la torche et torche à distance de transfert.

La séquence de fonctionnement pour un système de contrôleur d’arc pilote normal est la suivante : Le signal de démarrage est envoyé à la source de courant afin de mettre le système sous tension. Une électrovanne s’ouvre, laissant circuler le gaz dans la torche. Le relais de l’arc pilote se verrouille, activant la tension à vide entre la buse (+) et l’électrode (-). Une étincelle haute fréquence (HF) (voir illustration 1) est fournie à la torche par un générateur haute tension avec une sortie entre 3 000 et 10 000 V c.a. Le générateur haute tension comprend généralement un transformateur haute tension, des condensateurs, un ensemble éclateur et une bobine.

L’étincelle haute fréquence ionise l’écoulement de gaz dans la torche, le rendant électroconducteur. Le gaz ionisé laisse circuler le débit entre l’électrode et la buse. Ce courant est limité à 20 – 40 A en courant continu par la résistance pilote. L’arc se jette hors de l’orifice et se rattache à la face de la buse, formant un arc pilote (voir l’illustration 2).

L’arc pilote forme le chemin électrique vers la pièce à couper. Si la torche est à distance de transfert, généralement entre 0,25 et 0,50 pouce du matériau, l’arc pilote sera transféré à la plaque car cette dernière est connectée au pôle positif du circuit de courant continu et n’est pas limité par une résistance (voir l’illustration 3). Un circuit détectant le courant détecte le transfert de l’arc, éteint le générateur HF et ouvre le relais de l’arc pilote.

En d’autres termes, la torche a besoin de trois ingrédients afin de former un arc pilote : un gaz plasma, un courant continu et une haute fréquence de courant alternatif. Si l’un de ces ingrédients manque, la torche ne s’amorcera pas, ne transfèrera pas et ne coupera pas.

Illustration 1	Illustration 2	Illustration 3

 

Dépannage des problèmes d’amorçage

Si des problèmes d’amorçage surviennent, l’opérateur doit tout d’abord évaluer l’arc pilote. Il devra lever la torche de quelques pouces au-dessus du matériau afin d’avoir une bonne vue de la torche. Il déclenchera ensuite l’amorçage de la torche. Après plusieurs secondes d’écoulement de gaz, un arc pilote devrait se former dans la torche. Un arc pilote sain pourra se maintenir seul dans l’air pendant quelques secondes. L’arc doit être de couleur bleue-blanche et sortir d’environ 0,25 – 0,50 pouce de l’extrémité de la torche. L’arc ne doit pas cracher, toussoter ou paraître râpeux, il doit être lisse et stable. L’opérateur devra répéter le test plusieurs fois pour voir si la condition se répète.

 

Problème 1 : Amorçage difficile

Si l’arc pilote crache et toussote mais s’amorce de manière intermittente, le problème est peut-être un amorçage difficile. Les amorçages difficiles surviennent lorsque la haute fréquence peine à rompre la barrière haute pression entre l’électrode et la buse. La cause peut être une insuffisance de la haute fréquence ou une pression de gaz excessive. Voici les quatre étapes nécessaires à la résolution des amorçages difficiles.

Vérifiez la pression et le débit du gaz. Le réglage de la pression ou du débit de gaz plasma ne doit pas dépasser les réglages recommandés par le constructeur. Une pression excessive dans la chambre plasma rend plus difficile pour l’étincelle haute fréquence de sauter l’espace, l’arc pilote est alors effectivement soufflé avant d’être totalement généré. La pression élevée de gaz représente la majorité des problèmes d’amorçages difficiles mais est souvent négligée. Un dépanneur zélé peut remplacer tous les composants du circuit pilote, et finalement conclure que la pression d’air était trop élevée.

Nettoyez les tuyaux et les câbles transportant le gaz et l’alimentation à la torche et inspectez-les à la recherche de dommages ou de connexions desserrées. Si le blindage est recouvert de saletés, de poussières métalliques ou d’humidité, l’énergie haute fréquence peut être dissipée. Soufflez les faisceaux avec un tuyau d’air ou essuyez-les avec un chiffon propre. Éliminez toute boucle dans les faisceaux, elles peuvent causer une forte induction. Isolez les faisceaux de la machine de coupe.

Inspectez, nettoyez et assemblez l’ensemble éclateur. La haute fréquence issue du générateur haute tension est généralement envoyée aux condensateurs qui déchargent l’électricité à l’aide d’un ensemble éclateur. Avec le temps, les électrodes de l’éclateur peuvent se détériorer ou être contaminées par des poussières métalliques ou des saletés. Nettoyez et replacez les électrodes selon les spécifications du fabricant. L’espace doit être compris entre 0,015 et 0,030 pouce, selon le système.

En cas d’utilisation d’une torche refroidie à l’eau, vérifiez la résistivité du liquide de refroidissement. Pour la plupart des systèmes, elle doit être inférieure à 10 KOhms/cm ou 10 microhms.

 

Problème 2 : Étincelle bleue et faible à l’extrémité de la torche

Si une étincelle est visible mais qu’elle est petite et bleue et ressemble à l’étincelle aux points de l’éclateur, cela signifie que l’arc pilote est sous haute fréquence mais ne bénéficie pas de courant continu. Les causes les plus probables de la perte du courant continu dans l’arc pilote sont des contacts usés, une mauvaise bobine dans le relais de l’arc pilote ou une résistance pilote défaillante.

 

Problème 3 : Aucune étincelle visible à la torche ou à l’éclateur

Pas d’alimentation alternative au générateur haute tension, générateur haute tension défectueux, condensateurs défectueux, ensemble éclateur court-circuité ou endommagé.

 

Problème 4 :

Pas d’étincelle à la torche, étincelle à l’éclateur, amorçage très difficile. Reportez-vous au problème 1. Faisceau de torche court-circuité ou ouvert, connexion dans le corps de la torche court-circuitée ou ouverte.