Arc sous vide a evaporation d'anode filiforme en translation : application au revetement metallique
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
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Abstract FR:
L'etude porte sur l'application de l'arc dans le vide a evaporation d'anode au revetement metallique. L'anode est un fil en translation a l'extremite duquel un arc est etabli, une goutte de metal fondu se forme et constitue la source de la vapeur. Les courbes d'evolution de la tension et du courant d'arc sont cycliques, chaque cycle correspond a la formation d'une goutte de metal fondu a l'extremite de l'anode fusible, a son evaporation partielle et enfin a son detachement. Durant chaque cycle, un regime stationnaire s'etablit, ou la longueur apparente du fil est constante. Cet etat stationnaire est confirme par modelisation numerique de la distribution de la temperature dans le fil. Ce modele permet de prevoir l'influence des parametres experimentaux et montre que la conduction thermique vers le fil, a partir du front de fusion, donne une contribution appreciable a l'echauffement et a la fusion du fil. Mais l'effet de la conduction thermique est limite au voisinage immediat de l'extremite chaude. Par ailleurs, l'etude montre qu'aux modes de transfert de metal en gouttes par projection et par veine liquide, correspondent respectivement la decharge d'arc diffuse, avec pieds d'anode et avec spot anodique. Cette nouvelle relation est validee experimentalement par l'etude de l'influence de la distance inter-electrodes sur le mode de transfert. Nous avons deduit de cette relation les conditions physiques d'existence des differents modes de transfert de metal: lorsque la chute de tension anodique est negative, le transfert du metal est regi par la gravite. Par contre, la projection des gouttes dans le plasma d'arc est obtenue par l'etablissement d'une chute de tension anodique positive et par la presence au voisinage de l'anode d'une densite critique de vapeur anodique. L'etude parametrique du transfert de metal fondu montre une faible frequence de detachement des gouttes et un debit eleve d'evaporation dans les conditions experimentales suivantes: courte distance inter-electrodes, faible vitesse de translation du fil et courant d'arc tel que la duree de maintien de la goutte reste constante. Par ailleurs, le debit d'evaporation est plus important au milieu du cycle qu'au debut de formation de la goutte ou avant son detachement. Les mesures de la masse de metal evapore par cycle montrent qu'elle depasse le tiers de la masse totale de metal consomme. Notons enfin que le depot obtenu est constitue uniquement de vapeur anodique depourvue d'agregats et de gouttelettes