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Study of radiative properties : application to fast determination of temperature and iron concentration for MAG-P Arc (Ar-CO2-Fe mixtures) and to estimation of photobiological hazards for argon GTAW Arc

Résumé : La première partie de ce travail présente une nouvelle méthode qui permet de détermination rapidement de la température et de la concentration en fer d'un plasma d'arc MAG utilisé dans la technologie de soudage par plasma. Le plasma est un mélange [Ar-CO2] en présence de fer, avec un rapport molaire entre Ar et CO2 constant de 82%-18%. La seconde partie s'intéresse au rayonnement d'un plasma d'argon utilisé dans la technologie soudage GTAW et pouvant conduire à des dangers photobiologique. Dans le chapitre 1, le contexte et la motivation de ce travail sont présentés. Les travaux déjà effectués et publiés dans ces deux axes scientifiques sont passés en revue. Dans le chapitre 2, les compositions à l'équilibre sont calculées par la méthode de la minimisation de l'énergie libre de Gibbs. Les densités et fonctions de partitions obtenues pour chaque espèces présente dans le plasma sont ensuite utilisées pour déterminer les pertes radiatives des plasmas [Ar-CO2]-Fe via la méthode du coefficient d'émission net (CEN). Cette estimation des pertes ne peut se faire sans le calcul préalable du coefficient d'absorption spectral que nous avons réalisé finement par la méthode " raie par raie ". Tous les mécanismes radiatifs prédominants dans le plasma ont été pris en compte: continua atomique et moléculaire, raies atomiques et moléculaires. Cette partie constitue la base de cette étude sur laquelle se fonde notre nouvelle méthode de diagnostic destinée à déterminer à la fois la température et la concentration en fer d'un plasma d'arc de soudage. Le chapitre 3 est dédié à l'étude expérimentale d'un plasma d'arc MAG constituée d'une analyse spectroscopique permettant de remonter au profil de température et tester l'hypothèse de l'Équilibre Thermodynamique Local. La température d'excitation est obtenue par la méthode de Boltzmann tandis que la mesure d'élargissement de Stark pour les raies de fer et d'argon permet de remonter à la température et la densité des électrons.
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Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02277181
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, September 3, 2019 - 2:19:06 PM
Last modification on : Friday, January 10, 2020 - 9:10:06 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, February 5, 2020 - 10:13:29 PM

File

2018TOU30121b.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-02277181, version 1

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Fei Wang. Study of radiative properties : application to fast determination of temperature and iron concentration for MAG-P Arc (Ar-CO2-Fe mixtures) and to estimation of photobiological hazards for argon GTAW Arc. Plasmas. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2018. English. ⟨NNT : 2018TOU30121⟩. ⟨tel-02277181⟩

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