Brevet FR3019707A1 — publié le 20151009

L'invention a trait à une torche à plasma d'arc comprenant un ensemble formé d'une tuyère et d'une électrode dont la géométrie permet d'amorcer efficacement et sûrement un arc électrique dans la torche, quelle que soit la nature du gaz d'amorçage. L'invention concerne également un procédé de coupage d'une pièce métallique mettant en oeuvre ladite torche. Habituellement, une torche à plasma d'arc, en particulier une torche de coupage par 10 plasma d'arc, comprend un corps de torche alimenté en courant et une tête de torche connectée audit corps de torche, celui-ci servant d'interface entre la tête de torche et le générateur de courant, le générateur haute tension / haute fréquence servant à l'amorçage de l'arc électrique ainsi que les alimentations en fluide équipant une installation de coupage par plasma d'arc. Comme on le voit sur la Figure 2, la tête de torche comprend les composants essentiels à 15 l'établissement de l'arc électrique mis en oeuvre dans un procédé de coupage par plasma d'arc, en particulier une électrode 3 et une tuyère 1, également appelée tuyère amont. L'électrode 3 est reliée à la borne négative d'un générateur de courant électrique, et la tuyère 1 est reliée à la borne positive du générateur via une impédance, généralement de quelques Ohms. Le volume compris entre la surface externe de l'électrode 3 et la surface interne de la 20 tuyère 1 définit un passage de gaz 4, appelé aussi chambre d'arc. La torche peut éventuellement comprendre une tuyère aval 5 agencée en aval de la tuyère amont, comme illustré sur la Figure 1, les termes « amont » et « aval » se rapportant à la direction d'écoulement du gaz d'assistance à travers la torche et sa tuyère amont. Tout procédé de coupage débute par une phase d'amorçage de l'arc au cours de laquelle 25 on alimente formant la chambre d'arc, via les orifices d'un diffuseur de gaz 2, avec un gaz d'assistance plasmagène. Le plus souvent, un arc électrique est amorcé grâce à l'application d'une tension électrique continue, typiquement de l'ordre de 350 V, correspondant à la tension à vide du générateur, à laquelle est superposé un potentiel électrique haute tension (de l'ordre de 6 à 15 kV) en haute fréquence (de l'ordre de 10 kHz) entre l'électrode et la tuyère. Il se forme alors 30 un arc électrique entre l'électrode et la tuyère appelé arc pilote, le courant pilote ayant une intensité de l'ordre de 15 à 40 A et la tension résultante étant de l'ordre de 20 à 60 V. L'arc pilote est alors soufflé à l'extérieur de la torche via le canal de sortie de la tuyère 1 par le flux de gaz plasmagène alimentant la chambre d'arc, puis transféré à la pièce à couper. Le flux de gaz plasmagène est ionisé dans l'arc électrique établi entre l'électrode et la pièce à découper. La constriction de l'arc, c'est-à-dire sa concentration sur une surface de section réduite, est obtenue lors du passage de l'arc dans le canal de la tuyère. Il s'ensuit l'éjection d'un jet de plasma d'arc à forte densité de puissance. Différents types de gaz peuvent être utilisés pour amorcer l'arc mais on utilise préférentiellement un gaz d'assistance, appelé alors gaz pilote, non oxydant, de préférence un gaz inerte comme l'argon. Le choix d'un gaz non-oxydant, tel l'argon, est généralement motivé par deux critères principaux, à savoir : - il ne nécessite qu'une faible énergie pour amorcer un arc. Par exemple, des essais effectués dans un environnement contrôlé ont montré que, dans les mêmes conditions (en particulier pression du gaz et configuration des électrodes identiques), l'oxygène utilisé comme gaz d'amorçage nécessite une tension de l'ordre d'au moins 4 kV, alors que l'argon nécessite moins de 2 kV. Ceci a pour effet de fiabiliser le système de coupage car il y a une réduction importante du bruit électromagnétique qui est rayonné et/ou conduit dans l'électronique du système de découpe, limitant, de fait, les dysfonctionnements du système de découpe plasma. De plus, l'installation d'un tel système élimine le câblage coûteux et difficile à installer. - il est chimiquement inerte. Ainsi, lorsque l'arc pilote est expulsé hors de la tuyère amont, l'usure de la sortie du canal de la tuyère est limitée. Par exemple, lors de l'utilisation d'un gaz réactif tel que l'oxygène ou l'air, l'action oxydante associée à l'énergie apportée par le pied d'arc provoque une érosion rapide au niveau de l'accrochage de l'arc sur la tuyère. Par contre, l'alimentation de la torche en gaz pilote tel l'argon n'est généralement maintenue que pendant l'amorçage de l'arc. En effet, l'utilisation d'autres types de gaz est en général nécessaire à l'obtention de performances de coupe satisfaisantes. Une fois l'arc transféré, on stoppe donc l'alimentation en gaz pilote et on alimente la torche en gaz de coupe, choisi de préférence parmi l'oxygène, l'azote, l'air, l'argon, l'hydrogène, un mélange argon/hydrogène, un mélange azote/hydrogène ou un mélange argon/azote/hydrogène. Il y a donc une phase de changement du type de gaz d'assistance qui se produit à arc amorcé. Or, tant que le changement de type de gaz n'est pas complet, les propriétés du plasma d'arc conduisent à une coupe de qualité, en termes de vitesse et/ou d'aspect des faces de coupe, inacceptable. Il s'ensuit que la portion de pièce atteinte ou coupée par le plasma d'arc au cours de cette phase est perdue. Afin de réduire la quantité de matière perdue avant la phase de coupage, il est donc souhaitable d'anticiper l'envoi du gaz de coupe dans la chambre d'arc. Pour ce faire, l'envoi du gaz de coupe peut avoir lieu avant que le courant pilote ne soit établi, ou bien l'amorçage de l'arc pilote peut avoir lieu dans le gaz de coupe lui-même, sans qu'aucune phase de changement du gaz d'assistance ne soit mise en oeuvre. Toutefois, le gaz de coupe est souvent un gaz réactif, tel l'oxygène. La chambre d'arc se trouve alors sous atmosphère oxydante au cours de l'amorçage de l'arc pilote. Il s'ensuit un phénomène d'oxydation et d'usure de la surface interne de la tuyère, ce qui nuit à la qualité de coupe et à l'efficacité de l'amorçage. Suite à plusieurs amorçages successifs, la zone d'amorçage de l'arc, initialement bien en aval du diffuseur de gaz 2 et là où la distance entre l'électrode 3 et la tuyère 1 est la plus courte (en 6 sur la Figure 2), a donc tendance à s'user et à s'oxyder. Ceci occasionne une remontée de la zone d'amorçage en amont de la tuyère, à proximité du diffuseur de gaz. Or, le diffuseur de gaz est en général fabriqué dans un matériau plastique, tel un thermoplastique comme le Vespel® ou le Meldin®, car celui-ci joue le rôle d'isolant électrique entre l'électrode et la tuyère. Ces matériaux étant combustibles, la remontée du point d'amorçage de l'arc pilote sous atmosphère oxydante, à proximité du diffuseur, augmente le risque de déclenchement d'une combustion pouvant conduire à la destruction des composants et du faisceau d'alimentation électrique de la torche. La solution consistant à fabriquer le diffuseur de gaz en matériau céramique est à proscrire. En effet, les géométries de diffuseur de gaz sont complexes et difficiles à usiner, en particulier à cause des orifices du diffuseur dont le diamètre peut être inférieur à 0,5 mm. En outre, les matériaux céramiques sont cassants et conduisent à des diffuseurs de durée de vie insuffisante. Par ailleurs, le document US 5,164,568 divulgue une torche à plasma d'arc dont la tuyère a une surface interne présentant, en regard de l'extrémité aval de l'électrode, un profil à double pente formant une arête vive au niveau de laquelle l'arc à tendance à s'amorcer. Toutefois, l'agencement d'une telle arête vive à proximité de la sortie de la tuyère peut créer des instabilités dans l'écoulement de gaz plasmagène, avec des conséquences néfastes sur la qualité de coupe. En outre, les amorçages successifs conduisent à une usure de cette arête vive, ce qui occasionne inévitablement la remontée du point d'amorçage jusqu'au diffuseur. La présente invention vise donc à pallier tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus, notamment à proposer une torche à plasma d'arc pour laquelle l'amorçage de l'arc pilote peut avoir lieu en tout ou partie dans une atmosphère oxydante, avec un risque de destruction de la torche par combustion grandement réduit, voire éliminé. La solution de l'invention est alors une torche à plasma d'arc comprenant une tuyère, un diffuseur de gaz agencé en amont de la tuyère et une électrode agencée au moins en partie dans la tuyère et le diffuseur de gaz, la tuyère et l'électrode étant coaxiales d'axe AA et définissant entre elles un passage de gaz, caractérisée en ce que le passage de gaz comprend une portion intermédiaire de forme sensiblement tubulaire et une portion d'extrémité amont s'étendant de la portion intermédiaire jusqu'au diffuseur de gaz, ladite portion intermédiaire ayant, selon une direction transversale à l'axe AA, une largeur de passage d'une première valeur d, et ladite portion d'extrémité amont ayant une largeur de passage d'une deuxième valeur D, avec D>d, au niveau du diffuseur de gaz. En outre, la torche selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la deuxième valeur D est la largeur maximale du passage de gaz. - la largeur de passage de la portion d'extrémité amont augmente en direction du diffuseur de gaz jusqu'à atteindre la deuxième valeur D. - le diffuseur de gaz est agencé au moins partiellement dans ou autour de la tuyère, le diffuseur de gaz et la tuyère comprenant une butée et un épaulement complémentaires, la deuxième valeur D étant atteinte au niveau de ladite butée ou dudit épaulement du diffuseur de gaz. - la portion intermédiaire a une première hauteur H et la portion d'extrémité amont a une deuxième hauteur h avec H > h, de préférence avec H > 1,5 x h. - la première hauteur H de la portion intermédiaire et la deuxième hauteur h de la portion d'extrémité amont sont telles que H 2 x d, de préférence D > 3 X d. - la première valeur d de largeur de passage de la portion intermédiaire est comprise entre 0,2 et 4 mm. - la portion d'extrémité amont comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe AA d'un angle p supérieur ou égal à 10°, de préférence supérieur ou égal à 20°. - la portion d'extrémité amont comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe AA d'un angle p inférieur ou égal à 90°. - la portion d'extrémité amont comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion a un profil curviligne. - la au moins une paroi périphérique de la portion d'extrémité amont appartient à la tuyère et/ou à l' électrode. Selon un autre aspect, l'invention porte sur un procédé de coupage par plasma d'arc d'une pièce métallique mettant en oeuvre une torche à plasma d'arc selon l'invention. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante faite en références aux Figures annexées parmi lesquelles : les Figures 1 et 2 présentent des vues en coupe longitudinale de torches à plasma d'arc selon l'art antérieur, c'est-à-dire sans mise en oeuvre de la solution de l'invention, la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une torche à plasma d'arc selon un mode de réalisation de l'invention, et les Figures 4 à 9 sont des vues en coupe longitudinale de torches à plasma d'arc selon d'autres modes de réalisation de l'invention. Les Figures 1 et 2 schématisent les composants contenus classiquement dans une torche à plasma d'arc selon l'art antérieur, à savoir l'électrode 3, munie en son extrémité inférieure d'un insert thermo-émissif 3a, la tuyère 1, le diffuseur de gaz 2. La tuyère 1 est munie en son extrémité aval d'un canal de sortie 7, généralement à profil interne cylindrique, c'est-à-dire que le diamètre du canal est constant sur toute sa longueur. Dans le cas illustré en Figure 1, la torche comprend en outre une tuyère aval 5 pouvant assurer différentes fonctions telles que le refroidissement de la tuyère 1 ou encore la distribution d'un flux de gaz secondaire ou d'un vortex de fluide, notamment d'eau, autour de la colonne d'arc établie entre l'électrode et la pièce. La tuyère 1 est une pièce de révolution ouverte en ses deux extrémités, en général formée d'un seul bloc. Typiquement, la tuyère 1 est fabriquée en cuivre ou en un alliage de cuivre. Elle comprend un évidement axial, à l'intérieur duquel sont logées les extrémités de l'électrode 3 et du diffuseur de gaz 2, coaxialement à la tuyère 1. Les axes de symétrie de ces différents éléments sont donc alignés suivant un même axe AA. La tuyère 1 peut être formée d'au moins un matériau choisi dans le groupe formé par le cuivre et ses alliages, l'acier inoxydable, le laiton, l'aluminium et ses alliages, l'argent et ses alliages, le tungstène et ses alliages, le molybdène et ses alliages, le hafnium et ses alliages, le titane et ses alliages et les matériaux céramiques. L'évidement axial de la tuyère 1 comprend en général en son extrémité aval au moins une portion dont le profil est de type convergent, c'est-à-dire que le diamètre de l'évidement axial diminue progressivement, de préférence linéairement, le long de l'axe AA en direction du canal 7 de la tuyère 5. Au cours de la phase d'amorçage, on alimente le volume compris entre la surface externe de l'électrode 3 et la surface interne de la tuyère 1, formant le passage de gaz 4, encore appelé chambre d'arc, en gaz d'assistance plasmagène. La Figure 2 étant une vue en coupe longitudinale de la torche passant par l'axe AA, on comprend que le passage de gaz 4 entoure l'électrode 3 sur toute sa périphérie. L'alimentation du passage se fait au moyen du diffuseur 2 muni de plusieurs orifices 2a permettant d'injecter le gaz dans la chambre d'arc. Le flux de gaz plasmagène circule jusqu'au canal 7 de la tuyère et s'écoule à l'extérieur de la torche. Comme déjà expliqué, l'arc pilote s'amorce en général dans la zone de la surface interne de la tuyère 1 au niveau de laquelle la distance entre la surface externe de l'électrode 3 et la surface interne de la tuyère 1 est la plus courte, i. e. au voisinage de la zone indiquée par la flèche 6 sur le Figure 2, qui se situe au niveau de la portion de tuyère 1 de profil convergent. Cependant, du fait de l'usure de la surface interne de la tuyère 1 après plusieurs amorçages et de l'oxydation de cette même surface se produisant lorsque l'amorçage a lieu en tout ou partie dans un gaz oxydant tel l'oxygène, le point d'amorçage de l'arc pilote a tendance, à terme, à remonter le long de la surface interne de la tuyère en direction du diffuseur 2. Or, en amont de la portion de profil convergent, se trouve généralement une portion de tuyère à paroi périphérique verticale, parallèle à l'axe AA de la torche. La paroi périphérique de l'électrode étant elle aussi verticale, il s'ensuit que le passage de gaz 4 formé entre ces deux parois est de forme tubulaire ou quasi-tubulaire, i. e. avec une largeur de passage sensiblement constante. A noter que par largeur de passage, on entend la distance mesurée entre la surface externe de l'électrode 3 et la surface interne de la tuyère 1, et ce dans une direction transversale à l'axe AA de la torche. Une fois que l'arc a commencé à s'amorcer en amont de la portion convergente de la tuyère 1, celui-ci va donc avoir tendance à s'amorcer de façon aléatoire le long de la paroi verticale de la tuyère 1, de plus en plus près du diffuseur 2, jusqu'au logement du diffuseur dans la tuyère 1 (au voisinage du point indiqué par la flèche 8 sur la Figure 2). Il s'ensuit un risque de combustion au niveau de diffuseur en matériau combustible, du fait de la forte énergie de l'arc pilote, ce qui n'autorise pas l'utilisation d'un gaz oxydant pour amorcer l'arc. Pour remédier à cela, la solution proposée par la présente invention, dont un mode de réalisation est illustré sur la Figure 3, vise à éviter le phénomène de remontée du point d'amorçage sur la paroi de la tuyère en direction du diffuseur, sans pour autant gêner le processus d' amorçage. Pour ce faire, la tuyère 1 et/ou l'électrode 3 sont conçues de manière à produire une augmentation de la largeur du passage de gaz 4 à proximité du diffuseur de gaz 2. Plus précisément, le passage de gaz 4 comprend une portion intermédiaire 9 de forme sensiblement tubulaire et une portion d'extrémité amont 10 s'étendant de la portion intermédiaire 9 jusqu'au diffuseur de gaz 2. Selon l'invention, la portion intermédiaire 9 a, selon une direction transversale à l'axe AA, et comme représenté sur la Figure 3, une largeur de passage d'une première valeur d, et la portion d'extrémité amont 10 a une largeur de passage d'une deuxième valeur D, avec D>d, au niveau du diffuseur de gaz 2. En fait, grâce à l'augmentation de la distance entre la surface externe de l'électrode 3 et la surface interne de la tuyère 1 induite à proximité du diffuseur 2, l'arc pilote ne peut plus s'amorcer dans cette zone, car l'énergie fournie par le générateur haute tension / haute fréquence n'est pas suffisante pour aller à l'encontre de la barrière isolante électrique produite par le gaz remplissant le passage de gaz 4 au niveau de la portion d'extrémité amont 10. On évite ainsi un risque de combustion du diffuseur 2 lorsque le gaz d'amorçage est de nature oxydante. Par contre, l'énergie fournie par le générateur haute tension / haute fréquence est suffisante pour amorcer un arc pilote le long de la surface interne de la tuyère 1 au niveau de la portion intermédiaire 9. Avantageusement, la deuxième valeur D est la largeur maximale du passage de gaz 4. Comme illustré sur la Figure 3, le diffuseur de gaz 2 est de préférence agencé au moins partiellement dans ou autour de la tuyère 1. Le diffuseur de gaz 2 et la tuyère 1 comprennent alors une butée 11 et un épaulement 12 complémentaires, la deuxième valeur D étant avantageusement atteinte au niveau de ladite butée 11 ou dudit épaulement 12 du diffuseur 2. Selon un mode particulier de réalisation, la largeur de passage de la portion d'extrémité amont 10 augmente en direction du diffuseur de gaz 2 jusqu'à atteindre la deuxième valeur D. Cette augmentation peut être progressive, comme illustré sur la Figure 3, ou brutale, comme illustré sur la Figure 4. Dans le cadre de l'invention, on dimensionne avantageusement les portions d'extrémité amont 10 et intermédiaire 9 du passage de gaz 4 l'une par rapport à l'autre afin de limiter au mieux l'amorçage de l'arc pilote au niveau de la portion intermédiaire 9. Ainsi, la portion intermédiaire 9 a une première hauteur H et la portion d'extrémité amont 10 a avantageusement une deuxième hauteur h avec H > h, de préférence avec H > 1,5 x h, de préférence encore avec H > 2 X h. En outre, la première hauteur H et la deuxième hauteur h sont de préférence telles que H Ces valeurs permettent un amorçage aisé de l'arc au niveau de la portion intermédiaire 9 pendant toute la durée de vie des consommables de la torche, tout en évitant efficacement que le point d'amorçage ne se situe trop près du diffuseur 2. Afin d'éviter tout risque de combustion, la hauteur h de la portion d'extrémité amont est avantageusement d'au moins 1.9 mm, de préférence au moins 0.5 mm. Par ailleurs, la première valeur d de largeur de passage de la portion intermédiaire 9 et la deuxième valeur D de largeur de passage de la portion d'extrémité amont 10 sont de préférence telles que D > 2 x d, de préférence encore telles que D > 3 X d. Ceci permet également d'éviter que le point d'amorçage ne se situe trop près du diffuseur 2, sans pour autant que l'amorçage ne soit perturbé ou ne nécessite une tension qui irait au-delà de la tension maximale délivrée par le générateur. Le choix de la première distance d dépend de la tension maximale délivrée par le générateur haute tension / haute fréquence, d devant être d'autant plus faible que la tension maximale est basse. Typiquement, la première valeur d de largeur de passage de la portion intermédiaire 9 est comprise entre 0,2 et 4 mm. En fait, la portion d'extrémité amont 10 du passage 4 selon l'invention peut revêtir différentes géométrie. Dans tous les cas, la portion d'extrémité amont 10 comprend au moins une paroi périphérique dont la surface interne a une géométrie ou un profil conduisant à une augmentation de la largeur de passage 4 à proximité du diffuseur 2. Selon le cas, ladite paroi périphérique peut appartenir à la tuyère 1, à l'électrode 3, ou bien à la tuyère 1 et à l'électrode 3. Dit autrement, la surface interne de ladite paroi périphérique peut être formée par au moins une partie de la surface interne de la tuyère 1, de la surface externe de l'électrode 3 ou de la surface interne de la tuyère 1 et de la surface externe de l'électrode 3. En particulier, comme illustré sur la Figure 3, la portion d'extrémité amont 10 peut comprendre au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe AA d'un angle (3. Sur la Figure 3, cette surface interne est formée par une partie de la surface interne de la tuyère 1. De manière alternative, cette surface interne peut être formée par une partie de la surface externe de l'électrode 3, comme illustré sur la Figure 6. Une surface inclinée d'angle (3 peut aussi être formée au niveau de la surface interne de la tuyère et de la surface externe de l'électrode 3. De préférence, l'angle (3 est supérieur ou égal à 10°, de préférence supérieur ou égal à 20°, l'angle (3 étant en outre avantageusement inférieur ou égal à 90°. Ladite surface interne peut en outre comprendre plusieurs portions inclinées selon des angles (3 différents. Selon un autre mode de réalisation, l'augmentation de la largeur du passage de gaz 4 à proximité du diffuseur de gaz 2 peut être obtenue en usinant un épaulement au niveau de la tuyère (Figure 4) et/ou de l'électrode (Figure 7). En d'autres termes, la portion d'extrémité amont 10 comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe AA d'un angle (3=90°. Selon une variante de réalisation, la portion d'extrémité amont 10 peut comprendre au 30 moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion a un profil curviligne. Ainsi, la Figure 5 illustre le cas où une telle portion de surface curviligne est agencée au niveau de la surface interne de la tuyère 1. Les Figures 8 et 9 illustrent quant à elles respectivement les cas où une telle portion de surface curviligne est agencée au niveau de la surface externe de l'électrode 3 seulement, et au niveau à la fois de la surface interne de la tuyère 1 et de la surface externe de l'électrode 3. A noter que le profil curviligne peut être formé par des portions curvilignes de différents rayons de courbure. En outre, la portion d'extrémité amont 10 peut comprendre au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée d'un angle p et dont au moins une autre portion a un profil curviligne. A noter que par les termes « profil de surface interne », on entend la forme de ladite surface interne selon une coupe longitudinale passant par l'axe de symétrie A de la tuyère. L'efficacité de la solution de l'invention a pu être testée au cours d'essais de durée de vie avec une torche de coupage plasma telle qu'illustrée sur la Figure 3. Ces essais consistaient notamment à effectuer 600 amorçages d'arc pilote, à une intensité de 260 A avec coupage d'une pièce pendant 20 secondes à une vitesse de 160 cm/min, la pièce étant en acier et d'une épaisseur de 25 mm et le passage de gaz 4 étant alimenté en oxygène. Le passage de gaz 4 était tel que D = 3.6 mm, d = 1.5 mm, H =10.7 mm et h = 11.65 mm. Dans tous les cas, il a été constaté que l'arc pilote s'amorçait dans la portion aval convergente de la tuyère puis au niveau de la portion intermédiaire 9, sans atteindre la portion d'extrémité amont 10, c'est-à-dire en restant à une distance suffisante du diffuseur 2 pour éviter tout risque de combustion. Bien entendu, la présente description de formes possibles de surfaces internes de la paroi périphérique de la portion d'extrémité amont 6 est donnée à titre d'illustration de différents modes de réalisation possibles de l'invention et n'a pas de caractère limitatif. L'application principale d'une torche à plasma d'arc selon l'invention est un procédé de coupage de pièce métallique par plasma d'arc, sans ou avec vortex d'eau. Dans le cas d'une torche destinée au coupage par plasma d'arc en vortex d'eau, la torche comprend un écran 5, ou tuyère aval, agencé en aval de la tuyère 1. L'écran comprend en outre des moyens de génération de vortex aptes à et conçus pour distribuer par l'écran un jet d'eau se propageant jusqu'à la pièce à couper et formant un vortex autour de la colonne de plasma d'arc établie entre l'électrode et la pièce. La géométrie de la chambre d'arc de la torche selon l'invention permet d'amorcer efficacement et sûrement un arc électrique, quelle que soit la nature du gaz d'amorçage, en particulier sous atmosphère oxydante et avec un diffuseur de gaz formé d'un matériau plastique. Il est ainsi possible d'obtenir des performances de coupe optimales dès l'amorçage de l'arc, ce qui minimise la quantité de matière perdue au démarrage de la torche. REVENDICATIONS1. Torche à plasma d'arc comprenant une tuyère (1), un diffuseur de gaz (2) agencé en amont de la tuyère (1) et une électrode (3) agencée au moins en partie dans la tuyère (1) et le diffuseur de gaz (2), la tuyère (1) et l'électrode (3) étant coaxiales d'axe (AA) et définissant entre elles un passage de gaz (4), caractérisée en ce que le passage de gaz (4) comprend une portion intermédiaire (9) de forme sensiblement tubulaire et une portion d'extrémité amont (10) s'étendant de la portion intermédiaire (9) jusqu'au diffuseur de gaz (2), ladite portion intermédiaire (9) ayant, selon une direction transversale à l'axe (AA), une largeur de passage d'une première valeur (d), et ladite portion d'extrémité amont (10) ayant une largeur de passage d'une deuxième valeur (D), avec D>d, au niveau du diffuseur de gaz (2). 2. Torche selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la deuxième valeur (D) est la largeur maximale du passage de gaz (4). 3. Torche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur de passage de la portion d'extrémité amont (10) augmente en direction du diffuseur de gaz (2) jusqu'à atteindre la deuxième valeur (D). 4. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diffuseur de gaz (2) est agencé au moins partiellement dans ou autour de la tuyère (1), le diffuseur de gaz (2) et la tuyère (1) comprenant une butée (11) et un épaulement (12) complémentaires, la deuxième valeur (D) étant atteinte au niveau de ladite butée (11) ou dudit épaulement (12) du diffuseur de gaz (2). 5. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la portion intermédiaire (9) a une première hauteur (H) et la portion d'extrémité amont (10) a une deuxième hauteur (h) avec H > h, de préférence avec H > 1,5 x h. 6. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première hauteur (H) de la portion intermédiaire (9) et la deuxième hauteur (h) de la portion d'extrémité amont (10) sont telles que H 7. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première valeur (d) de largeur de passage de la portion intermédiaire (9) et la deuxième valeur (D) de largeur de passage de la portion d'extrémité amont (10) sont telles que D > 2 X d, de préférence D > 3 X d. 8. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première valeur (d) de largeur de passage de la portion intermédiaire (9) est comprise entre 0,2 et 4 mm. 9. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la portion d'extrémité amont (10) comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe (AA) d'un angle 03) supérieur ou égal à 10°, de préférence supérieur ou égal à 20°. 10. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la portion d'extrémité amont (10) comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion est inclinée par rapport à l'axe (AA) d'un angle 03) inférieur ou égal à 90°. 11. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la portion d'extrémité amont (10) comprend au moins une paroi périphérique ayant une surface interne dont au moins une portion a un profil curviligne. 12. Torche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la au moins une paroi périphérique de la portion d'extrémité amont (10) appartient à la tuyère (1) et/ou à l'électrode (3). 13. Procédé de coupage par plasma d'arc d'une pièce métallique mettant en oeuvre une torche à plasma d'arc selon l'une des revendications précédentes.30