Corte por plasma

Mar 17, 2023

Las piezas de trabajo hechas de materiales eléctricamente conductores se cortan mediante un chorro acelerado de plasma caliente. Es una forma eficaz de cortar chapa gruesa.

Proveedores relacionados

Ya sea que esté creando obras de arte o fabricando piezas terminadas, el corte por plasma ofrece posibilidades ilimitadas para cortar aluminio, acero inoxidable y más. Pero, ¿qué hay exactamente detrás de esta tecnología relativamente nueva? Aclaramos las preguntas más importantes en nuestro breve resumen con los datos más importantes sobre las cortadoras de plasma y el corte por plasma.

El corte por plasma es un proceso en el que se cortan materiales eléctricamente conductores mediante un chorro acelerado de plasma caliente. Los materiales típicos que se pueden cortar con un soplete de plasma son acero, acero inoxidable, aluminio, latón, cobre y otros metales conductores. El corte por plasma se usa ampliamente en la fabricación, reparación y restauración de automóviles, construcción industrial, salvamento y desguace. Debido a la alta velocidad y precisión de los cortes a bajo costo, el corte por plasma se usa ampliamente desde grandes aplicaciones industriales CNC hasta pequeñas empresas de pasatiempos donde los materiales se usan posteriormente para soldar. Corte por plasma: el gas conductor con una temperatura de hasta 30 000 °C hace que el corte por plasma sea tan especial.

El proceso básico en el corte y la soldadura por plasma consiste en crear un canal eléctrico de gas sobrecalentado y ionizado eléctricamente, es decir, plasma, desde la propia cortadora de plasma a través de la pieza de trabajo que se va a cortar, formando así un circuito terminado de regreso a la cortadora de plasma a través de un terminal de tierra. . Esto se logra mediante un gas comprimido (oxígeno, aire, gas inerte y otros según el material a cortar) que se sopla a la pieza de trabajo a alta velocidad a través de una boquilla enfocada. Dentro del gas, se forma un arco entre un electrodo cerca de la boquilla de gas y la propia pieza de trabajo. Este arco eléctrico ioniza parte del gas y crea un canal de plasma eléctricamente conductor. A medida que la corriente del soplete de corte del cortador de plasma fluye a través de este plasma, emite suficiente calor para derretir la pieza de trabajo. Al mismo tiempo, gran parte del plasma de alta velocidad y el gas comprimido expulsan el metal fundido caliente, separando la pieza de trabajo.

El corte por plasma es una forma efectiva de cortar materiales delgados y gruesos. Las antorchas manuales generalmente pueden cortar láminas de acero de hasta 38 mm de espesor, las antorchas controladas por computadora más fuertes pueden cortar láminas de acero de hasta 150 mm de espesor. Dado que los cortadores de plasma producen un "cono" muy caliente y muy localizado para cortar, son muy útiles para cortar y soldar láminas en formas curvas o en ángulo.

Desarrollo de productos

Creación de una nueva herramienta de corte: del concepto al husillo

ventajas:

Desventajas:

Los cortadores de plasma manuales se utilizan generalmente en talleres para el procesamiento de metales delgados, mantenimiento de fábricas, mantenimiento agrícola, centros de reparación de soldadura, centros de servicio de metales (chatarra, soldadura y desmantelamiento), trabajos de construcción (por ejemplo, edificios y puentes), construcción naval comercial, producción de remolques, automóviles. reparación y obras de arte (fabricación y soldadura).

Los cortadores de plasma mecanizados suelen ser mucho más grandes que los cortadores de plasma manuales y se utilizan junto con mesas de corte. Los cortadores de plasma mecanizados se pueden integrar en un sistema de punzonado, láser o robotizado. El tamaño de un cortador de plasma mecanizado depende de la mesa y el portal utilizados. Estos sistemas no son fáciles de maniobrar, por lo que se deben considerar todos sus componentes junto con el diseño del sistema antes de la instalación.

Mientras tanto, los fabricantes también ofrecen unidades combinadas que son adecuadas tanto para el corte por plasma como para la soldadura. En el sector industrial, la regla general es: cuanto más complejos sean los requisitos para el corte por plasma, mayores serán los costes.

El corte por plasma surgió de la soldadura por plasma en la década de 1960 y se convirtió en un proceso muy productivo para cortar láminas y placas de metal en la década de 1980. En comparación con el corte tradicional de "metal contra metal", el corte por plasma no produce virutas de metal y ofrece cortes precisos. Los primeros cortadores de plasma eran grandes, lentos y caros. Por lo tanto, se utilizaron principalmente para la repetición de patrones de corte en el modo de producción en masa. Al igual que con otras máquinas herramienta, la tecnología CNC (Computer Numerical Control) se utilizó en la cortadora de plasma desde finales de la década de 1980 hasta la década de 1990. Gracias a la tecnología CNC, las cortadoras de plasma obtuvieron una mayor flexibilidad para cortar diferentes formas en función de una serie de instrucciones programadas en el control numérico de la máquina. Sin embargo, las máquinas de corte por plasma CNC generalmente se limitaban a cortar patrones y piezas de láminas de acero planas con solo dos ejes de movimiento.

En los últimos diez años, los fabricantes de varios cortadores de plasma han desarrollado modelos completamente nuevos con una boquilla más pequeña y un arco de plasma más delgado. Esto permite una precisión similar a la de un láser en los filos de corte por plasma. Varios fabricantes han combinado el control de precisión CNC con estas antorchas para producir piezas que requieren poco o ningún reproceso, lo que simplifica otros procesos como la soldadura.

El término "separación térmica" se utiliza como un término genérico para los procesos en los que los materiales se cortan o forman por la acción del calor con o sin flujo de oxígeno de tal manera que no es necesario volver a trabajar en el procesamiento posterior. Los tres procesos dominantes son el oxicorte, el plasma y el corte por láser.

Corte con oxicombustible

Cuando los hidrocarburos se oxidan, generan calor. Al igual que con otros procesos de combustión, el oxicorte no requiere equipos costosos, la fuente de energía es fácil de transportar y la mayoría de los procesos no requieren electricidad ni agua de refrigeración. Un mechero y una bombona de gas combustible suelen ser suficientes. El oxicorte es el proceso predominante para el corte de acero pesado, sin alear y de baja aleación y también se utiliza para preparar el material para la soldadura posterior. Una vez que la llama autógena ha llevado el material a la temperatura de ignición, se enciende el chorro de oxígeno y hace que el material se queme. La rapidez con la que se alcanza la temperatura de ignición depende del gas combustible. La velocidad para el corte correcto depende de la pureza del oxígeno y de la velocidad del chorro de oxígeno gaseoso. El oxígeno de alta pureza, el diseño optimizado de las boquillas y el gas combustible correcto garantizan una alta productividad y minimizan los costos generales del proceso.

Corte por plasma

El corte por plasma se desarrolló en la década de 1950 para cortar metales que no se podían cocer (por ejemplo, acero inoxidable, aluminio y cobre). En el corte por plasma, el gas de la boquilla se ioniza y concentra gracias al diseño especial de la boquilla. Solo con esta corriente de plasma caliente se pueden cortar materiales como plásticos (sin arco transferido). Con materiales metálicos, el corte por plasma también enciende un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo para aumentar la transferencia de energía. Una abertura de boquilla muy estrecha enfoca el arco y la corriente de plasma. Se puede lograr un cordón adicional de la vía de descarga mediante un gas secundario (gas protector). La elección de la combinación adecuada de plasma y gas protector puede reducir significativamente los costes generales del proceso.

Corte por láser

El corte por láser es la última tecnología de corte térmico y se desarrolló después del corte por plasma. El rayo láser se genera en la cavidad del resonador del sistema de corte por láser. Si bien el consumo del gas resonador es bajo, su pureza y la correcta composición son decisivas. Los gases especiales del resonador protegen los dispositivos desde el cilindro hasta la cavidad del resonador y optimizan el rendimiento de corte. Para cortar y soldar, el rayo láser se guía desde el resonador hasta el cabezal de corte a través del sistema de trayectoria del rayo. Se debe asegurar que el sistema esté libre de solventes, partículas y vapores. Especialmente para sistemas de alto rendimiento (> 4kW) se recomienda nitrógeno de una fuente líquida. En el corte por láser, el oxígeno o el nitrógeno pueden servir como gas de corte. El oxígeno se usa para acero sin alear y de baja aleación, aunque el proceso es similar al corte con oxicombustible. Aquí, también, la pureza del oxígeno juega un papel importante. El nitrógeno se usa para acero inoxidable, aluminio y aleaciones de níquel para lograr un borde limpio y mantener las propiedades críticas del material base.

El agua se utiliza como refrigerante en muchos procesos industriales que aportan altas temperaturas al proceso. Lo mismo se aplica a la inyección de agua en el corte por plasma. El agua se inyecta a través del inyector en el arco de plasma del cortador de plasma. El arco de plasma generalmente se crea cuando se usa nitrógeno como gas de plasma, como es el caso con la mayoría de los cortadores de plasma. Tan pronto como el agua se inyecta en el arco de plasma, se produce una fuerte constricción. En este proceso especial, la temperatura aumenta significativamente a 30.000°C y más. Si se comparan las ventajas del proceso mencionado anteriormente con el plasma convencional, se puede ver que tanto la calidad de corte como la rectangularidad del corte mejoran significativamente y los materiales se preparan idealmente para la soldadura. Además de la mejora en la calidad de corte durante el corte por plasma, también se puede observar un aumento en la velocidad de corte, un menor riesgo de doble curvatura y una reducción en la erosión de la boquilla.

El gas de turbulencia se usa a menudo en la industria del corte por plasma para lograr una mejor contención de la columna de plasma y un arco de estrechamiento más estable. A medida que aumenta el número de vórtices de gas de entrada, la fuerza centrífuga mueve el punto de máxima presión hacia el borde de la cámara y el punto de mínima presión mucho más cerca del eje. La diferencia entre la presión máxima y mínima aumenta con el número de remolinos. La gran diferencia de presión en la dirección radial estrecha el arco y conduce a una alta densidad de corriente y un calentamiento de ohmios cerca del eje.

Esto conduce a una temperatura mucho más alta cerca del cátodo. Cabe señalar que el gas de torsión acelera la erosión del cátodo por dos razones: aumenta la presión en la cámara y cambia el patrón de flujo cerca del cátodo. También debe tenerse en cuenta que el gas con un número de remolino elevado aumenta la componente de velocidad de remolino en el punto de corte de acuerdo con la conservación del momento angular. Se supone que esto provoca diferentes ángulos en los bordes izquierdo y derecho de la entalladura.

¡Y ahora es tu turno!

Danos tu opinión sobre este artículo. ¿Qué preguntas siguen abiertas, qué aspectos te interesan? ¡Tus comentarios nos ayudarán a ser mejores!

(DNI:45939723)