¿Qué es la soldadura por arco de plasma? - Piezas y trabajo

Qué es ¿Soldadura por plasma?

La soldadura por arco de plasma (PAW) es un proceso de soldadura por arco muy similar a la soldadura TIG ya que el arco se forma entre un electrodo de tungsteno puntiagudo y la pieza de trabajo. Sin embargo, al colocar el electrodo dentro del cuerpo de la antorcha, el arco de plasma se puede separar de la envoltura de gas de protección. Luego, el plasma se fuerza a través de una boquilla de cobre de calibre fino que constriñe el arco.

La diferencia clave con GTAW es que en PAW, el electrodo se coloca dentro del cuerpo de la antorcha, por lo que el arco de plasma se separa de la envoltura de gas de protección. Luego, el plasma se fuerza a través de una boquilla de cobre de calibre fino que constriñe el arco y el plasma sale del orificio a altas velocidades (acercándose a la velocidad del sonido) y a una temperatura cercana a los 28 000 °C (50 000 °F) o superior.

El plasma de arco es un estado temporal de un gas. El gas se ioniza por la corriente eléctrica que lo atraviesa y se convierte en un conductor de electricidad. En un estado ionizado, los átomos se dividen en electrones (-) y cationes (+) y el sistema contiene una mezcla de iones, electrones y átomos altamente excitados.

El grado de ionización puede estar entre el 1% y superior al 100% (posible con doble y triple grado de ionización). Dichos estados existen a medida que se extraen más electrones de sus órbitas.

La energía del chorro de plasma y, por lo tanto, la temperatura depende de la potencia eléctrica empleada para crear el arco de plasma. Un valor típico de temperatura obtenido en una antorcha de chorro de plasma es del orden de 28000 °C (50000 °F), en comparación con aproximadamente 5500 °C (10000 °F) en una soldadura por arco eléctrico ordinaria. Todos los arcos de soldadura son plasmas (parcialmente ionizados), pero el de la soldadura por arco de plasma es un plasma de arco constreñido.

Diámetro interior

Se pueden producir tres modos de funcionamiento variando el diámetro interior y el caudal de gas de plasma:

Microplasma:0,1 a 15A

El arco de microplasma puede funcionar con corrientes de soldadura muy bajas. El arco columnar es estable incluso cuando la longitud del arco varía hasta 20 mm.

Corriente media:15 a 200A

A corrientes más altas, de 15 a 200 A, las características del proceso del arco de plasma son similares a las del arco TIG, pero debido a que el plasma está contraído, el arco es más rígido. Aunque el caudal de gas de plasma se puede aumentar para mejorar la penetración del baño de soldadura, existe el riesgo de que entre aire y gas de protección debido a una turbulencia excesiva en el gas de protección.

Plasma de ojo de cerradura:más de 100A4

Al aumentar la corriente de soldadura y el flujo de gas de plasma, se crea un haz de plasma muy potente que puede lograr una penetración completa en un material, como en la soldadura por láser o haz de electrones.

Durante la soldadura, el orificio corta progresivamente el metal con el baño de soldadura fundido fluyendo hacia atrás para formar el cordón de soldadura bajo las fuerzas de tensión superficial. Este proceso se puede utilizar para soldar material más grueso (hasta 10 mm de acero inoxidable) en una sola pasada.

Construcción de la máquina de soldadura de arco de plasma:

La configuración de soldadura por arco de plasma consta de los siguientes componentes:

• Fuente de alimentación
• Soplete de soldadura por plasma
• Recirculador de agua
• Electrodo de tungsteno
• Gas de protección
• Gas de plasma
• Kit de accesorios de antorcha (puntas, cerámica, pinzas, medidores de configuración de electrodos)
• Material de relleno

Déjame darte una breve descripción de cada componente.

1. Fuente de alimentación:

El proceso de soldadura por arco de plasma necesitaba un suministro de CC de alta potencia para generar la chispa eléctrica entre el electrodo de tungsteno y las placas de soldadura

Esta soldadura puede soldar a un mínimo de 2 amperios y la corriente máxima que puede manejar es de unos 300 amperios. Necesita unos 80 voltios para su correcto funcionamiento.

La fuente de alimentación consta de un transformador, un rectificador y una consola de control.

2. Soplete de soldadura por plasma:

Esta es la parte más importante del proceso de soldadura por plasma.

Esta antorcha es bastante similar a la utilizada en la soldadura TIG.

Las antorchas PAW se enfrían con agua porque el arco está contenido dentro de la antorcha que produce mucho calor, por lo que se proporciona una camisa de agua fuera de la antorcha.

3. Recirculador de agua:

Este mecanismo se utiliza para enfriar la antorcha de soldadura por el flujo continuo de agua fuera de la antorcha de soldadura.

4. Electrodo de tungsteno:

En esta máquina, utilizamos un electrodo de tungsteno no consumible. Como sabemos, el tungsteno puede soportar temperaturas muy altas.

5. Gas de protección:

En este proceso de soldadura utilizamos dos gases inertes. Necesitamos mantener una presión baja para evitar turbulencias mientras soldamos debido a que este escudo de soldadura de gas de baja presión se forma semanalmente, es por eso que necesitamos cargar otro gas inerte a través de la parte exterior de la fuerza de soldadura en un caudal alto, para hacer la pantalla de soldadura sostenible.

Los gases inertes que se utilizan en este proceso pueden ser helio, argón y también hidrógeno según la necesidad, y depende totalmente de la temperatura.

6. Gas de plasma:

Es un gas caliente ionizado compuesto de casi el mismo número de electrones e iones. Tiene suficiente energía para liberar electrones de moléculas, átomos y electrones para sincronizar.

Es la principal fuente de energía de esta soldadura.

7. Kit de accesorios de antorcha:

Estos kits se utilizan para ampliar el rendimiento de la antorcha de soldadura.

8. Material de relleno:

En la soldadura por plasma no se utiliza material de aporte. Si se utiliza el material de relleno, se introduce directamente en la zona de soldadura.

¿Cómo funciona la soldadura por plasma?

Un plasma es un gas que se calienta a una temperatura extremadamente alta y se ioniza para que se vuelva eléctricamente conductor. Similar a GTAW (Tig), el proceso de soldadura por arco de plasma utiliza este plasma para transferir un arco eléctrico a una pieza de trabajo. El metal a soldar se funde por el intenso calor del arco y se fusiona.

En el soplete de soldadura por plasma, un electrodo de tungsteno está ubicado dentro de una boquilla de cobre que tiene una pequeña abertura en la punta. Se inicia un arco piloto entre el electrodo del soplete y la punta de la boquilla. Este arco se transfiere luego al metal a soldar.

Al forzar el gas de plasma y el arco a través de un orificio estrecho, la antorcha entrega una alta concentración de calor a un área pequeña. Con equipos de soldadura de alto rendimiento, el proceso de plasma produce soldaduras de calidad excepcionalmente alta.

Los gases de plasma son normalmente argón. El soplete también utiliza un gas secundario, argón, argón/hidrógeno o helio, que ayuda a proteger el charco de soldadura fundida, minimizando así la oxidación de la soldadura.

Ventajas de la soldadura de arco de plasma

Las ventajas de la soldadura por arco de plasma son las siguientes:

• El diseño de la antorcha permite un mejor control del arco.
• Este método proporciona más libertad para observar y controlar la soldadura.
• Cuanto mayor sea la concentración de calor y el chorro de plasma, mayor será la velocidad de viaje.
• La alta temperatura y la alta concentración de calor del plasma permiten el efecto ojo de cerradura.
• Esto proporciona una penetración completa con la soldadura de un solo paso de muchas juntas.
• La zona afectada por el calor es más pequeña en comparación con GTAW (soldadura por arco de tungsteno con gas).
• Utiliza menos entrada de corriente en comparación con otro proceso de soldadura.

Desventajas de la soldadura de arco de plasma:

Las desventajas de la soldadura por arco de plasma son:

• Produce soldaduras más anchas y zonas afectadas por el calor en comparación con LBW y EBW.
• El equipo de soldadura por plasma es muy costoso. Por lo tanto, tendrá un costo inicial más alto.
• Requiere formación y especialización para realizar soldadura por plasma.
• Produce radiación ultravioleta e infrarroja.
• El método produce un ruido más alto del orden de unos 100 dB.
• La antorcha es voluminosa y, por lo tanto, la soldadura manual es un poco difícil y requiere capacitación, como se mencionó.

Aplicaciones de la soldadura de arco de plasma:

La aplicación de la soldadura por arco de plasma es:

• Esta soldadura se utiliza en las industrias naval y aeroespacial.
• Se utiliza para soldar tuberías y tubos de acero inoxidable o titanio.
• Se utiliza principalmente en industrias electrónicas.
• Además, se utiliza para reparar herramientas, troqueles y moldes.
• Se utiliza para soldar o recubrir un álabe de turbina.

Entonces, esto es todo sobre el mecanizado de soldadura por arco de plasma, espero que hayan disfrutado este artículo. También escribí artículos sobre algunos otros procesos de soldadura para comprobarlos también. Y además, no olvides compartir el artículo en tu red social favorita.

Vídeo de soldadura por plasma

Preguntas frecuentes

¿Qué es la soldadura por plasma?

La soldadura por arco de plasma (PAW) es un proceso de soldadura por arco similar a la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW). El arco eléctrico se forma entre un electrodo (que generalmente, pero no siempre, está hecho de tungsteno sinterizado) y la pieza de trabajo. La diferencia clave con GTAW es que en PAW, el electrodo se coloca dentro del cuerpo de la antorcha, por lo que el arco de plasma se separa de la envoltura de gas de protección.

Luego, el plasma se fuerza a través de una boquilla de cobre de calibre fino que constriñe el arco y el plasma sale del orificio a altas velocidades (acercándose a la velocidad del sonido) y a una temperatura cercana a los 28 000 °C (50 000 °F) o superior.

¿Para qué se utiliza la soldadura por arco de plasma?

La soldadura por plasma se utiliza para hacer soldaduras tipo ojo de cerradura y sin ojo de cerradura. Realización de una soldadura sin orificio de cerradura:el proceso puede realizar soldaduras sin orificio de cerradura en piezas de trabajo con un espesor de 2,4 mm o menos.

¿Qué es el proceso de soldadura por arco de plasma?

La soldadura por arco de plasma (PAW) es un proceso de soldadura por arco muy similar a la soldadura TIG ya que el arco se forma entre un electrodo de tungsteno puntiagudo y la pieza de trabajo. Sin embargo, al colocar el electrodo dentro del cuerpo de la antorcha, el arco de plasma se puede separar de la envoltura de gas de protección.

¿Cuáles son los dos tipos de soldadura por arco de plasma?

Hay dos tipos de sistemas de mecanizado por arco de plasma (PAM):el sistema PAM de arco transferido y el sistema PAM de arco no transferido. En el sistema PAM de arco transferido, el arco de plasma se transfiere entre el electrodo y la pieza de trabajo.

¿Cuál es la única diferencia entre la soldadura por arco de plasma?

La construcción de la antorcha es la única diferencia entre la soldadura por arco de plasma y la soldadura TIG. Tanto TIG como PAW utilizan electrodos de tungsteno.

¿Puedo soldar con cortador de plasma?

Con el diseño de soplete adecuado, una inyección de nitrógeno y agua, menos costosa que otros gases, puede funcionar bien al cortar con plasma aluminio y material inoxidable para su posterior soldadura. El proceso implica un electrodo rodeado de nitrógeno, que se calienta con un arco eléctrico para formar el plasma.

¿Cuál es la diferencia entre la soldadura por plasma y la soldadura TIG?

En la soldadura tig, el arco está formado por un electrodo (tungsteno) y se mantiene en una cubierta de gas de protección. Es para trabajos delicados en materiales delgados. En la soldadura por arco de plasma, el electrodo se coloca en la antorcha y el arco se infunde con gas.

¿Cuáles son los tres tipos de soldadura por plasma?

Tres tipos principales de soldadura por plasma

• Micro soldadura por plasma, donde la corriente está entre 0,02 y 15 amperios.
• Soldadura por plasma con la “técnica melt-in”, donde la soldadura se realiza de la misma forma que en el proceso TIG. El amperaje está entre 15 y 100 amperios.
• Soldadura por plasma mediante la “técnica de ojo de cerradura”.

¿Qué industrias utilizan la soldadura por arco de plasma?

5 aplicaciones perfectas de soldadura por arco de plasma

• Fabricación de tubos de acero . En la industria automotriz, los tubos de acero son una parte importante del sistema de escape.
• Soldado de componentes metálicos pequeños
• Lo mejor para juntas a tope.
• Soldadura de chips electrónicos delgados.
• Fabricación de Dispositivos Médicos.

¿Qué electrodo se utiliza en la soldadura por arco de plasma?

El electrodo utilizado para el proceso de plasma es tungsteno-2 % torio y la boquilla de plasma es de cobre.

¿Quién inventó la soldadura por arco de plasma?

La soldadura por arco de plasma (PAW) fue inventada y patentada en 1953 por Robert M. Gage en el laboratorio Linde/Union Carbide en Buffalo, Nueva York. Aproximadamente 10 años de desarrollo y múltiples patentes posteriores ocurrieron antes de que los dispositivos se lanzaran al mercado en 1964.

¿Cómo corta el plasma?

El corte por plasma (corte por arco de plasma) es un proceso de fusión en el que se utiliza un chorro de gas ionizado a temperaturas superiores a 20 000 °C para fundir y expulsar el material del corte. Durante el proceso, se genera un arco eléctrico entre un electrodo (cátodo) y la pieza de trabajo (ánodo).

¿La soldadura MIG es soldadura por arco?

La soldadura de metal con gas inerte (MIG) es un proceso de soldadura por arco que utiliza un electrodo de alambre sólido continuo calentado y alimentado al baño de soldadura desde una pistola de soldar. Los dos materiales base se funden juntos formando una unión.

¿Cuáles son las ventajas de la soldadura por arco de plasma sobre la soldadura TIG?

Ventajas de la soldadura por arco de plasma:

• El diseño de la antorcha permite un mejor control del arco.
• Este método proporciona más libertad para observar y controlar la soldadura.
• La mayor concentración de calor y el chorro de plasma permiten velocidades de viaje más rápidas.
• La alta temperatura y la alta concentración de calor del plasma permiten el efecto ojo de cerradura.

¿Qué es la velocidad de soldadura?

La velocidad de desplazamiento es simplemente la velocidad a la que se mueve el soplete o la pistola de soldadura a través de la pieza de trabajo medida en milímetros por minuto. Junto con el voltaje y el amperaje, la velocidad de desplazamiento es una de las tres variables en la soldadura por arco que determina la cantidad de entrada de calor.

¿Se puede soldar aluminio con plasma?

El corte por plasma de aluminio puede crear soldaduras perfectas. Al usar un cortador de este tipo, puede mantener moderadamente fría la superficie del metal fuera del área de soldadura. Además, ayuda a prevenir la distorsión o el daño de la pintura que normalmente se produce con los cortadores de llama. Los cortadores de plasma sueldan con precisión y rapidez las piezas de trabajo de aluminio.

¿Es mejor un cortador de plasma que una antorcha?

El plasma no requiere que el metal se precaliente antes del corte, lo que ahorra tiempo, y los cortadores de plasma también superan a los sopletes de oxicombustible al cortar metales apilados. Se pueden lograr velocidades más rápidas en metales más delgados con plasma, con una distorsión del metal mínima o nula.

¿Se puede cortar con plasma el carburo de tungsteno?

Es carburo de tungsteno sinterizado que se forma, no se funde ni se forja. Las láminas están disponibles para ciertos rodamientos, pero no se pueden cortar con plasma. Normalmente, las herramientas de carburo son de carburo sólido o de carburo soldado "con punta" o insertos de carburo en herramientas forjadas y mecanizadas a partir de acero de alta resistencia.

¿Qué gas es adecuado para la soldadura de aleaciones de níquel de acero inoxidable mediante soldadura por arco de plasma?

Las mezclas de argón o argón-hidrógeno se utilizan para acero inoxidable y aleaciones de níquel, para aumentar las velocidades de soldadura y reducir las películas de óxido. En la soldadura por plasma de "ojo de cerradura" de espesores de 2,5 a 6,5 ​​mm, se forma un orificio en las juntas a tope de borde cuadrado en el borde frontal del baño de fusión.

¿Cuál es la función del fundente en la soldadura por arco sumergido?

Las funciones del fundente son:asistir el cebado del arco y la estabilidad. para formar una escoria que protegerá y dará forma al cordón de soldadura. para formar un escudo de gas para proteger el metal de aporte fundido que se proyecta a través del espacio del arco.

¿Qué es la soldadura por arco de plasma de ojo de cerradura?

La soldadura por arco de plasma de ojo de cerradura es un proceso único de soldadura por arco para una penetración profunda. Para garantizar la calidad de las soldaduras, la presencia del ojo de cerradura es fundamental. Comprender el ojo de la cerradura sin duda beneficiará la mejora del proceso y la calidad de la soldadura.

¿Qué es el ranurado por arco de plasma?

El ranurado por arco de plasma es una variante del proceso de arco de plasma. El arco se forma entre un electrodo refractario (tungsteno habitual) y la pieza de trabajo. El plasma intenso se logra constriñendo el arco usando una boquilla de cobre de calibre fino.