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

¿Qué es la 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 en el sentido de que el arco se crea entre un electrodo de tungsteno puntiagudo y la pieza de trabajo. Sin embargo, al colocar el electrodo dentro del cuerpo del soplete, el arco de plasma puede separarse de la envoltura de gas de protección. Luego, el plasma se fuerza a través de una boquilla de cobre finamente perforada que constriñe el arco.

La soldadura por plasma es un proceso en el que se enciende un arco de plasma entre el electrodo y el material base y se utiliza para soldar. Se clasifica como un tipo de electrodo no consumible y, al igual que la soldadura TIG, utiliza una varilla de tungsteno como electrodo. La diferencia es que utiliza una boquilla para cubrir el electrodo y un gas de plasma para evitar que se propague el arco.

La alta concentración de calor resultante permite una soldadura de alta velocidad con un cordón estrecho y menos distorsión. Debido a su arco altamente direccional, la soldadura por plasma es adecuada para soldaduras en ángulo y puede eliminar las salpicaduras.

Su bajo consumo de electrodos permite realizar soldaduras de alta calidad durante un largo periodo de tiempo. Aunque los soldadores son caros en comparación con los soldadores TIG, los costes de funcionamiento son bajos. Este es uno de los mejores métodos para la soldadura automática.

El gas piloto (gas inerte) fluye a través del soplete y es ionizado (conversión de plasma) por el calor del arco piloto. El gas piloto ionizado forma un chorro de plasma, se expulsa por el orificio de la boquilla y actúa como conductor de la corriente del arco.

Esto estrecha el arco para darle una alta densidad de energía y salir disparado por el orificio de la punta del inserto. La dispersión del arco se limita a aproximadamente una cuarta parte de la soldadura TIG, lo que da como resultado un arco de mayor densidad de corriente.

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