¿Qué es el corte por plasma y cómo funciona el corte por plasma?

¿Qué es el corte por plasma?

El corte por 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. Este calor derrite el metal y el flujo de gas lo expulsa del corte. Los gases de plasma suelen ser argón, argón/hidrógeno o nitrógeno.

Durante el proceso, se genera un arco eléctrico entre un electrodo (cátodo) y la pieza de trabajo (ánodo). El electrodo está empotrado en una boquilla de gas enfriada por agua o aire que contrae el arco y hace que se forme el chorro de plasma estrecho, de alta temperatura y alta velocidad.

Cuando el chorro de plasma golpea la pieza de trabajo, se produce la recombinación y el gas vuelve a su estado normal, emitiendo un intenso calor al hacerlo. Los gases de plasma suelen ser argón, argón/hidrógeno o nitrógeno. Estos gases inertes pueden ser reemplazados por aire pero esto requiere un electrodo especial de hafnio o zirconio.

El uso de aire comprimido hace que esta variante del proceso de plasma sea altamente competitiva con el proceso de oxicombustión para cortar aceros al carbono-manganeso e inoxidables de hasta 20 mm de espesor. Se prefieren los gases inertes para cortes de alta calidad en aleaciones reactivas.

El arco de plasma puede cortar una amplia gama de aleaciones conductoras de electricidad, incluidos acero al carbono y acero inoxidable, aluminio y sus aleaciones, aleaciones de níquel y titanio. El método se desarrolló originalmente para cortar materiales que no podían cortarse satisfactoriamente con el proceso de oxicombustible.

Normalmente, el componente o la hoja a cortar permanece estacionario y la antorcha de plasma se mueve. Además, debido a que el costo de la antorcha de plasma es bajo en comparación con el precio del equipo de manipulación, es común colocar varias antorchas en una mesa de corte.

¿Cómo funciona el corte por plasma?

Los cortadores de plasma envían un arco eléctrico a través de un gas que pasa a través de una abertura estrecha. La abertura restringida (boquilla) a través de la cual el flujo de gas hace que pase a alta velocidad, como el aire que fluye a través de un venturi en un carburador. Este gas de alta velocidad atraviesa el metal fundido.

También puede considerarlo como una corriente de gas calentada eléctricamente. Me gusta pensar en él como un estado en el que todos los electrones de cada átomo fluyen de un átomo a otro en lugar de simplemente orbitar. Independientemente de lo que suceda en una corriente de plasma, cortar metales es bastante fácil con ella.

Tome esa corriente de electricidad que fluye a través del gas y estreche a través de una pequeña abertura. Ahora bien, esta corriente es muy densa y se mueve muy rápidamente. La corriente resultante puede derretir y soplar fácilmente a través de la mayoría de los metales. Eso es una antorcha de plasma.

Los sopletes de corte por plasma generalmente usan una boquilla de cobre para estrechar la corriente de gas con el arco que fluye a través de ella. Este arco salta de un electrodo en la antorcha a otra cosa, generalmente el material conductor que se está cortando. Este es un 'arco transferido'. Hay algunos sistemas que usan un 'arco no transferido donde rebota del electrodo hacia la boquilla, pero estos normalmente no se usan para cortar.

Esto significa que el corte por plasma solo se usa para materiales conductores, principalmente acero dulce, acero inoxidable y aluminio. Pero muchos otros metales y aleaciones también son conductores, como el cobre, latón, titanio, Monel, Inconel, fundición, etc. El problema es que la temperatura de fusión de algunos de estos metales dificulta el corte con buena calidad de filo. /P>

El electrodo suele estar hecho de cobre, pero con un inserto de metal donde se une el arco. Esto se debe a que el cobre se derretiría demasiado rápido si el arco se pegara directamente a él. El tungsteno es un excelente material para electrodos, por lo que muchos electrodos tienen un inserto de tungsteno.

Algunas linternas más pequeñas usan un electrodo estilo lápiz hecho completamente de tungsteno con un extremo puntiagudo. El problema con el tungsteno es que se quema en presencia de oxígeno. Entonces, si usa oxígeno o aire comprimido como gas de corte, el inserto está hecho de un material llamado hafnio. El hafnio dura mucho más en presencia de oxígeno, pero se desgasta un poco cada vez que se inicia el arco.

¿Por qué usar oxígeno en una antorcha de plasma?

Por la misma razón que usa oxígeno en un soplete de acetileno, el oxígeno en la corriente de plasma reacciona con el acero dulce. Por lo tanto, el oxígeno puro solo se usa al cortar acero dulce o "acero al carbono". Esta reacción química entre el oxígeno del gas de plasma y el metal base acelera el proceso de corte y mejora la calidad del filo.

Sin embargo, dado que el oxígeno no reacciona de la misma manera que el acero inoxidable o el aluminio, se pueden usar gases más baratos como el nitrógeno o el aire comprimido (que de todos modos es principalmente nitrógeno) para estos metales.

A veces se utilizan otros gases especiales para otros fines. El gas argón se usa en el marcado con plasma (un tema completamente diferente). A menudo se usa una mezcla de argón e hidrógeno cuando se corta acero inoxidable o aluminio más grueso. Algunas personas usan una mezcla de hidrógeno y nitrógeno o metano y nitrógeno cuando cortan acero inoxidable más delgado. Cada mezcla tiene sus ventajas (calidad de corte mejorada) y sus desventajas (costos y manejo).

¿Cómo usar un cortador de plasma?

Usar un cortador de plasma es muy conveniente y bastante fácil. El beneficio es que se pueden hacer cortes de "forma libre" basados ​​en metal según el enrutamiento del enrutador. Debido a que esta máquina conduce el plasma creando un circuito, se requiere una abrazadera de conexión a tierra, al igual que la soldadura.

Paso 1:Elija la ubicación del trabajo. Dado que planeamos cortar metal, es importante colocar el metal en una superficie que sea segura y permita la libertad de movimiento. Una “rejilla” o superficie similar que haga las veces de mesa es perfecta.

Paso 2:Unidad de complementos. Asegúrese de que la unidad esté apagada y enchúfela.

Paso 3:Conectar el aire. Conecte el compresor de aire externo al cortador de plasma. Esto es para asegurar que la corriente de plasma permanezca bajo alta presión. Para asegurar las conexiones, tire hacia atrás de la brida exterior de la conexión del enchufe e inserte la conexión del enchufe.

Paso 4:Encienda el aire. Encienda el flujo de aire. En este caso, gire la palanca 90 grados desde la perpendicular al conducto de aire hasta la línea.

Paso 5:Fije la abrazadera de tierra. Coloque el metal que está utilizando sobre la mesa y coloque la abrazadera de puesta a tierra cerca del lugar donde desea cortar.

Paso 6:Encienda la máquina. Encienda la máquina colocando el interruptor detrás del dispositivo en ON.

Paso 7:establezca la corriente. En este caso lo configuramos a 25 para lámina ga 18.

Paso 8:corte el metal. Usa el gatillo de la pistola para activar el cortador de plasma. Tenga en cuenta que el gatillo tiene una seguridad que debe levantarse antes de que pueda jalar el gatillo. Sostenga el enrutador (extremo de la boquilla) cerca del metal y use las guías que rodean la boquilla para trazar las plantillas, si las hay.

Paso 9:Apague la máquina. Cuando haya terminado de cortar el metal, apague la máquina.

Paso 10:Desconecte la abrazadera de tierra. Desconecte la abrazadera de tierra del metal en el que está trabajando.

Paso 11:Apague el aire. En este caso, apague el aire girando la palanca 90 grados de en línea a perpendicular a la línea.

Paso 12:enrolle todas las mangueras. Envuelva la línea de la pistola de plasma, la línea aérea y la línea de tierra.

Consejos de corte por plasma para mejorar los resultados

Si considera algunos consejos y mejores prácticas al elegir y usar un cortador de plasma, puede mejorar los resultados.

Consejo 1:elija la cortadora de plasma adecuada

Algunos de los factores clave a considerar al elegir una cortadora de plasma son la potencia de salida, la velocidad de corte, la potencia de entrada, el ciclo de trabajo y el peso y tamaño. Al elegir su máquina, piense en las tareas que realiza con más frecuencia.

• Potencia de salida :La potencia requerida depende principalmente del espesor y tipo de material a cortar. Dos estándares:cortes nominales y seccionales. Un corte nominal es el espesor de metal blando que un operador puede cortar manualmente a una velocidad de 15 pulgadas por minuto (IPM). Un corte pesado es el grosor máximo que puede manejar una cortadora de plasma. La velocidad de desplazamiento es más lenta y el corte puede necesitar limpieza.
• Velocidad de corte: Esto generalmente se informa como pulgadas por minuto (IPM). Una máquina que corta material de 1/2 pulgada puede tardar cinco minutos, mientras que otra máquina tarda uno. La velocidad de corte hace una diferencia significativa en el tiempo de producción.
• Potencia de entrada: ¿Siempre usa el cortador de plasma en el mismo lugar o necesita portabilidad y la capacidad de usar una variedad de fuentes de energía? Busque cortadoras de plasma que ofrezcan una gama de opciones de rendimiento. Algunos pueden cambiar de 120 voltios a 240 voltios.
• Ciclo de trabajo: El ciclo de trabajo es el tiempo que una máquina puede cortar en un ciclo de 10 minutos sin sobrecalentarse. Si el ciclo de trabajo de una máquina es del 60%, la máquina puede funcionar seis de diez minutos de forma continua y luego tiene que enfriarse durante los cuatro minutos restantes. Un ciclo de trabajo mayor es importante cuando se realizan cortes largos, cuando se ejecutan aplicaciones de alta productividad o cuando se usa la máquina en un ambiente caluroso.
• Peso y tamaño :Si lo tuyo es la portabilidad, hay muchos dispositivos portátiles disponibles que pesan menos de 45 libras.

Consejo 2:Lea el manual

Lea atentamente el manual de instrucciones para familiarizarse con el funcionamiento seguro y correcto de su cortadora de plasma. Esto lo ayudará a optimizar las capacidades de su cortadora de plasma y promoverá el uso seguro de la máquina.

Consejo 3:Preste atención a la configuración

Fije la abrazadera de conexión a tierra solo al metal limpio. Si es necesario, elimine el óxido o la pintura, ya que obstruyen el flujo de electricidad.

Además, coloque la abrazadera de puesta a tierra lo más cerca posible del corte o, si es posible, de la propia pieza de trabajo. Revise sus cables en busca de puntos desgastados, conexiones sueltas o cualquier cosa que pueda interferir innecesariamente con el flujo de corriente.

Para ajustar el amperaje o el calor de la unidad de corte al nivel correcto, realice algunos cortes de práctica con un amperaje alto. A continuación, puede reducir la corriente de acuerdo con su velocidad de conducción. Si el amperaje es demasiado alto o la velocidad de conducción es demasiado lenta, el material que se corta puede calentarse y acumular sarna.

Consejo 4:traza el camino antes de cortar

Traza el camino que quieres cortar sin apretar el gatillo. Para cortes largos, practique sus movimientos antes de apretar el gatillo para asegurarse de tener suficiente libertad de movimiento para hacer un corte continuo. Detenerse y reiniciarse en el mismo lugar es difícil y, por lo general, genera irregularidades en el borde cortado.

También puedes hacer un patrón de corte con el mismo material con el que trabajarás. De esta manera, se asegurará de que está utilizando la configuración y la velocidad de crucero correctas.

Consejo 5:Utiliza la técnica adecuada 

Use su mano que no corta como apoyo para su otra mano. Esto estabiliza la mano que corta, permite la libertad de movimiento en todas las direcciones y ayuda a mantener un espacio constante de 1/16 "a 1/8". Tenga en cuenta que a la mayoría de las personas les resulta más fácil acercar una linterna al cuerpo que alejarla.

Mantener un espacio de 1/16" a 1/8" aumenta la capacidad de corte de las máquinas más pequeñas y prolonga la vida útil de los consumibles.

Use un protector de remolque si su máquina está equipada con uno. Esto le permite apoyar la antorcha sobre la pieza de trabajo manteniendo una distancia óptima sin tocar el metal con la punta, lo que afecta negativamente la calidad del corte y la vida útil del consumible.

Comience a cortar colocando el soplete lo más cerca posible del borde del metal base. Presione el gatillo para iniciar la corriente de polarización. Se enciende el arco piloto, seguido del arco de corte. Una vez que comience el arco de corte, mueva lentamente la antorcha sobre el metal.

Ajusta tu velocidad para que las chispas de corte salgan del fondo del metal. Al final de un corte, incline la antorcha ligeramente hacia el final del corte o haga una breve pausa para completar el corte. El aire de estela permanece poco después de soltar el gatillo para enfriar el quemador y las piezas consumibles.

Consejo 6:Compruebe los consumibles

Si la punta o el electrodo están desgastados o dañados, la calidad del corte se verá afectada. Así que revise sus consumibles regularmente. Si el orificio de la punta es irregular y/o está cubierto de salpicaduras, deséchelo. Si la punta del electrodo forma un hoyo, deséchelo.

Los consumibles se desgastan con cada corte, pero factores como la humedad en el suministro de aire, el corte de materiales demasiado gruesos o una tecnología deficiente aumentan el deterioro de los consumibles. Se recomienda intercambiar la punta y el electrodo para obtener la mejor calidad de corte posible.

No apriete demasiado el soporte de consumibles. Las partes internas en realidad necesitan moverse (separarse) para crear un arco. Así que solo usa tu dedo para apretar la copa.

Consejo 7:Observa la velocidad de viaje

Cuanto más rápido vaya (especialmente con aluminio), más limpio será su corte. Cuando corte material más grueso, configure la máquina a plena potencia y varíe la velocidad de conducción. Con un material más delgado, reduzca el amperaje y cambie a una punta con un amperaje más bajo para crear un corte angosto.

Con una velocidad de desplazamiento razonable, el arco debe emerger del material en un ángulo de 15 a 20 grados en contra de la dirección de desplazamiento. Si va directamente hacia abajo, significa que te estás moviendo demasiado lento. Si vuelve a salpicar, significa que te estás moviendo demasiado rápido.

Si viaja a la velocidad correcta y usa la cantidad adecuada de calor, obtendrá un corte muy limpio con menos sarna en la parte inferior del corte y poca o ninguna distorsión del metal.

Consejo 8:Siga los procedimientos de seguridad

Para una seguridad adecuada del plasma, se debe proteger la piel expuesta. Necesitará guantes de soldadura y una capa de soldadura u otra ropa ignífuga. Abotone los puños, los bolsillos y el cuello de la camisa para evitar que se prendan chispas.

Proteja sus ojos con el lente de sombra correcto para el cortador de plasma que planea usar. Las instrucciones de funcionamiento indican el color requerido para la intensidad de corriente. Puede utilizar gafas convencionales de corte por plasma/oxicombustible o una careta de soldadura con modo de corte.

Los procedimientos de seguridad deben seguirse de cerca en todas las aplicaciones de corte por plasma.

Ventajas del corte por plasma

• Capaz de cortar todos los materiales conductores. El oxicorte, aunque también es adecuado para cortar metales gruesos, se limita solo a metales ferrosos.
• Gran calidad para espesores de hasta 50 mm.
• Espesor máximo hasta 150 mm.
• Relativamente barato para cortes de grosor medio.
• La mejor forma de cortar acero inoxidable y aluminio de grosor medio.
• Las máquinas CNC están disponibles para proporcionar alta precisión y repetibilidad.
• Puede cortar el agua, lo que resulta en una HAZ más pequeña. También reduce los niveles de ruido.
• Corte de corte más pequeño en comparación con el corte por llama.
• Velocidad de corte más rápida que el oxicorte.

Desventajas del corte por plasma

• ZAT más grande en comparación con el corte por láser.
• La calidad con láminas y placas más finas no es tan buena como la del corte por láser.
• Tolerancias no tan precisas como el corte por láser.
• No alcanza espesores como el chorro de agua o el corte por llama.
• Deja una ZAT que el chorro de agua no deja.
• Corte más ancho que el corte por láser.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el corte por 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. Este calor derrite el metal y el flujo de gas lo expulsa del corte. Los gases de plasma suelen ser argón, argón/hidrógeno o nitrógeno.

¿Cómo funciona el corte por plasma?

Los cortadores de plasma funcionan enviando un arco eléctrico a través de un gas que pasa a través de una abertura restringida. La abertura restringida (boquilla) a través de la cual pasa el gas hace que pase a gran velocidad, como el aire que pasa a través de un carburador. Este gas de alta velocidad atraviesa el metal fundido.

¿Por qué se utiliza el corte por plasma?

La antorcha deslumbrantemente brillante de un cortador de plasma se puede encontrar en la mayoría de los talleres de fabricación de metal. Esta técnica, que se utiliza para cortar grandes láminas de metal de cualquier grosor, se utiliza para fabricar todo tipo de objetos metálicos, como portones, letreros y esculturas.

¿Cuánto dura una cortadora de plasma?

La vida útil típica de un conjunto de consumibles debe durar entre 1 y 3 horas para aproximadamente 120 A de corte mecanizado, depende de la función del trabajo. Cortar a una corriente más baja puede prolongar la vida útil de los consumibles.

¿A qué profundidad puede cortar un cortador de plasma?

Por lo general, una antorcha de plasma portátil puede cortar una placa de acero de hasta 38 mm (1,5 pulgadas) de espesor. Mientras que, si necesita algo un poco más potente, una antorcha industrial con controlador de computadora puede cortar acero de hasta 150 mm (6 pulgadas) de espesor. También debe considerar el tipo de metal que está cortando.

¿Puede un cortador de plasma cortar metal oxidado?

El plasma puede cortar cualquier metal conductor de electricidad, incluido acero inoxidable, acero dulce, aluminio y más, sin precalentamiento. El plasma también es excelente para cortar metal pintado, sucio o incluso oxidado.

¿Puede soldar una cortadora 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.

¿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.

¿Qué se requiere para el corte por plasma?

El corte por plasma requiere dos elementos básicos:aire y electricidad, por lo que la siguiente pregunta que debe hacerse es qué tipo de energía de entrada está disponible. Varias cortadoras de plasma de 30 amperios, como la Spectrum® 375 X-TREME™, funcionan con una potencia de 120 o 240 voltios.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas del corte por plasma?

Ventajas del corte por plasma	Desventajas del corte por plasma
Amplia gama de materiales, incluidos acero inoxidable y aluminio	Normalmente limitado a placa de 50 mm (plasma de aire)
ZAT estrecha	Ruido al cortar secciones gruesas
Bajos costos de consumibles (aire)	Humo al cortar en el aire
Ideal para este material de hoja	Deslumbramiento de arco al cortar en el aire
Baja emisión de humos al cortar bajo el agua	Costos de consumibles (electrodo y boquilla)
Borde cortado de alta calidad

¿Cuál es la diferencia entre el corte por oxicorte y el corte por plasma?

El corte por plasma es posible mediante la introducción de electricidad en el aire comprimido para crear un gas de plasma ionizado y desequilibrado. El corte con oxicombustible es donde una llama de gas combustible de oxígeno precalienta el material a su temperatura de ignición, luego se dirige un potente chorro de oxígeno al material.

¿Cuánto cuesta el cortador de plasma?

Según el tipo, el tamaño y las características, una máquina de corte por plasma CNC puede oscilar entre $ 15,000 y $ 300,000. Esa es una gran variedad, pero la gran mayoría de las máquinas de plasma CNC que se venden hoy en día están muy por debajo de la marca de $100,000.

¿Puede un cortador de plasma cortar la pintura?

Verifique la conexión a tierra a la pieza de trabajo. Aunque el plasma puede cortar metal pintado, requiere una conexión sólida en una parte limpia de la pieza de trabajo lo más cerca posible del área de trabajo.

¿Un cortador de plasma es más caliente que el sol?

El calor de un cortador de plasma puede alcanzar una temperatura impresionante de 25.000 grados centígrados. Para poner esto en perspectiva, hace más calor que la superficie del sol, que se encuentra a unos cómodos 5505 grados centígrados.

¿Puede un cortador de plasma cortar aluminio?

Sí, como ocurre con cualquier metal conductor de electricidad, el corte de aluminio con plasma no solo es posible, sino que es muy eficaz. Para los no iniciados, el corte por plasma es un proceso que dispara un chorro de gas ionizado a alta velocidad a través de un orificio.

¿Necesita gas para el corte por plasma?

Sí. Todos los sistemas de corte por plasma, incluidos los cortadores por plasma de aire, utilizan gas.

¿Necesita un compresor de aire para un cortador de plasma?

Los cortadores de plasma necesitan presión de aire para cortar en un proceso de dos etapas. Primero, el arco calienta el metal hasta que es semi-gaseoso. En segundo lugar, el plasma es forzado por ráfagas de aire para terminar el corte. Por lo tanto, todas las cortadoras de plasma necesitan un compresor de aire para generar suficiente presión de aire para la tarea.

¿Qué grosor de metal puede cortar una cortadora de plasma de 50 amperios?

Esta cortadora de plasma inversor tiene 50 amperios de potencia disponible, capaz de cortar placas de acero de hasta 1/2 pulgada de espesor.

¿Se puede soldar aluminio con un cortador de 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.

¿Cuánta presión de aire se necesita para hacer funcionar un cortador de plasma?

Para la mayoría de la línea de productos Everlast, la presión de aire requerida para operar las antorchas está entre 55 y 70 psi. Los cortes de bajo amperaje requerirán menos presión de aire para una operación más estable, a veces hasta 45 psi más o menos, o el arco se apagará.

¿Puede un cortador de plasma cortar pernos?

También se pueden usar para cortar casi cualquier cosa que sea de metal, incluidos acero, acero inoxidable y aluminio. Incluso puede usarlos para cortar tuercas y pernos oxidados como si usara un soplete de gas, solo que mucho más rápido y con resultados más limpios.

¿Se puede cortar el hierro fundido con un cortador de plasma?

Puede cortar hierro fundido con un soplete cortador de plasma, pero este no es el mejor método para usar. Si necesita cortar hierro fundido, sus mejores opciones son usar un cortador rápido o una herramienta con hoja de diamante.

¿Se pueden cortar barras de refuerzo con un cortador de plasma?

Sopletes de plasma u oxiacetileno:estas herramientas se usan a menudo para cortar metal, pero descubro que dejan mucha "escoria" o desechos alrededor del corte que luego tengo que limpiar con la amoladora para cortar una superficie lisa para soldar. El plasma también tardó mucho tiempo en cortar la barra de refuerzo y utilizó una cantidad significativa de electricidad.

¿Se puede cortar con plasma bajo el agua?

Cuando se corta con plasma bajo el agua, el agua absorberá la gran mayoría del humo de plasma. En lugar de ondulantes nubes de humo que deben ser capturadas por un costoso colector de polvo, una capa freática generalmente emitirá una pequeña bocanada ocasional que se disipa rápidamente.

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