Soldadura por Arco de Plasma: Proceso, Herramientas, Usos y Beneficios

En este artículo aprenderás qué es la soldadura por arco de plasma y su principio de funcionamiento, equipos, tipos, aplicaciones, ventajas y más. También puedes descargar un archivo PDF de este artículo al final.

Qué es la Soldadura por Arco de Plasma?

La soldadura por arco de plasma es un proceso de soldadura por arco que usa calor producido por un arco comprimido entre un electrodo de tungsteno no consumible y otra pieza de trabajo (proceso de arco transferido) o boquilla constrictora refrigerada por agua (proceso de arco no transferido).

El plasma es una mezcla gaseosa de iones positivos, electrones y moléculas de gas neutro. El proceso de arco transferido produce chorros de plasma de alta densidad de energía y puede utilizarse para soldadura y corte de alta velocidad de cerámicas, aleaciones de cobre, aceros, aluminio, aleaciones de níquel y aleaciones de titanio.

El proceso de arco no transferido produce un plasma de densidad de energía relativamente baja. Se usa para soldadura y pulverización de plasma (revestimiento) de varios metales. Dado que la pieza de trabajo en soldadura por arco de plasma no transferido no es parte del circuito eléctrico, la antorcha de arco de plasma puede moverse de una pieza a otra sin extinguir el arco.

Principio de Funcionamiento de la Soldadura por Arco de Plasma

El PAW funciona en el principio de que cuando se proporciona una cantidad suficiente de energía a cualquier gas inerte, algunos de sus electrones se liberan de su núcleo pero viajan con él.

Después de que los electrones se mueven, los átomos se convierten en un estado ionizado caliente. Esta es la condición más común de la sustancia que se conoce como el cuarto estado de la materia.

Estos átomos ionizados tienen altas temperaturas que se usan para unir las dos placas. Este es el principio básico de PAW. Esta soldadura es una forma de soldadura TIG en la que un electrodo de tungsteno no consumible se usa para generar el arco.

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Equipos de Soldadura por Arco de Plasma

A continuación se presentan los equipos de PAW:

1. Antorcha de arco de plasma
2. Suministro de gas protector y plasma
3. Metal de aporte
4. Fuente de alimentación

1. Antorcha de Arco de Plasma

Consiste en cuatro partes principales que son electrodo de tungsteno, pinzas, boquilla interna y boquilla externa. El electrodo de tungsteno es sostenido por la pinza. La boquilla de gas interna suministra gas inerte para formar el plasma dentro de la antorcha.

La boquilla externa suministra gases protectores que protegen el área de soldadura de la oxidación. Las antorchas PAW se enfrían porque el arco está contenido dentro de la antorcha lo que produce alto calor, por lo que una camisa de agua se almacena fuera de la antorcha.

2. Suministro de Gas Protector y Plasma

El gas de plasma es similar a un gas protector suministrado por una sola fuente. Principalmente gases inertes como argón, helio se usan como gases inertes y protectores. Este gas se proporciona a ambos tubos interno y externo.

3. Metal de Aporte

Frecuentemente no se usa material de aporte en este proceso de soldadura. Si se usa material de aporte, se alimenta directamente en la zona de soldadura.

4. Fuente de Alimentación

El proceso PAW requiere una fuente de alimentación DC de alta potencia para producir una chispa eléctrica entre el electrodo y las placas de soldadura (para el proceso PAW transferido) ya sea en el electrodo de tungsteno y la boquilla de descarga (entre el proceso PAW no transferido).

Esta soldadura puede soldar a bajo amperaje de aproximadamente 2 Amperios y una corriente máxima que puede controlar es de aproximadamente 300 Amperios. Requiere aproximadamente 80 voltios para funcionar correctamente. Las fuentes de alimentación incluyen transformadores, rectificadores y consolas de control.

Funcionamiento de la Soldadura por Arco de Plasma

Inicialmente, las piezas de trabajo se limpian a fondo. La fuente de alimentación suministra la potencia que produce un arco entre el electrodo de tungsteno y la boquilla, o el electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo. El electrodo de tungsteno da un arco de alta intensidad usado para ionización de partículas de gas y convierte los gases de orificio en plasma.

Este gas ionizado caliente se proporciona a las placas de soldadura por un pequeño orificio. Gases protectores como argón etc. se suministran a través de válvula de presión y válvulas reguladoras a la boquilla externa de la antorcha de soldadura.

Estos gases forman un escudo alrededor del área de soldadura que la protege de gases atmosféricos como oxígeno, nitrógeno, etc. El plasma choca con las placas de soldadura y las une en una sola pieza. La siguiente soldadura se lleva en la dirección de soldadura. Si este proceso de soldadura requiere material de aporte, se alimenta manualmente por el soldador.

Tipos de Soldadura por Arco de Plasma

A continuación se presentan los dos tipos de soldadura por arco de plasma:

1. PAW no transferido
2. PAW transferido

Diferencia entre Soldadura por Arco de Plasma Transferida y No Transferida:

1. Soldadura por Arco de Plasma Transferida

En este proceso de soldadura, el electrodo de tungsteno está fijado al terminal negativo y la pieza de trabajo al terminal positivo. También usa corriente DC. Se genera un arco entre el electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo.

En este proceso, tanto el plasma como el arco se transfieren a la pieza de trabajo, lo que mejora la capacidad de calentamiento del proceso. Se emplea para soldar chapas gruesas.

2. Soldadura por Arco de Plasma No Transferida

En este proceso de soldadura, se usa corriente DC. En el cual, el electrodo de tungsteno está unido al negativo y la boquilla al polo positivo. Se produce un arco entre el electrodo de tungsteno y la boquilla dentro de la antorcha.

Esto aumentará la ionización del gas dentro de la antorcha. La antorcha transfiere este gas ionizado para procesamiento posterior. Se emplea para soldar chapas delgadas.

Ventajas y Desventajas de la Soldadura por Arco de Plasma

A continuación se presentan las ventajas de PAW:

1. Requiere menos habilidad del operador debido a la buena tolerancia del arco a desalineaciones.
2. Alta tasa de soldadura.
3. Tiene alta capacidad de penetración (efecto ojo de cerradura).
4. Alta energía disponible para soldadura. Puede soldar fácilmente piezas duras y rugosas.
5. La distancia entre la herramienta y la pieza no afecta la formación del arco.
6. Tiene bajo consumo de energía para soldaduras del mismo tamaño.
7. El arco más estable producido por la soldadura por arco de plasma.
8. Puede operar a bajo amperaje.

A continuación se presentan las desventajas de PAW:

1. Equipo costoso.
2. Alta distorsión y ancha como resultado de alta entrada de calor.
3. Es una operación ruidosa por lo que hay posibilidad de contaminación acústica.
4. Tiene más radiación.
5. La soldadura por arco de plasma requiere mano de obra altamente calificada.
6. El coste de mantenimiento es alto.

Aplicaciones de la Soldadura por Arco de Plasma

Puedes preguntarte para qué se usa la soldadura por arco de plasma, a continuación se presentan las aplicaciones de PAW:

1. Este tipo de soldadura se usa en industrias marinas y aeroespaciales.
2. Se usa ampliamente para soldar tuberías y tubos de acero inoxidable o titanio.
3. La soldadura por arco de plasma a menudo se usa en industrias electrónicas.
4. Generalmente se emplea para reparar herramientas, troqueles y moldes.
5. También se usa para soldadura o revestimiento en álabes de turbinas.

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Conclusión

Así que ahora, esperamos haber aclarado todas tus dudas sobre la Soldadura por Arco de Plasma. Si aún tienes alguna duda sobre el "PAW", puedes contactarnos o preguntar en los comentarios.

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