TIPOS DE CORTE

Procesos de Corte

Corte por Arco Plasma

El proceso de corte con arco de plasma (plasma arc cutting, PAC) separa metal empleando un arco constreñido para fundir un área localizada de la pieza de trabajo, que al mismo tiempo elimine el material derretido con un chorro de alta velocidad de gas ionizado que sale por el orificio de constricción. El gas ionizado es un plasma, de ahí el nombre del proceso. Los arcos de plasma por lo regular operan a temperaturas de 10 000° a 14 000°C.

El PAC se inventó a mediados de la década de 1950 y alcanzó éxito comercial poco después de su introducción en la industria. La capacidad del proceso de cortar cualquier material conductor de la electricidad lo hizo especialmente atractivo para el corte de metales no ferrosos que no podían cortarse usando el proceso de corte con gas oxicombustible (OFC). En un principio se le utilizó para cortar acero inoxidable y aluminio, pero al irse desarrollando el proceso se vio que presentaba ventajas respecto a otros procesos de corte para cortar acero al carbono además de metales no ferrosos. Estas ventajas se resumen a continuación.

En comparación con los procesos de corte mecánicos, la cantidad de fuerza requerida para sostener la pieza de trabajo en su lugar y desplazar el soplete (o viceversa) es muy inferior en el caso del proceso de corte con arco de plasma, que no hace contacto. En comparación con el OFC, el proceso de corte con plasma opera en un nivel energético muy superior, lo que permite mayores velocidades de corte. Además de su velocidad, el PAC tiene la ventaja de iniciarse inmediatamente, sin necesidad de precalentamiento. El inicio instantáneo resulta especialmente ventajoso en aplicaciones que implican interrupción del corte, como en el corte de mallas.

El PAC adolece de notables limitaciones. En comparación con la mayor parte de los métodos de

corte mecánicos, presenta peligros como son incendio, choque eléctrico, luz intensa, humo y gases, y niveles de ruido que probablemente no estén presentes en los procesos mecánicos. Además, es difícil controlar el PAC con tanta precisión como algunos procesos mecánicos, para trabajos con tolerancias estrechas. En comparación con el OFC, el equipo de PAC tiende a ser más costoso, requiere energía eléctrica y presenta peligros de choque eléctrico.

Un plasma de arco es un gas que ha sido calentado por un arco hasta alcanzar un estado de por lo menos ionización parcial, lo que le permite conducir una corriente eléctrica. En cualquier arco eléctrico existe un plasma, pero el término arco de plasma se aplica a sopletes que utilizan un arco constreñido. La principal característica que distingue a los sopletes de arco de plasma de otros sopletes de arco es que, para una corriente y tasa de flujo de gas dado, el voltaje del arco es más alto en el soplete de arco constreñido.

El arco se constriñe haciéndolo pasar por un orificio situado en el electrodo. La terminología básica y la disposición de los componentes de un soplete de corte con plasma se muestran en la figura 1.

Cuando el gas de plasma atraviesa el arco, se calienta rápidamente hasta una temperatura elevada, se expande y se acelera al pasar por el orificio de constricción hacia la pieza de trabajo. La intensidad y la velocidad del plasma dependen de cierto número de variables, entre las que están el tipo de gas, su presión, el patrón de flujo, la corriente eléctrica, el tamaño y la forma del orificio y la distancia respecto a la pieza de trabajo.

Figura 1 Terminología de los sopletes de arco de plasma

En la figura 2 se muestra un circuito de PAC. El proceso trabaja con corriente continua, de polaridad recta. El orificio dirige el chorro de plasma sobrecalentado desde el electrodo hasta la

pieza de trabajo. Cuando el arco funde la pieza de trabajo, el chorro de alta velocidad expulsa el

metal derretido para formar el corte. El arco de corte se conecta o "transfiere" a la pieza de

trabajo, por lo que se conoce como arco transferido.

Entre los gases que se usan para el corte con arco de plasma están el nitrógeno, argón, aire,

oxígeno y mezclas de nitrógeno / hidrógeno y argón / hidrógeno.

Para iniciar el arco de corte se emplea el método de arranque con arco piloto que es un arco entre el electrodo y la punta del soplete. Este arco en ocasiones recibe el nombre de arco no transferido porque no se transfiere o conecta a la pieza de trabajo, como lo hace el arco transferido. El arco piloto provee una vía conductora de la electricidad entre el electrodo del soplete y la pieza de trabajo para que pueda iniciarse el arco de corte principal.

Figura 2 Circuitos básicos para corte con arco de plasma

La técnica de inicio con arco piloto más común consiste en hacer saltar una chispa de alta

frecuencia entre el electrodo y la punta del soplete; el arco piloto se establece en el trayecto

ionizado resultante. Cuando el soplete se acerca lo suficiente a la pieza de trabajo como para que la pluma o llama del arco piloto la toque, se establece un trayecto conductor de la electricidad entre el electrodo y la pieza de trabajo. El arco de corte seguirá este camino hasta la pieza de trabajo.

Corte Oxicombustible

Descripción

Los procesos de corte con gas oxicombustible (OFC) separan o eliminan metal mediante la reacción química de oxígeno con el metal a temperaturas elevadas. La temperatura requerida se mantiene con una llama de gas combustible que

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