¿Cómo funciona un cortador de plasma?

El funcionamiento de una cortadora de plasma implica la combinación funcional de varios componentes y sus mecanismos. Por lo tanto, una mera comprensión del grosor del corte o la potencia del motor no siempre le ayudará a disfrutar de la máxima utilidad de la máquina.

El material de trabajo, los gases utilizables y las funciones de los diferentes componentes son parte de su familiaridad con un cortador de plasma.

En este artículo, sabrá sobre:

  • ¿Cómo funciona un cortador de plasma?
  • El material que puede cortar un sistema de plasma
  • El gas del que depende para su funcionamiento y
  • El papel de un compresor de aire.

Puede revisar cada pregunta y las respuestas que siguen; para que pueda tener bordes de corte suaves y sin rebabas a velocidades óptimas, la menor cantidad de orificios y una buena soldabilidad.

¿Puede el plasma atravesar cualquier cosa?

La respuesta simple es ‘no’. Para obtener la respuesta correcta, debe considerar las propiedades y el grosor del material porque ambos factores juegan un papel en la elección de algo para cortar con una máquina de plasma.

Para que algo sea ideal para el corte por plasma, tiene que ser no ferroso y eléctricamente conductor. Las opciones más comunes incluyen

  • Acero: Suave y Inoxidable
  • Aceros de alta aleación y estructurales
  • Metal expandido
  • Placas de metal revestidas
  • Latón
  • Cobre
  • Aluminio

Otros materiales conductores incluyen plata, bronce, acero al carbono, etc. que, en vista de sus propiedades, deberían estar bien para las operaciones de plasma, pero es posible que los resultados óptimos no se obtengan como se esperaba.

El corte por plasma no está diseñado para cortar materiales no conductores, como plástico y madera. Sin embargo, materiales como la cerámica permiten una experiencia algo mixta. Si bien la mayoría de ellos resisten la corriente eléctrica, algunos son conductores y, por lo tanto, pueden considerarse listos para el plasma.

Ha habido confusiones con respecto a la idoneidad del vidrio que se puede cortar con una máquina que tiene una antorcha ‘piloto’ de funcionamiento continuo. Sin embargo, la vida útil de los consumibles podría verse seriamente afectada y el material podría agrietarse en el proceso.

¿Por qué el grosor del material es tan importante como sus propiedades?

Aunque el grosor de corte que presenta una máquina de plasma es un asunto completamente diferente, el grosor del material de trabajo elegido tiene algo que ver con su idoneidad para el trabajo.

El grosor de su pieza de trabajo debe ser inferior a 1 ″, lo que hace una regla general de que cualquier material con mayor grosor no es el adecuado para trabajar.

Un soplete de plasma manual corta metal con un grosor de hasta 1,5″ (38 mm). Las antorchas que usan un mecanismo más avanzado (computarizado) pueden cortar hasta 6″ (150 mm). La capacidad de ‘espesor de corte’ de una máquina viene en diferentes medidas como 1/2″, 5/8″, 3/4″, 1/4″, etc.

Sin embargo, estas expresiones numéricas están sujetas a cambios según la capacidad de su unidad, la pieza de trabajo elegida, la presión del aire y el entorno del taller.

¿Necesito gasolina para un cortador de plasma?

En resumen, lo haces. El gas que utiliza tiene un impacto significativo en la eficiencia de sus esfuerzos de corte por plasma en términos de factores económicos y de calidad.

La importancia del gas en este proceso metalúrgico en particular se entiende mejor a través de la comprensión de cómo funciona realmente un cortador de plasma. Aquí hay una explicación simple del proceso.

Piense en el agua que se calienta en su forma sólida, que conocemos como hielo. Se vuelve licuado. Dado que el calor aumenta aún más, el líquido se convierte en vapor, un tipo de gas. Con los niveles de calor aumentando una vez más, el vapor se ioniza y se vuelve eléctricamente conductor. ¡Ahí tienes el plasma!

¿Cuántos estados encuentras? Sólido, líquido, vapor e ionizado, ¿verdad? Entonces, el cuarto estado es el plasma. Un cortador de plasma utiliza el producto del cuarto estado para transferir energía desde una fuente de alimentación eléctrica a algún material conductor. Por lo tanto, obtiene un proceso de corte limpio, rápido y eficiente llamado corte por plasma.

Dentro de la antorcha de plasma hay una pequeña abertura de boquilla. Cuando se fuerza un gas a través de esa abertura, comienza la formación de un arco de plasma. La fuente de alimentación eléctrica genera un arco que es llevado para encontrarse con ese flujo de gas a alta presión. Así, surge un chorro de plasma cuyas temperaturas alcanzan hasta 40,000° F inmediatamente. Esta gran intensidad permite que el chorro elimine cualquier material fundido que atraviese el metal.

Una vez que haya terminado con la operación; querrá omitir cualquier procesamiento adicional del trabajo, y el gas en uso tiene un papel predominante que desempeñar en esto.

Como desea lograr una alta velocidad de corte y la calidad de los cortes debe ser óptima, asegúrese de que el chorro de plasma tenga el contenido de energía, la energía cinética y las propiedades conductivas adecuadas para que el calor pueda transferirse correctamente al metal que se está cortando. .

Al tener interacciones con los metales fundidos, el gas de plasma en uso afecta la calidad del corte considerando los siguientes factores.

  • Cuadratura y rugosidad de los cortes.
  • Forma del borde superior
  • Formación de rebabas
  • Poros o soldabilidad

Ahora que está informado de la necesidad de gases en el corte por plasma, es posible que desee saber más sobre los gases, especialmente sobre su tipo.

¿Qué tipo de gas usa con un cortador de plasma?

El tipo y el grosor del material que se utiliza determinan qué tipo de gas utilizar. Pueden ser gases, agua y/o mezclas de gases. Los gases se requieren para diferentes propósitos, como la ignición, la creación de plasma, el remolino y el corte.

Puede ser necesario un gas o una mezcla de dos o tres para la creación de un arco de plasma que implica dos fases, como la ignición y el corte. El tipo, el volumen y el flujo de gas de plasma pueden variar.

Por ejemplo, el proceso de ignición requiere un tipo y volumen particular de gas, mientras que el proceso de corte puede requerir un tipo y volumen diferente para obtener resultados óptimos.

Se requiere gas secundario o de remolino para enfriar y contraer el chorro de plasma mientras se protege la boquilla cuando perfora el metal y funciona bajo el agua.

Entonces, la pregunta es «¿Qué gas/combinación funciona bien para qué material y método de corte por plasma?» bueno, mire la siguiente tabla para obtener información rápida.

Gas Propiedades Beneficio(s) y Propósito(s) Problema(s) y Limitación(es)
Argón · Gas inerte químicamente neutro

· Alto peso atómico

· Baja energía de ionización

· Mala conductividad térmica

· Ideal para encendido

· Bueno para forzar el material fundido lejos de la ranura

· Baja velocidad de corte que da como resultado superficies desafiladas y escamosas
Hidrógeno · Bajo peso atómico

· Alta conductividad térmica

· Alta densidad de energía a través de la constricción del arco

· Derretimiento más fluido

· Pobre energía cinética

· No muy adecuado para operaciones de corte por plasma cuando se usa solo

Mezcla de argón e hidrógeno · Alta energía cinética y térmica · Bueno para aluminio y acero de alta aleación

· Velocidad de corte y calidad de corte mejoradas

· Superficies metálicas libres de óxido

· Ideal para espesores hasta 150mm

· Formación de rebabas y rebajes abombados en superficies metálicas y cuando el uso de hidrógeno exceda en más del 40% en proporción
Nitrógeno · Mayor peso atómico que el hidrógeno pero menor que el argón

· Mayor conductividad térmica que el argón y menor que el hidrógeno

· Utilizable como gas único

· Similar a la capacidad del hidrógeno para contraer el arco

· Fluido se derrite

· Mayor número de dragalinas

· Mala soldabilidad

Mezcla de nitrógeno e hidrógeno · Conocidos como gases formadores · Alta velocidad de corte

· Bueno para cortar con bordes paralelos

· Bueno para aluminio y acero de alta aleación

· Alto potencial de formación de rebabas

· Mala calidad de corte debido a más del 20% de hidrógeno en la mezcla

Mezcla de argón-hidrógeno-nitrógeno · Argón hasta el 60%, nitrógeno hasta el 30% e hidrógeno hasta el 40% · Bueno para aluminio de alta aleación y acero estructural

· Alta velocidad de corte

· Potencial de formación de rebabas
Oxígeno · Recomendado para metal bajo y sin alear · Alta velocidad de corte

· Pequeña zona afectada por el calor

· Bordes libres de rebabas

· Derretimiento de fluidos

· Potencial de poros
Aire · Recomendado para operaciones manuales y chapas finas sin alear, aluminio de alta aleación y acero

· 78,18% nitrógeno y 20,8% oxígeno

· Mezcla rica en energía

· Ideal para formas cuadradas con bordes lisos

· Posible decoloración de los bordes cortados al cortar aluminio

· Potencial de poros por falta de acabado mecánico de los filos cortados

Dos medios más se utilizan como gases, como el dióxido de carbono y el agua. El primero no es esencialmente un gas de plasma. Más bien, es secundario y, en ocasiones, se usa como gas refrigerante. Hablando del método de inyección de agua, parte del agua transfiere el calor y la parte restante constriñe el arco y enfría los consumibles como la boquilla.

Guía de selección de gas de plasma (fuente: https://www.hypertherm.com/en-US/learn/articles/Guía-to-plasma-gas-selection/?region=NART)

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

Ya aprendiste cómo se produce un chorro de plasma. Ahora, sabrá lo que hace un compresor de aire para facilitar el proceso.

Es el compresor de aire el que crea el volumen de aire comprimido (gas de plasma) que se requiere para lograr la presión suficiente y, cuando se produce, la boquilla y el electrodo se separan para crear una chispa eléctrica que convierte esa acumulación de aire en un chorro de plasma.

Algunos podrían argumentar que pueden funcionar bien sin un compresor. Bueno, es una especie de subestimación del papel de este componente. Sin ella, no puede esperar una eficiencia operativa estándar de su cortadora de plasma, y ​​mucho menos cortes de alta calidad.

Algunas unidades, especialmente las de gama alta y más caras, incluyen un compresor de aire como característica integrada, mientras que es posible que deba comprar uno por separado, en cuyo caso debe elegir su tamaño sabiamente.

¿Qué tamaño de compresor necesito para un cortador de plasma?

Si odia perder demasiado tiempo determinando el tamaño exacto del compresor requerido para su máquina de plasma, esta es la regla de oro a seguir.

El flujo de aire requerido por un cortador de plasma está calibrado en CFM (pies cúbicos por minuto). Asegúrese de que el CFM de su compresor de aire sea más alto que el de la máquina. La pregunta es de cuánto más alto estamos hablando.

Puede ser al menos 1,5 veces mayor que el requisito del sistema de plasma. Por ejemplo, si su unidad requiere 6 CFM a 90 psi, busque un compresor con el doble de CFM. Es el tamaño ideal para operaciones de corte medianas a pesadas. Sin embargo, para operaciones relativamente más simples y menos detalladas, la calificación puede ser menor.

Un compresor de 2 hp puede ser una buena opción para principiantes, usuarios ocasionales y talleres personales. Pero para operaciones de corte más productivas, se espera un compresor con mayor potencia.

Ahora ya sabe cómo funciona una cortadora de plasma

Lo bueno es que hay varios sistemas de plasma que incluyen todas las funciones esperadas de marcas como Hypertherm, Lotos, Lincoln y otros fabricantes destacados. Al estar bien informado sobre los materiales de corte, los gases y otros componentes, puede elegir el correcto entre ellos y tener experiencias de corte por plasma enriquecidas.