Antes de poder responder qué es el corte por plasma, tenemos que empezar con la pregunta ¿qué es el plasma? Resulta que hay más de tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. También hay un cuarto: el plasma. La materia pasa de un estado a otro cuando se le añade energía. El hielo se convierte en agua cuando se le añade calor. Si se añade más calor, se convierte en vapor de agua. Si se le añade aún más calor, el suficiente para que el gas se separe en iones y pueda conducir la electricidad, se convierte en plasma.
El corte por plasma, también conocido como corte por arco de plasma, es un tipo de proceso de fusión en el que un chorro de gas ionizado a más de 20.000°C funde y expulsa el material cortado del metal. El proceso también se conoce como corte por arco de plasma porque implica un arco eléctrico que golpea entre el electrodo (el cátodo) y el material (el ánodo). El electrodo se sitúa en una boquilla de gas refrigerada por agua o aire, que actúa restringiendo el arco y provocando la formación del chorro de plasma de alta temperatura y alta velocidad.
Cuando el chorro de plasma choca con el material, se produce un proceso denominado recombinación que devuelve el gas a su estado normal, liberando un calor intenso. El calor funde el metal y el fuerte flujo del gas lo expulsa del corte. Los gases del plasma pueden ser argón, nitrógeno o una mezcla de argón e hidrógeno. Pueden sustituirse por aire si hay un electrodo de hafnio o circonio. El uso de aire comprimido hace que esta etapa del proceso de plasma sea competitiva con el proceso de oxicorte para cortar acero al carbono-manganeso o acero inoxidable hasta espesores de 20 mm. En general, se prefieren los gases inertes siempre que se requieran cortes de alta calidad de aleaciones reactivas.
Hay cinco fases:
La iniciación se refiere al comienzo del arco piloto, el momento en que se genera el primer arco para desencadenar la afluencia de gas al electrodo, forzándolo a salir por la boquilla de gas.
El segundo paso, la generación del arco principal, consiste en encender el arco y asegurarse de que se ha formado un arco eléctrico entre el electrodo (el cátodo) y el material (el ánodo). Comienza el corte.
Cuando el plasma empieza a funcionar, la temperatura aumenta y se produce el calentamiento localizado que funde el material. Pueden surgir problemas en la boquilla, lo que requiere un sistema de refrigeración.
El material debilitado se expulsa utilizando energía cinética gracias al flujo de gas del chorro de plasma.
El movimiento final del arco tras la expulsión del material: el arco de plasma se desplaza por el material hasta finalizar el corte.
El corte por arco de plasma es apropiado para una amplia gama de aleaciones que son conductoras electrónicamente, como el acero al carbono, el acero inoxidable y la aleación de aluminio. Es necesario que el material forme parte del circuito del arco de plasma. Si no hay conductividad eléctrica, no habrá circuito y no habrá corte. El corte por plasma también funcionará en otros metales como titanio, cobre, latón y hierro fundido, pero conseguir un filo de calidad será más difícil debido a las temperaturas de fusión necesarias.
La apertura de la tobera es lo único que constriñe el arco de plasma. No se utiliza ningún medio secundario. En su lugar, se utiliza agua o aire como refrigerante.
Se puede utilizar un medio secundario para constreñir aún más el arco de plasma siempre que se necesiten características específicas para el metal.
El proceso de corte por arco de plasma con inyección de agua permite mejorar el corte gracias a un gran aumento de la temperatura. Con la inyección de agua, las temperaturas pueden llegar hasta los 30.000 °C.
Las velocidades son unas 10 veces más rápidas que el oxicorte y 100 veces más rápidas que el corte por láser.
Dependiendo de la serie de la máquina, a menudo pueden funcionar simultáneamente.
Puede utilizarse en cualquier metal conductor de electricidad. Puede cortar fácilmente acero de alta aleación, aluminio y otros materiales de grosor medio o alto. Incluso puede hacerlo en acero estructural de alta resistencia.
Puede realizarse con dispositivos portátiles, lo que le confiere una portabilidad que no ofrecen otros métodos, pero sólo es tan preciso como la mano que lo sostiene.
Es menos costoso que el corte por láser o por chorro de agua.
¡Claro que sí! Aquí hay un puñado:
Pero, posiblemente, el mayor problema es que deja tras de sí una suciedad llamada escoria, un residuo producido por el metal fundido que se pega a las esquinas del producto acabado y reduce la calidad del corte. En comparación, el corte por láser no produce ninguna escoria que requiera un trabajo de acabado. Por otro lado, el corte por láser es caro, fijo en su ubicación y tarda hasta 100 veces más que el corte por plasma.
Para materiales de menos de 12 mm de grosor, el corte por arco de alta tolerancia (HTPAC) ha supuesto un importante avance tecnológico. Ofrece mayor precisión en chapas y productos más finos manteniendo su bajo coste en comparación con el corte por láser.
Kloeckner Metals se enorgullece de ofrecer capacidades de procesamiento de placas como el corte por plasma en nuestras más de 40 sucursales en todo el país. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para ponerse en contacto con nuestros expertos en corte térmico y por plasma.
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