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Tomás Dias Barbosa
Director de Producto en Guzeros

Tecnología de corte por plasma

Breve historia de la tecnología de plasma

La historia de la tecnología de plasma en aplicaciones industriales se remonta a la década de 1950 cuando se reconoció por primera vez como un posible proceso de corte. Sin embargo, no fue hasta 1968 que ocurrió un avance significativo. Dick Couch introdujo la inyección de agua radial, una tecnología de boquilla patentada que restringió el arco de plasma. Esta innovación aumentó la densidad de energía y el enfriamiento mejorado, lo que permite velocidades de corte más rápidas y recortes de mayor calidad.

Comprender el corte de plasma

Definición de corte de plasma

El corte de plasma es un proceso de corte térmico que utiliza un arco de plasma de alta temperatura para derretirse a través de materiales conductores eléctricamente. Este proceso puede cortar una amplia gama de metales, que incluyen acero, acero inoxidable, aluminio y más.

Cómo funciona el corte de plasma

Una máquina de corte de plasma, o cortador de plasma, funciona forzando un gas (como nitrógeno, oxígeno, argón o incluso aire) a través de una boquilla estrecha. Luego se agrega una corriente eléctrica a este flujo de gas, ionizándola y convirtiéndola en plasma. Este arco de plasma, que puede alcanzar temperaturas de hasta 40,000 ° F (22,000 ° C), se dirige a la pieza de trabajo. El calor intenso del plasma derrite el metal, y el chorro de gas de alta velocidad sopla el metal fundido, creando un corte limpio.

Tipos de corte de plasma

Electrodo Plasma de gas Boquilla + + -

Hay varios tipos de corte de plasma, cada uno con sus propias ventajas:

  1. Corte de plasma convencional: Esta es la forma más básica, que generalmente usa nitrógeno o aire como gas plasmático. Es rentable, pero puede no producir los recortes de la más alta calidad.
  2. Corte de plasma de alta definición: También conocido como corte de arco de plasma de alta tolerancia (HTPAC), este método utiliza diseños avanzados de boquilla y confinamiento de campo magnético para crear un arco más enfocado. Esto da como resultado cortes de precisión más altos y un ancho de kerf reducido.
  3. Corte de plasma de inyección de agua: Este proceso introduce agua radialmente alrededor del arco de plasma, lo que lo construye aún más. Esto conduce a temperaturas de plasma más altas, velocidades de corte más rápidas y una mejor calidad de corte.
  4. Corte de plasma de la cubierta de agua: A diferencia de la inyección de agua, esta técnica rodea el arco con una cubierta de agua en cascada. No mejora la calidad de corte, pero reduce los niveles de ruido y mejora la vida de la boquilla.
  5. Corte de plasma de gas dual: Esta técnica utiliza un gas de plasma primario y un gas de blindaje secundario. El gas secundario ayuda a restringir el arco y explotar la escoria fundida, lo que resulta en cortes más limpios.

Tecnología de corte de plasma

Componentes de un cortador de plasma

Un sistema de corte de plasma típico consta de varios componentes clave:

  1. Fuente de alimentación: Convierte la potencia de CA en alimentación de CC y regula la corriente.
  2. Antorcha de plasma: Crea y mantiene el arco de plasma.
  3. Electrodo: Proporciona la conexión eléctrica para el arco.
  4. Boquilla: Constricta y enfoca el arco de plasma.
  5. Sistema de suministro de gas: Ofrece el gas de plasma y, a veces, un gas de blindaje secundario.
  6. Controlador CNC (para sistemas automatizados): controla el movimiento de la antorcha.

Configuración de corte de plasma

El ajuste de configuración adecuado es crucial para un rendimiento de corte óptimo. La configuración de clave incluye:

  • Amperaje: Determina el grosor del material que se puede cortar y afecta la velocidad de corte.
  • Voltaje: Influye en la forma del arco de plasma y la calidad del corte.
  • Presión de gas: Afecta la velocidad y la calidad del corte.
  • Velocidad de corte: Debe equilibrarse con otros parámetros para obtener resultados óptimos.

Métodos de inicio de ARC

Hay tres métodos de inicio de arco principal:

  1. Inicio de arco no piloto de alta frecuencia (HF): Utilizado en sistemas de bajo costo, funciona bien para el corte manual pero puede interferir con equipos electrónicos sensibles.
  2. Arco piloto de HF: Similar al inicio de HF pero proporciona un arco piloto para más fáciles de transferencia a la pieza de trabajo.
  3. Arco de retroceso mecánico: Utilizado en sistemas avanzados, no utiliza la corriente HF, lo que lo hace adecuado para aplicaciones CNC.

Aplicaciones de corte de plasma

Industrias que usan el corte de plasma

La tecnología de corte de plasma ha encontrado aplicaciones en una amplia gama de industrias debido a su versatilidad, velocidad y precisión. Algunas industrias clave incluyen:

  1. Fabricación de acero
  2. Industria automotriz
  3. Aeroespacial y aviación
  4. Construcción naval
  5. Construcción
  6. Industria de defensa
  7. Ferrocarril
  8. Sector energético
  9. HVAC y Fabricación de metales
  10. Obras de arte y señalización

Aplicaciones de corte específicas

El corte de plasma no se trata solo de cortes rectos. Puede realizar una variedad de tareas de corte especializadas:

  • Corte de bisel: Creación de bordes en ángulo para la preparación de soldadura.
  • Relevo: Eliminar material sin atravesar la pieza de trabajo.
  • Cortador de agujeros: Creación de agujeros precisos, a menudo con tecnologías como True Hole® de Hypertherm.
  • Corte de características fino: Cortar diseños intrincados y pequeños detalles.
  • Calificación: Usar potencia reducida para marcar las piezas sin cortar.

Ventajas del corte de plasma para los fabricantes

El corte de plasma ofrece varias ventajas significativas:

  1. Excelente calidad de corte y versatilidad: El plasma puede cortar una amplia gama de materiales conductores con alta precisión.
  2. Velocidad: El corte de plasma es significativamente más rápido que los métodos tradicionales como el corte de combustible oxi, especialmente en materiales más delgados.
  3. Rentabilidad: Si bien los costos iniciales del equipo pueden ser más altos, la velocidad y la versatilidad del corte de plasma a menudo resultan en costos operativos generales más bajos.
  4. Seguridad: El corte de plasma es generalmente más seguro que el corte de combustible oxi-combustible, ya que no requiere gases inflamables.
  5. Zona mínima afectada por el calor: La naturaleza enfocada del arco de plasma da como resultado menos distorsión material.

Corte de plasma frente a otros métodos

En comparación con otros métodos de corte, el plasma a menudo sale adelante:

Plasma vs. Corte de combustible oxi

AspectoCorte de plasmaCorte de combustible oxi
VelocidadMás rápido, especialmente en materiales más delgadosMás lento, mejor para materiales muy gruesos
PrecisiónMayor precisiónMenor precisión
Rango de materialTodos los metales conductoresLimitado a los metales ferrosos
Costo inicialMás altoMás bajo
Costo operativoMás bajoMás alto (costos de gas)
SeguridadMás seguro (sin gases inflamables)Requiere un manejo cuidadoso de gases

Corte de plasma manual versus automatizado

El corte de plasma manual es excelente para tareas no repetibles donde la precisión de corte no es vital. Es más portátil y requiere menos espacio. Sin embargo, los sistemas automatizados, incluidos CNC y cortadores de plasma robóticos, ofrecen una mayor precisión y consistencia, especialmente para cortes complejos o repetitivos.

Máquinas de corte de plasma CNC versus cortadores de plasma Cobot

El corte de plasma CNC es invaluable para la producción de alto volumen, ofreciendo precisión y productividad. Sin embargo, requiere una programación compleja. Los cortadores de plasma Cobot (robot colaborativo) son más fáciles de operar y más flexibles, lo que los hace ideales para geometrías complejas y de alto volumen y de bajo volumen.



Equipo de corte de plasma

Tipos de máquinas de corte de plasma

  1. Cortadores de plasma de mano
  2. Mesas de corte de plasma CNC
  3. Sistemas de corte de plasma robótico
  4. Máquinas de corte de tuberías y tubos

Cómo elegir el cortador de plasma correcto

Considere factores como:

  • Tipo de material y grosor
  • Calidad de corte requerida
  • Volumen de producción
  • Espacio disponible
  • Presupuesto

Consideraciones de costos

Los costos de los equipos de corte de plasma pueden variar desde unos pocos miles de dólares para unidades pequeñas y portátiles hasta más de $ 100,000 para grandes sistemas de CNC industriales. Tenga en cuenta los costos continuos, como los consumibles, el gas y el mantenimiento.

Software de corte de plasma y automatización

El corte de plasma moderno a menudo implica un software sofisticado para diseño, anidación y control de máquinas. El software de anidación CAD/CAM puede optimizar el uso del material y las rutas de corte, mientras que el software de control CNC gestiona el proceso de corte en sí.

Materiales compatibles con el corte de plasma

El corte de plasma funciona con cualquier material conductor eléctrico, que incluya:

  • Acero dulce
  • Acero inoxidable
  • Aluminio
  • Cobre
  • Latón
  • Hierro fundido

El grosor del material puede variar desde chapa delgada hasta placas de más de 1 pulgada de grosor, dependiendo de la potencia del cortador de plasma.

Las mejores prácticas para el corte de plasma

  • Asegure las medidas de seguridad adecuadas, incluida la protección de los ojos y los oídos.
  • Mantenga la altura correcta de la antorcha y la velocidad de viaje
  • Mantenga los consumibles limpios y reemplazados cuando se usa
  • Use el gas y la presión correctos para el material que se está cortando
  • Mantenga y calibre regularmente su equipo

Dependiendo de la potencia del sistema, el plasma puede cortar materiales de hasta 4 pulgadas de espesor, aunque se usa más comúnmente para espesores de hasta 1 pulgada.

Si bien el corte de plasma es generalmente seguro cuando se toman las precauciones adecuadas, implica altas temperaturas y electricidad. Siga siempre las pautas de seguridad y use equipo de protección adecuado.

El corte de plasma requiere que el material sea conductor eléctrico, por lo que no puede cortar materiales no conductores como madera o plástico.

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