¿Qué es el proceso de corte por plasma?

El corte por plasma es un proceso de corte térmico ampliamente utilizado, capaz de cortar cualquier material eléctricamente conductor. Utilizando un chorro de alta velocidad de gas ionizado (plasma), ofrece una poderosa combinación de velocidad, versatilidad y la capacidad de cortar metales gruesos, lo que lo convierte en un elemento básico en muchas industrias. Comprender los fundamentos de su funcionamiento, los gases involucrados, los requisitos de potencia y el mantenimiento adecuado es clave para aprovechar todo su potencial.

¿Cómo funciona el corte por plasma?

El proceso de corte por plasma se basa en la creación de un canal eléctrico de gas sobrecalentado e ionizado, el plasma, que se fuerza a través de una boquilla constrictora sobre la pieza de trabajo. Aquí hay un desglose de los pasos:

1. Flujo de gas: Se suministra un gas inerte o activo (como aire comprimido, nitrógeno, oxígeno o mezclas de argón) a la antorcha de plasma.
2. Iniciación del arco: Por lo general, se establece un arco piloto de alto voltaje y baja corriente entre el electrodo (dentro de la antorcha) y la punta de la boquilla. Este arco inicial ioniza una pequeña parte del gas que fluye.
3. Formación del chorro de plasma: A medida que la antorcha se acerca a la pieza de trabajo conductora, se forma el arco de corte principal entre el electrodo y la pieza de trabajo, transfiriendo mucha más energía eléctrica. Esta energía intensa calienta rápidamente el gas que fluye a temperaturas extremas (hasta 20,000 °C / 36,000 °F o más), lo que hace que se ionice y se convierta en plasma.
4. Fusión y expulsión: El chorro de plasma, constreñido y acelerado por el orificio de la boquilla, golpea la pieza de trabajo con alta energía térmica y velocidad. Esto funde el área localizada del metal.
5. Seccionamiento: La alta velocidad del flujo de gas de plasma expulsa físicamente el metal fundido del área de corte, creando la separación o ranura. La antorcha se mueve a lo largo de la trayectoria deseada, fundiendo y expulsando continuamente material para realizar el corte.

Gases de plasma y sus funciones

La elección del gas de plasma (y, a veces, un gas protector secundario) afecta significativamente la calidad del corte, la velocidad y la vida útil de los consumibles, especialmente según el material que se esté cortando:

• Aire comprimido:

  • Proceso: A menudo se utiliza como gas de plasma y gas protector. Fácilmente disponible y rentable.
  • Aplicaciones: Buena versatilidad para cortar acero al carbono, acero inoxidable y aluminio, especialmente en aplicaciones manuales o donde el nitrurado de borde (endurecimiento) en acero inoxidable no es una preocupación importante.
  • Consideraciones: Requiere aire limpio y seco (el aceite y la humedad afectan gravemente la calidad del corte y la vida útil de los consumibles). Puede causar oxidación y nitruración en el borde de corte.

• Oxígeno (O₂):

  • Proceso: Se utiliza principalmente como gas de plasma para cortar acero al carbono . A menudo se combina con aire o nitrógeno como gas protector.
  • Aplicaciones: Proporciona la mejor velocidad y calidad de borde en aceros al carbono debido a una reacción exotérmica (el oxígeno reacciona con el acero, generando calor adicional). Produce bordes afilados y cuadrados con una mínima escoria.
  • Consideraciones: Requiere antorchas y consumibles específicos para oxígeno. La vida útil de los consumibles puede ser más corta en comparación con el corte con nitrógeno. No es adecuado para acero inoxidable o aluminio.

• Nitrógeno (N₂):

  • Proceso: Excelente opción como gas de plasma para cortar acero inoxidable y aluminio. También se puede utilizar para acero al carbono. A menudo se combina con CO₂, aire o inyección/protección de agua.
  • Aplicaciones: Proporciona una excelente calidad de borde y minimiza la oxidación en acero inoxidable y metales no ferrosos. Buen equilibrio entre calidad de corte y vida útil de los consumibles.
  • Consideraciones: Generalmente produce velocidades de corte ligeramente más lentas en acero al carbono en comparación con el oxígeno.

• Mezclas de argón/hidrógeno (por ejemplo, H35 - 35% de hidrógeno, 65% de argón):

  • Proceso: Se utiliza normalmente como gas de plasma para cortar acero inoxidable y aluminio más gruesos (a menudo > 0,5 pulgadas / 12 mm). El nitrógeno se utiliza comúnmente como gas protector.
  • Aplicaciones: Proporciona la máxima capacidad de corte y una excelente calidad de borde en materiales no ferrosos gruesos debido a la alta conductividad térmica del hidrógeno. Produce cortes muy limpios y lisos.
  • Consideraciones: Mezcla de gas más cara. Requiere antorchas de inyección de agua especializadas o equipos específicos diseñados para estos gases debido al alto calor.

Dimensionamiento de la fuente de alimentación de plasma (amperaje)

La salida de la fuente de alimentación de plasma, medida en amperios (amperios), determina directamente la capacidad de corte del sistema (espesor del material). Elegir el tamaño correcto es crucial para el rendimiento y la eficiencia:

• Baja potencia (aproximadamente 30-60 amperios): Adecuado para cortar metales en láminas más delgados, normalmente hasta aproximadamente 1/2 pulgada (12 mm). Ideal para HVAC, carrocería de automóviles y fabricación ligera.
• Potencia media (aproximadamente 60-130 amperios): El rango de trabajo para la fabricación general, capaz de cortar materiales normalmente hasta 1 pulgada (25 mm) o un poco más. Común en talleres de fabricación, manufactura y mantenimiento.
• Alta potencia (aproximadamente 130 amperios y más, hasta 400 A+): Diseñado para el corte de placas pesadas, que a menudo se encuentra en entornos industriales como la construcción naval, la construcción de puentes, la fabricación de equipos pesados y los centros de servicio. Estos sistemas pueden cortar materiales de varias pulgadas de espesor.

Nota: Consulte siempre las especificaciones del fabricante para conocer las capacidades de corte precisas a diferentes amperajes para diversos materiales. El ciclo de trabajo (el porcentaje de tiempo que la máquina puede funcionar a una salida determinada en un período de 10 minutos) también es un factor crítico para los entornos de producción.

Industrias que utilizan el corte por plasma

La versatilidad del corte por plasma lo hace valioso en numerosos sectores:

• Fabricación general de metales: Corte de piezas para estructuras, maquinaria y proyectos personalizados.
• Construcción: Corte de vigas, placas y tuberías in situ o en la fabricación.
• Reparación y fabricación de automóviles: Trabajos de chasis, sistemas de escape, construcciones de vehículos personalizados.
• Construcción y reparación naval: Corte de placas de casco, bastidores y otros componentes estructurales.
• Minería y equipo pesado: Fabricación y reparación de piezas de maquinaria duraderas.
• Mantenimiento y reparación industrial: Corte rápido de pernos agarrotados, reemplazo de secciones desgastadas, modificaciones de plantas.
• Salvamento y demolición: Destrucción rápida de estructuras metálicas y vehículos.
• Trabajo artístico en metal: Creación de diseños e esculturas intrincados.

Mantenimiento esencial para la longevidad del cortador de plasma

El mantenimiento constante es vital para garantizar un rendimiento fiable, una calidad de corte óptima y prolongar la vida útil de su equipo de corte por plasma:

• Diariamente / Antes de cada uso:

  • Inspeccionar consumibles: Compruebe el electrodo (para picaduras más allá de los límites), la boquilla (para desgaste/daños del orificio), la tapa protectora (para salpicaduras/daños) y el anillo de remolino (para grietas/obstrucciones). Reemplace las piezas desgastadas inmediatamente; el funcionamiento con consumibles desgastados reduce drásticamente la calidad del corte y puede dañar la antorcha.
  • Comprobar el cuerpo de la antorcha: Inspeccione si hay daños físicos o grietas.
  • Verificar el flujo de gas/refrigerante: Asegúrese de que las presiones y los caudales sean correctos. Escuche si hay fugas. Compruebe los niveles de refrigerante (si corresponde).

• Semanal / Periódico:

  • Limpiar el cuerpo de la antorcha y los cables: Limpie los componentes para eliminar el polvo y la suciedad.
  • Inspeccionar cables y mangueras: Busque cortes, abrasiones, torceduras o marcas de quemaduras. Asegúrese de que las conexiones sean seguras.
  • Comprobar/limpiar/reemplazar filtros de aire: Crucial si se utiliza aire comprimido. Asegúrese de que las trampas de humedad se drenen regularmente. El aire sucio o húmedo es perjudicial.
  • Comprobar el sistema de refrigerante (si corresponde): Verificar la conductividad/condición del refrigerante y cambiarlo según las recomendaciones del fabricante. Limpiar los filtros.

• Prácticas generales:

  • Mantener el área limpia: El polvo de metal puede interferir con los componentes electrónicos y las piezas móviles.
  • Asegurar una buena conexión a tierra: Una mala conexión a tierra provoca problemas de arranque y un corte inconsistente.
  • Seguir las directrices del fabricante: Cumpla con el programa y los procedimientos de mantenimiento específicos que se describen en el manual de su equipo.

Al realizar diligentemente estas tareas de mantenimiento, puede minimizar significativamente el tiempo de inactividad, reducir los costos operativos, garantizar un rendimiento de corte consistente y maximizar el retorno de su inversión en corte por plasma.