¿Qué es el corte por arco de plasma?

Introducción al corte por arco de plasma

Existen sólidos, líquidos, gases y un cuarto estado de la materia, el plasma. El plasma es simplemente una columna de gas sobrecalentada que se puede usar para cortar metales.

Los sopletes de plasma funcionan utilizando aire comprimido o gases comprimidos como nitrógeno, para ionizar y crear plasma. Por lo general, los gases se introducen en la máquina y, después de hacer contacto con el electrodo, se ionizan y generan más presión. Después los gases expulsan una corriente o columna de plasma puro que está lo suficientemente caliente como para cortar materiales.

Para el corte por arco de plasma generalmente se usa una boquilla de cobre para estrechar la corriente de gas con el arco piloto que fluye a través de ella. El arco piloto salta desde un electrodo en el soplete hasta el material que se está cortando. Esto se conoce como "arco transferido". Aunque también hay arcos "no transferidos", normalmente no se utilizan para cortar.

Además de la boquilla, el electrodo también suele estar fabricado con cobre, pero tiene un inserto de metal en el punto donde se une el arco. Sin él, el cobre se fundiría demasiado rápido.

En muchos casos, se utiliza un inserto de tungsteno en el electrodo del cortador de plasma. Este puede soportar temperaturas muy elevadas con un mínimo de fusión o erosión. Algunos sopletes más pequeños usan un electrodo de tipo "lápiz" fabricado completamente con tungsteno con un extremo afilado.

Sin embargo, en presencia de oxígeno, el tungsteno se quema rápidamente. Si se utiliza oxígeno o aire comprimido, el inserto está fabricado con hafnio. El hafnio dura mucho más en presencia de oxígeno y tiene un punto de fusión muy elevado, pero se desgasta un poco con cada inicio del arco.

Ventajas del corte por arco de plasma

Hay una serie de ventajas que se deben tener en cuenta en el corte por plasma. Puede cortar todos los materiales conductores, incluidas las láminas metálicas y los metales no ferrosos, y lograr una excelente calidad de corte en espesores de hasta 50 mm. El espesor máximo de corte es de 150 mm.

Además, el corte por arco de plasma ofrece el enfoque más rentable para cortar aluminio y acero inoxidable de espesor medio, ya sea con un sistema manual o montado sobre una máquina CNC. Por lo general, corta rápidamente y con un impacto mínimo, proporcionando un corte suave y un ancho de corte menor.

Dado que no se requiere precalentamiento, puede ahorrar tiempo y dinero, además de alcanzar altas velocidades, especialmente en metales delgados. El corte por plasma también ofrece un mejor rendimiento en el corte de metales apilados.

Cuando se trabaja con diferentes formas, ángulos, tubos o canales, el corte por plasma proporciona un método de corte más preciso y rápido. También es más fácil de usar que muchos otros tipos de sistemas de corte, por lo que la necesidad de limpieza es mínima. No requiere almacenamiento ni gases explosivos con una llama abierta, por lo que también es más seguro.

Gases utilizados en el corte por arco de plasma

El oxígeno se usa en un soplete de plasma por la misma razón que se usa en un soplete de acetileno. El oxígeno en la corriente de plasma reacciona con el acero dulce. La reacción química entre el oxígeno del gas de plasma y el metal base ayuda a aumentar la velocidad de corte y mejorar la calidad del borde.

Dado que el oxígeno no tiene la misma reacción que el acero inoxidable o el aluminio, se pueden usar gases más económicos para esos metales. Estos incluyen nitrógeno o aire comprimido, que a menudo es principalmente nitrógeno.

A veces se utilizan otros gases especiales con diferentes fines. El gas argón, por ejemplo, se usa para el marcado por plasma, que usa el arco de plasma para crear una decoloración de la superficie. Se puede usar una mezcla de argón e hidrógeno para cortar acero inoxidable o aluminio con mayor espesor. Una mezcla de hidrógeno y nitrógeno, o metano y nitrógeno, es otra alternativa para cortar acero inoxidable más delgado.

La decisión sobre la mezcla que se debe utilizar depende de sus necesidades. Cada mezcla presenta diferentes niveles de calidad de corte, así como diferentes precios y requisitos de manejo.

Materiales que se pueden cortar mediante corte por arco de plasma

Solo se pueden utilizar materiales metálicos eléctricamente conductores durante los procesos de corte por plasma. Esto incluye acero dulce, acero inoxidable y aluminio. Hay muchos otros metales y aleaciones que también son conductores, como el cobre, el latón, el titanio, el Monel, el Inconel, el hierro fundido y otros. Sin embargo, las temperaturas de fusión de algunos de estos metales dificultan el corte con un borde de buena calidad.

Corte por arco de plasma frente a corte con oxicombustible

El proceso de corte por arco de plasma generalmente se considera una alternativa al corte con oxicombustible. El proceso con corte por plasma se diferencia en que utiliza el arco para fundir el metal. El proceso con oxicombustible, por otro lado, usa oxígeno para oxidar el metal y el calor de la reacción exotérmica para fundir el metal.

En términos generales, el corte con oxicombustible es bueno para metales de mayor espesor y puede cortar acero de 15 a 30 cm. Algunos sistemas pueden incluso cortar acero de hasta 50 cm de espesor. Tampoco requieren electricidad, lo que significa que son una buena opción para el corte de campo. Además, los sopletes de corte con oxicombustible pueden hacer algo más que cortar, como soldar por fusión, con soldadura fuerte, con soldadura blanda y con ranurado.

Corte por arco de plasma frente a Corte por láser

El corte por láser ofrece los últimos avances en tecnología de corte térmico. Con él se genera un rayo láser en una cavidad resonante de un sistema de corte por láser. Para cortar y soldar, se guía el rayo láser a través de un sistema de trayectoria del rayo hasta el cabezal de corte.

Con el corte por arco de plasma solo se puede cortar metal. Sin embargo, el corte por láser le ofrece la posibilidad de cortar cualquier tipo de material. También es extremadamente preciso, ya que aprovecha la potencia de la luz óptica. Si bien puede cortar con un mayor detalle, el láser también es mucho más caro que otros cortadores industriales, como el de plasma.

¿Debería elegir el corte por arco de plasma?

Cuando se trata de cortar metal, todos los sistemas, incluido el corte por arco de plasma, presentan ventajas e inconvenientes. Para determinar cuál se ajusta mejor, hay que tener en cuenta varios factores como el tipo y el espesor del metal que se corta, la ubicación del trabajo, el presupuesto y los recursos de energía disponibles.