Corte por plasma

El corte por plasma es un proceso de corte térmico que utiliza un chorro de plasma eléctricamente conductor para cortar metales conductores como acero, acero inoxidable, aluminio y cobre. El plasma es en realidad un chorro de gas ionizado de alta-velocidad que se utiliza para fundir material y se utiliza ampliamente en la fabricación de metales por su rentabilidad y versatilidad.

 

Descripción

 

El plasma mismo conduce corriente eléctrica y el arco de plasma es continuo mientras se suministre energía al electrodo y el plasma permanezca en contacto con la pieza de trabajo. El corte por plasma es una tecnología de corte de metales altamente eficiente que utiliza un arco de plasma de alta-temperatura como fuente de calor, y su principio fundamental es utilizar un arco de alta-frecuencia para ionizar el gas para formar plasma mientras se funde el metal de la pieza de trabajo a una temperatura alta de más de 3000 grados y se utiliza un flujo de aire supersónico para eliminar el metal fundido y lograr el corte. La presión de este flujo de gas controla eficazmente el radio del haz de plasma. Al dirigir un estado de materia controlado y cargado eléctricamente a través de una boquilla enfocada, puede cortar fácilmente materiales como acero, acero inoxidable y aluminio.

 

Opciones de gas auxiliar

 

La máquina de corte por plasma puede funcionar con varios gases que incluyen aire comprimido, nitrógeno, argón, hidrógeno y oxígeno, o mezclas de dos o tres gases diferentes. Su función es bastante similar al gas de protección, cada uno de ellos muestra resultados diferentes, y a continuación se muestra un breve resumen:

 

√Aire comprimido, este gas es muy versátil y económico, y puede funcionar bien con acero dulce, acero inoxidable y aluminio de hasta 30 mm.

√El oxígeno es un gas popular ampliamente utilizado para acero al carbono en aplicaciones que requieren cortes limpios y una velocidad de corte rápida, y normalmente puede cortar acero dulce de hasta 35 mm con mayor calor, lo que significa que requiere más audición. En consecuencia, más energía térmica puede dañar las piezas de trabajo, además, el oxígeno no es tan amigable con el acero inoxidable y el aluminio, y la superficie de corte se oxida completamente debido a la cantidad de oxígeno y calor que se utiliza.

√El nitrógeno se utiliza ampliamente en aplicaciones de trabajo pesado-para metales gruesos de hasta 80 mm y puede generar cortes de buena calidad para la mayoría de los materiales, incluidos acero inoxidable, acero al carbono y aluminio. Normalmente, el nitrógeno se utiliza con varios gases secundarios, como aire, dióxido de carbono y argón para placas más gruesas.

√Argón, es un gas inerte que no reacciona con el corte a alta temperatura y no es un gas auxiliar estándar debido a su baja conductividad. Por lo tanto, a menudo se mezcla con hidrógeno para crear la llama de corte por plasma-más caliente para un corte limpio.

 

 

Consideración de inversión para plasma frente a láser de fibra

 

Las máquinas de plasma funcionan dirigiendo el gas de corte (aire, oxígeno, nitrógeno, aire, argón, etc.) a través de una boquilla con una abertura estrecha, y luego el gas se ioniza para producir el arco de plasma. Mientras que se utiliza un gas protector para rodear el arco de plasma para ayudar a darle forma, el arco de plasma con una temperatura muy alta puede cortar los materiales metálicos.

Mientras tanto, los láseres de fibra utilizan la luz producida por un diodo y la dirigen a lo largo de un cable de fibra-óptica y componentes ópticos, y luego el haz de luz se enfoca e intensifica para cortar piezas de metal. El láser de fibra también necesita gas de corte que se inyecta en el cabezal de corte debajo de los componentes ópticos y sale por la boquilla junto con el rayo láser. Según la experiencia de Fabmann, para placas más delgadas <12 mm, tubos o perfiles que requieren altas tolerancias dimensionales, la máquina láser de fibra es una mejor opción. Si bien los costos de adquisición y operación son generalmente más altos que los de una máquina de plasma, en promedio, se necesitan alrededor de cinco años para alcanzar el punto de equilibrio. Las cortadoras de plasma tienen una tasa de productividad relativamente más alta, un amplio rango de corte y costos de adquisición comparativamente bajos con un tiempo de recuperación promedio de 3 años. El siguiente cuadro le brinda una comprensión básica de sus características clave.

 

Parámetros	Láser de fibra	plasma de alta definición
Opciones de materiales	Acero dulce, Acero inoxidable, Aluminio, Cobre	Todos los metales conductores
Rango de espesor	Hasta 30mm	Hasta 50mm
Cuadratura del borde	ISO 1	ISO 2 - 4
Tolerancia de corte	0,05-0,1 mm dependiendo del espesor del material	0,2 mm - 0.5 mm dependiendo del espesor del material
Ancho de ranura	0.15 - 0.4 milímetros	0,5 – 2,2 milímetros
ZAT	más estrecho	más ancho
Velocidad de corte (<10 mm)	Más rápido	Más lento
Cutting Speed (>10mm)	Más lento	Más rápido
Precio de compra	Alto	25-35% del láser
Costos operativos	Bajo	Bajo
Mantenimiento	Moderado	Moderado
Marco de tiempo de equilibrio	4-6 años	3-4 años

 

Para tomar una decisión de inversión objetiva, hay algunos factores importantes que debe considerar:

 

√Los tipos de materias primas y las máquinas divididas, de plasma y láser son extremadamente similares en cuanto a la gama de materiales, y las principales diferencias son el rango de espesor de corte y la calidad del corte. Ambos pueden cortar todos los materiales conductores como acero dulce, acero inoxidable, latón, cobre y aluminio. Si la mayor parte de su material tiene menos de 10 mm y perfiles complejos que incluyen tubos, puede ser más rentable-invertir en una máquina de corte por láser de fibra y subcontratar el corte por plasma.

 

√La calidad del corte cubre algunos elementos importantes como la escuadra, la escoria, el borde cortado y la HAZ (zona afectada por el calor). Para el láser de fibra, la calidad del corte depende en gran medida de la potencia, la velocidad de corte, el gas y la presión del gas y el tamaño de la boquilla. Normalmente, la configuración de energía popular estará libre de escoria-para los láseres de fibra, como 4 mm para los láseres de 2 KW y 6 mm para los láseres de 6 KM. A continuación se muestra un breve resumen de los problemas populares de calidad de corte:

 

● Cuadratura, los láseres de fibra son capaces de producir un corte casi cuadrado y se pueden clasificar en ISO 1. Los cortes por plasma típicos normalmente tienen una forma ligeramente cóncava en el borde cortado y su ángulo de bisel está en el rango de ISO 3-5.

●Escoria, se define como los desechos metálicos no deseados que no han sido expulsados ​​del corte que se forma en la parte inferior del corte. La máquina de corte por plasma puede lograr una buena calidad del borde de corte, pero los operadores deben decidir si la prioridad es la calidad del corte o la velocidad de corte. Un corte bajo puede generar mucha escoria en la parte inferior de la pieza de trabajo, mientras que un corte demasiado rápido puede generar cuentas de metal alineadas en la parte inferior del corte, y es bastante difícil quitarlas.

●El cortador de plasma de borde puede proporcionar bordes de corte más suaves debido a su mayor tamaño de punto, pero, por supuesto, también depende del operador cómo configurar los parámetros de corte para alcanzar una calidad de corte optimizada.

●HAZ, depende en gran medida de la potencia de salida de la máquina y la velocidad de corte, y tanto los láseres de fibra como las cortadoras de plasma producen HAZ. Pero normalmente el láser de fibra genera una ZAT más pequeña.

 

 

√La tolerancia de corte y la calidad del orificio, también se denomina calidad de la pieza cortada, especialmente la calidad del orificio a menudo se considera una medida de precisión, que se juzga por qué tan cilíndrico puede ser un orificio. El grado de precisión a menudo se juzga por el ancho del corte; cuanto más ancho sea el corte, más aproximada será la precisión. La ranura determina qué tan pequeño se puede cortar un contorno interior y, mientras tanto, la distorsión por calor puede alterar las dimensiones de la pieza de trabajo. El láser de fibra tiene una mayor tolerancia en comparación con el cortador de plasma.

 

√Costo, los láseres de fibra son generalmente más caros que las máquinas de plasma, tanto en el costo de compra inicial como en los gastos operativos.

 

En resumen, el láser es una mejor opción para cortar acero inoxidable y aluminio fino y suave con un espesor de entre 0,5 mm y 10 mm, y su mayor precisión, velocidad y capacidad para cortar formas intrincadas lo hacen más deseable que la máquina de plasma. En el rango de 10 a 15 mm, el láser de fibra es bastante comparable a la máquina de plasma. Para placas de alta resistencia de más de 15 mm, una máquina de plasma CNC moderna podría ser una mejor opción.

 

Diferentes materiales de acero mediante corte por plasma

 

Características del corte por plasma

 

La máquina de plasma comienza a ganar gran popularidad debido a su menor inversión y su calidad de corte comparable, aunque no es tan buena como la máquina de corte por láser que corta materiales metálicos más delgados, y tiene las siguientes características:

 

 

Por lo tanto, el plasma se utiliza a menudo para cortar metales gruesos, como por ejemplo para la creación rápida de prototipos y el diseño artístico. En conclusión, el corte por plasma es un corte de metales asequible (especialmente para acero inoxidable, aluminio y placas gruesas) con menor precisión en comparación con el corte por láser, y es muy popular para la fabricación de estructuras de alta resistencia, como la construcción naval.