La industria manufacturera cuenta con diversos tipos de maquinaria para cortar y dar forma a todo tipo de metales y aleaciones. Los sectores del transporte y la construcción, por ejemplo, son solo dos de una lista casi interminable que requieren componentes metálicos producidos con precisión. Entonces, ¿cómo fabrican las empresas las armaduras de acero que componen el tramo de un puente colgante o el metal que se convierte en el ala masiva de un avión? A menudo, utilizan un cortador de plasma.
Aunque los cortadores de plasma pueden no ser tan conocidos como otras máquinas de corte de metales, existen desde la Segunda Guerra Mundial. Durante ese tiempo, se usaron para soldar la armadura y los componentes de la aeronave que eventualmente conducirían a la derrota de las potencias del Eje.
Varios años después de la guerra, los ingenieros descubrieron que podían aumentar las temperaturas con la combinación de acelerar el flujo de gas y reducir el orificio de liberación. Estos sistemas podían alcanzar temperaturas que les permitían funcionar como una sierra, cortando los metales más duros con relativa facilidad.
Con este arco de plasma revolucionario, los fabricantes ahora pueden cortar cualquier metal con velocidad y precisión. Y aunque suene a ciencia ficción, no es más que ciencia innovadora. Así es como funciona:
¿Qué es el plasma?
Como todos aprendimos en la escuela, hay tres estados de la materia: sólidos, líquidos y gases. Aplicar calor (energía) a un bloque sólido de hielo rompe su enlace molecular y lo convierte en agua. Con suficiente calor en el agua, se convierte en gas. Pero, ¿qué sucede si sometes el gas a temperaturas extremadamente altas? Creas plasma.
Todo este calor y energía rompe las moléculas de gas, causando que sus átomos se dividan. En condiciones normales, los átomos están formados por protones y neutrones en un núcleo que está rodeado por una nube de electrones. En el plasma, los electrones se separan del núcleo y comienzan a moverse rápidamente. Los electrones cargados negativamente dejan atrás sus núcleos cargados positivamente, también conocidos como iones.
Cuando estos electrones acelerados chocan con otros electrones e iones, liberan enormes cantidades de energía, que es lo que proporciona al plasma su excepcional poder de corte.
¿Cómo funciona un cortador de plasma?
Los cortadores de plasma funcionan enviando un arco eléctrico a través de un gas que pasa a través de una abertura restringida. Hay opciones para el tipo de gas: nitrógeno, oxígeno, argón o simplemente aire comprimido. Este proceso aumenta la temperatura del gas hasta el punto de que ingresa al cuarto estado de la materia mencionado anteriormente: el plasma.
La conductividad eléctrica del plasma hace que el arco se transfiera al metal, completando el circuito. La abertura restringida, que se llama boquilla, hace que el gas se escurra a una velocidad extremadamente alta, cortando el metal fundido. La boquilla de corte tiene un segundo conjunto de canales que liberan un flujo constante de gas protector alrededor del área de corte. La presión de este flujo de gas controla el radio del haz de plasma.
¿Cuáles son las partes principales de un cortador de plasma?
Las modernas máquinas de corte por plasma constan de estas piezas de corte por plasma:
- Una unidad ligera
- cable de la antorcha
- Cable de tierra
- Cable de energía
- cabeza de la antorcha
- Consumibles
En el frente de una unidad típica hay un panel de control en el que un operador puede ajustar la presión del aire, el amperaje y el flujo posterior para enfriar la antorcha. También habrá un manómetro de aire.
Los consumibles son parte de la antorcha e incluyen la boquilla, que es responsable de restringir la corriente de gas ionizado y concentrar la energía en una sección transversal más pequeña.
El electrodo es otro consumible cuya función principal es proporcionar energía al arco de plasma, conectándose a la salida negativa de la fuente de alimentación. Su propósito secundario es conducir energía de alto voltaje cuando se le da una entrada de arranque al sistema, agregando energía para ionizar el gas de corte y permitiendo que arranque el arco de plasma.
El deflector de gas también es un consumible. A veces denominado deflector de remolino, “hace girar” el gas y lo distribuye uniformemente a lo largo de un lado del corte, brindándole una apariencia nítida y limpia.
El cabezal del soplete y sus componentes controlan el proceso de corte, pero un operador capacitado y experimentado tendrá un impacto en la calidad del corte y su entalladura.
El siguiente diagrama proporciona una visión detallada de la anatomía de la cortadora de plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60:
Diagrama de la cortadora de plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60
Lista de piezas para el cortador de plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60
¿Qué es Kerf?
La sangría es simplemente el ancho del material eliminado durante el proceso de corte, y tres variables tienen un efecto directo sobre él, todas las cuales son controladas por el operador de la cortadora de plasma:
Velocidad de corte: Mover el corte más rápido producirá una sangría más estrecha. El operador podría aumentar la velocidad de corte hasta un punto en el que se produzca una pérdida de penetración. Por otro lado, las velocidades de desplazamiento más lentas darán una sangría más ancha y una velocidad demasiado lenta puede resultar en la pérdida del arco.
Amperaje de corte: Al aumentar el amperaje de corte y mantener constantes las otras dos variables, habrá un corte más ancho. Continuar aumentando la corriente ampliará el corte y eventualmente podría destruir la boquilla. Disminuir el amperaje resultará en un corte más angosto y podría conducir a la pérdida de penetración.
Separación: La distancia entre la antorcha y la pieza de trabajo durante el corte se conoce como separación. El aumento del voltaje del arco requiere un aumento en la distancia de separación y amplía la entalladura. Aumentar el distanciamiento conducirá finalmente a la pérdida del corte, mientras que reducirlo dará como resultado una sangría más estrecha y, una vez más, la pérdida del corte.
Incluso el mejor cortador de plasma es tan efectivo como la persona que lo usa. Y aunque muchos de los modelos actuales se consideran “fáciles de usar”, cierta cantidad de capacitación y experiencia se traducirán en los resultados deseados.
Tamaños y capacidades del cortador de plasma
Hay grandes cortadores de plasma con mesas de cien pies que tienen brazos robóticos para hacer sus cortes. Y, en el otro extremo del espectro, existen excelentes unidades portátiles compactas que se encuentran en obras de construcción, en talleres mecánicos y en los garajes de muchos aficionados. No importa el tamaño que sean, todas las cortadoras de plasma funcionan con el mismo principio y generalmente se fabrican con el mismo diseño.
Eso no quiere decir que todos los cortadores de plasma estén hechos de la misma calidad o que brinden un valor excepcional por su precio. Pero aquí hay uno que cumple con todos los criterios para un excelente cortador de plasma a un precio que se ajusta al presupuesto de cualquier persona: el cortador de plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60.
Vista del panel frontal de la cortadora de plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60
Vista del panel posterior de la cortadora por plasma de doble voltaje PrimeWeld CUT60
¿Qué hace que un cortador de plasma se destaque por encima de la multitud?
Una vez prohibitivamente caras, las cortadoras de plasma se usaban exclusivamente para los trabajos de corte de metales más importantes. Hoy, sin embargo, las cortadoras de plasma, como la CUT60, se han convertido en una parte esencial de muchas industrias. Son muy populares en los talleres de automóviles personalizados para crear chasis y marcos, mientras que las empresas constructoras los emplean para cortar y fabricar vigas de acero y láminas de metal. Incluso los cerrajeros están utilizando cortadores de plasma para perforar bóvedas y cajas fuertes después de que sus clientes hayan sido bloqueados.
La mayoría de los mejores cortadores de plasma de la actualidad, incluido el CUT60, utilizan un arco piloto entre el electrodo y la boquilla para ionizar el gas y generar el plasma antes de que se transfiera el arco. Otros métodos incluyen tocar la punta de la antorcha con el trabajo para crear una chispa y usar un circuito de arranque de alta frecuencia que funciona como una bujía.
El precio es casi siempre una consideración (el muy popular CUT60 tiene un precio moderado de $ 649)
Otras cosas a tener en cuenta al comprar un cortador de plasma incluyen:
- Operación fácil de usar: encuentre uno que pueda aprender a usar de forma rápida y segura
- Portabilidad: unidades livianas que van a cualquier lugar y se pueden conectar fácilmente a generadores o soldadoras
- Bajo consumo de energía
- Cortes de buena calidad
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