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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOUNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
Dr. Víctor Manuel Alcántara Alza
DISEÑO DE SISTEMAS DE PRODUCCION
Facultad de IngenieríaEscuela profesional de Ingenieria Mecánica
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Contents
Fundamentos fisicoquimicos 1
Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
Proceso de corte con plasma42
Fundamentos fisicoquimicos
El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 °C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en el que los electrones se disocian del átomo y el gas se ioniza (se vuelve conductor).
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
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Fundamentos fisicoquimicos
El procedimiento consiste en provocar un arco eléctrico estrangulado a través de la sección de la boquilla del soplete, sumamente pequeña, lo que concentra extraordinariamente la energía cinética del gas empleado, ionizándolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar.
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
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Arco Eléctrico
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Por medio de un generador de alta frecuencia conseguimos generar un arco entre el electrodo y la boquilla, este arco calienta el gas plasmágeno que hay en su alrededor y lo ioniza estableciendo un arco-plasma.
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Gracias a la conductividad eléctrica es transferido hasta la zona de corte, mientras que el arco generado inicialmente, denominado arco piloto, se apaga automáticamente.
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Una vez el arco-plasma está establecido, la pieza se carga positivamente mientras el electrodo se carga negativamente, lo que hace mantener el arco-plasma y cortar la pieza.
El arco generado en el proceso de corte por plasma se denomina arco transferido (se genera en una zona y es transferido a otra).
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Estos electrones libres se colocan en los núcleos que han perdido sus propios electrones, convirtiéndose así en iones.
Calentando un gas a temperaturas cercanas a 50.000 ºC los átomos pierden electrones.
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Fundamentos fisicoquimicos 1
A muy elevadas temperaturas, los electrones tienen suficiente energía como para salir de su órbita del núcleo del átomo, generando iones de carga positiva.
De esta forma el gas se convierte en plasma: un conductor eléctrico gaseoso con alta densidad de energía.
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Fundamentos fisicoquimicos 1
Proceso de corte con plasma
El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.
La ventaja principal de este sistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactación calorífica de la zona de corte.
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El gas contenido en la boquilla circula en la corriente con el fin de ionizarlo, se calienta y después se hace salir por una boquilla con un diámetro muy reducido, de tal manera que el gas ionizado se comporta como cualquier material conductor de la electricidad.
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Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
Si se reduce mucho la sección por donde pasa la corriente se estará aumentando la resistencia, provocando un calentamiento del gas alcanzando temperaturas muy elevadas y velocidades muy altas, más o menos la velocidad del sonido.
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
Este gas caliente es el que se aporta sobre la pieza y es el que consigue la fusión y la propia presión del gas, además evacua ese material fundido por la parte inferior de la chapa.
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
Resumiendo
el corte por plasma se basa en la acción térmica y mecánica de un chorro de gas calentado por un arco eléctrico de corriente continua establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar. El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Fases del proceso de corte y maquinado por plasmaA
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
Corte con doble flujo
Corte con inyección de oxigeno
Corte con inyección de agua
Corte por plasma por aire
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
En el año 1963 se introduce el corte por plasma por aire..
Corte por plasma por aire
El oxígeno del aire aumenta las velocidades de corte en un 25 por ciento en relación con el corte tradicional por plasma seco,.
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
también conlleva una superficie de corte muy oxidada y una rápida erosión del electrodo que está dentro de la boquilla de corte.
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Corte por plasma por aire
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
En 1983 se desarrolla una nueva técnica que implica la utilización de oxígeno como gas de corte y la introducción de agua por la punta de la boquilla
Corte con inyección de oxigeno
Este proceso denominado “corte por plasma con inyección de oxígeno” ayuda a solucionar los problemas del rápido deterioro de los electrodos y la oxidación del metal.
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Corte con inyección de oxigeno
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
En 1968, Dick Couch, presidente de Hypertherm, inventa el corte con inyección de agua, un proceso que implicaba inyectar radialmente agua en la boquilla
Corte con inyección de agua
El resultado final fue corte mejor y más rápido, así como con menos escoria. Este proceso también utiliza como gas nitrógeno pero como protector utiliza una capa de agua.
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
MAQUINADO Y CORTE POR PLASMA
Este es el sistema convencional o stándard, de alta velocidad
Corte con doble flujo
Utiliza como gas-plasma nitrógeno y como gas protector puede emplearse bióxido de carbono o bien oxígeno.
Tipos de procesos de corte y maquinado por plasma3B
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