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CORTE CON PLASMA
PLASMA EN LA NATURALEZA
El corte por plasma
Temas
• Teoria del corte por plasma. Porque corta?
• Como funciona el equipo?
• Que es un equipo de Alta Definición?
• Comparación entre plasma y el oxicorte.
• Características de un buen corte, defectos mas comunes y como corregirlos.
• Parâmetros para el control de proceso.
• Mantenimiento preventivo de los equipos Hypertherm.
• Problemas mas comunes en la operación
• Problemas comunes en los equipos
Plasma El cuarto estado de la materia
Hyperthermbaw
Nív
el d
e E
ner
gia
Plasma
Gás
Líquido
Sólido
Fusión
Evaporación
Ionización
Ionización:Liberación de los electrones de los átomos de gas.El gas se transforma en un buen conductor eléctrico.
Comportamiento del Plasma:< Sección del grupo de aire> Resistencia eléctrica> Voltaje y corriente mantenida> Temperatura en el Plasma
Corte por plasmaDefinición
Hyperthermbaw
El plasma, está constituido por una serie de partículas que contiene aproximadamente el mismo número de íones positivos y electrones, y asi mismo muestran algunas propiedades de los gases, se diferencia de este por ser un buen conductor de la electricidad.
El corte plasma es un proceso que utiliza una boquilla calibrada para la constricción (compactación) de un gas ionizado que está a muy alta temperatura, a fin de controlarlo y usarlo para fundir y cortar metales conductores.
Entonces la ionización de gas es el último cambio en los estados. Los gases están en un estado eléctricamente conductivo llamado PLASMA.
Torcha ConvencionalDe flujo simple
Pieza (+)
Gás de Plasma
(-)
Anillo deTorbellino
Boquilla
Electrodo
Funciones del Gas:Conducir el arco eléctricoExpulsar o material removido Refrigerar a la torcha de los consumíbles
Hyperthermbaw
Torcha HyperthermDoble flujo de gas en la cabeza
Pieza (+)
Gas de Protección
Gás de Plasma
(-)Anillo deTorbellino
Tobera
ProtectorFrontal
Eletrodo
Funciones del Gas de Plasma:Conducir el arco eléctricoExpulsar el material removido
Funciones del Gas de Protección:Restringir el arco y concentrar la energíaProteger la zona de corteRefrigerar a torcha de los consumíbles
Hyperthermbaw
Corte por plasmaCaracterísticas del arco
< 15º
Electrodo Boquilla(Tobera)
Movimientode Avance
V1
V2
V3
Vo
ltjg
e d
el A
rco
V
V = V1 + V2 + V3
17,000ºC
27,000ºC
11,000ºC
Rangos de Temperatura del arco
El parámetro de regulación de la corriente.El equipo selecciona automáticamente el voltaje del arco, dependiendo del espesor del material y del diámetro del agujero de la boquilla (sección del chorro de aire)
Hyperthermbaw
HAY QUE TENER EN CUENTA QUE, A UN MISMO ESPESOR IGUAL CORRIENTE :
1) SI SE INCREMENTO LA VELOCIDAD, MAS CORTO ES EL ARCO, PORTANTO, EL VOLTAJE DEL ARCO DISMINUYE
2) SI SE AUMENTO EL FLUJO DE GAS PLASMA, EL VOLTAJE DEL ARCO SUBE
3) SE HAY UNA RESTRICCIÓN EN EL GAS PLASMA, BAJARÁ EL VOLTAJE DEL ARCO
Variaciones del Voltaje del Arco
El voltaje del arco es función de la altura de la torcha. Es usada para controlar esta variable que es muy importante para obtener la calidad deseada.
Secuencia de ArranqueEquipos con alta frecuencia
Hyperthermbaw
1) Abertura de la válvula de gas / Tensión en la fuente / Relé del arco piloto (AP)
desacoplado
2) Accionar (flecha) o relé de HF y se enciende el arco de alta frecuencia, que ioniza el gas
y crea el camino para accionar el circuito de AP (arco piloto). Se enciende el arco piloto
entre el electrodo y la boquilla.
3) Se la torcha esta próxima de la pieza, comenzará a cerrarse el circuito principal, o sea,
produce la transferencia del arco desde el electrodo hasta la pieza. Cuando el sensor de
corriente detecta a circulación, se abren los relés de AP y de HF.
Pieza
HFElectrodo
Boquilla(-)
(+)
R (2 )W
Sensor de Corriente
Relé de AP Relé de HF
Circuito Principal
Tres tiposde arco
Arco alta frecuencia (no marca la chapa)
Arco piloto (marca la chapa mas no perfora)
Arco transferido (perfora la chapa)
Secuencia de ArranqueEquipos con alta frecuencia
Procesos para Corte de Metales
Desafortunadamente para nosotros el mundo no es perfecto!
Todos los procesos de corte tienen sus ventajas y desventajas.
Los procesos de corte encontrados en el mercado pueden ser agrupados en las siguientes categorias:
Mecánicos sierra, punzón, chorro de agua c/abrasivo
Excelente calidad y precisión Caros, lentos
Químicos Oxicorte Baja inversión, amplia aplicaçión, calidad aceptable encima de 1/4”
alto costo de retrabajo, solo metales ferrosos, lento, gran aporte de calor
Térmicos Plasma sin oxidaciónLaser sin oxidación
Excelente calidad en algunos materialesAltas velocidades
Transformaciones metalúrgicasAlto costo de inversión.
Químico-Térmicos Plasma con OxigenoLaser con Oxigeno
Excelente calidad en aceros finosAlta velocidad
Transformaciones metalúrgicasAlto costo de inversión.
Hyperthermbaw
El Corte Perfecto
Todos los usuarios de procesos de corte de metal buscan esencialmente lo mismo: EL CORTE PERFECTO.
El corte perfecto podría tener las seguientes calidades:
•Ángulo recto
•Excelente tolerancia
•Sin sangrado
•Alta velocidad
•Bajo Costo
•Sin desgaste de herramientas
•RepetibilidadHyperthermbaw
Las sieguientes variábles son las que deben ser tomadas en cuenta para hablar de calidad de corte:
•Inclinación o desvio del corte
•Dureza del borde
•Limpieza del borde
•Alteraciones químicas
•Soldabilidad y maquinabilidad
Calidad de CorteVariables a considerar
Hyperthermbaw
El resultado del proceso de corte plasma, estará definido por la elección correcta de las siguientes variables:
•Corriente (A)
•Gas (tipo, pureza y presión/salida)
•Distancia torcha-pieza
•Velocidad de avance
•Corte seco vs. de bajo/agua
Control de procesoVariables a considerar
Hyperthermbaw
Acabado del corte
Sangria:
Abertura creada por el metal que fue removido por el chorro de plasma. Su longitud es determinada por la:
• Corriente• Tamaño del orifício de la boquilla• Estado de los consumíbles• Distancia torcha-pieza• Velocidad de avance
Perforar:
El arranque en plena chapa, es diferente al arranque en el borde. La capacidad de perforación es, generalmente, la mitad de la capacidad máxima de corte que determina el equipo.
Hyperthermbaw
Distancia torcha-pieza:
Es la distancia entre a pieza y la punta de la torcha. Es de suma importancia para determinar el ángulo de corte y la calidad final.
THC (Torch Height Control):
Es la unidad que controla automaticamente la distancia torcha-pieza en función de la distancia (voltaje) escojida, para optimizar la calidad de corte.
IHS (Initial Height Sensing):
Dispositivo encargado de colocar la torcha en la altura correcta para la perforación de la chapa. Esta altura puede variar por causa de las ondulaciones de la chapa a lo largo de su superfície, y el sensor es capaz de detectar estas variaciones evitando el arranque muy próximo a lo largo de la chapa.
- Es recomendable perforar al 150% - 200% de la altura de corte.
Acabado del corte
Cuando es incrementada la velocidad de avançe el Voltaje del Arco disminuye, y vice-versa.
Las velocidades de avance cambian:- En las esquinas- Al princípio y al final de un
corte- En el corte de círculos y
formas reducidas Esto causará rebarbas en
las esquinas y en figuras pequeñas.
Reacción del THCLa torcha bajará a medida que
la velocidad diminuye y subirá
con elincremento de la velocidad.
El THC debe ser desligado o bloqueado en los casos en que la velocidad decrezca.
Efectos de la Velocidad de
AvanceSobre el voltaje del
arco
Hyperthermbaw
El angulo puede ser corregido mediante la alteración de la distancia torcha-pieza.
Esto se hace por medio de la elección del VOLTAJE DEL ARCO en el THC.
Si el angulo no es similar en los 4 lados, entonces puede ser que la torcha no este a 90 grados en relación a la pieza, o que los consumíbles esten deteriorados.
Inclinación del corteControl de la altura de la torcha
Debido a acción del anillo de torvellino sobre el gas plasma, un lado del corte siempre tiene inclinación. Es llamado “lado malvado”.
Para obtener la menor inclinación en la producción, es necesario cortar en la dirección correcta.
El “lado bueno” es el directo en relación al sentido de avance de la torcha.
Sentido horario:
En cortes exteriores de una pieza.
Sentido anti-horario:
En cortes interiores (agujeros).
Inclinación del corteSentido de avance
Escória:
Es el metal re-solidificado en la parte inferior o superior del corte. La formación de la escória y sus condiciones son determinadas por:
• Velocidad de avance• Corriente• Gases usados• Tipo y espesor del material• Distancia torcha-pieza• Impurezas en la superfície del material
(óleos, etc)( En el caso de tener aceites o suciedad, es
conveniente cortar con el lado sucio o aceitoso para abajo)
EscóriaVariables que afectan en su formación
Hyperthermbaw
EL CORTAR PUEDE CAUSAR
FUEGO O EXPLOSIÓN.• Protéjase usted mismo y otros de las
chispas y metal caliente que puedan volar.• No corte cuando estas chispas calientes
puedan caer en material inflamable. Quite todos los materiales inflamables de un radio de 10,7 m. del arco de cortar. Si esto no se puede, protéjalos con coberturas apropiadas.
• No corte en un ambiente que contenga polvo o vapor explosivo.
• No corte cilindros, tubos o recipientes presurizados.
• No corte recipientes que hayan tenido material combustible.
UNA DESCARGA ELECTRICA
PUEDE MATARLO
• No toque partes eléctricamente vivas.• Use guantes de aislamiento secos y sin
huecos y protección en el cuerpo.• No toque las partes de la antorcha si usted
está en contacto con el trabajo o la tierra.• Apague la potencia de entrada antes de
chequear, limpiar o cambiar las partes de la antorcha.
• Desconecte la potencia de entrada antes de instalar o dar servicio a este equipo. Apague con candado o usando etiqueta inviolable (“lockout/tagout”) la entrada de potencia.
UNA DESCARGA ELECTRICA
PUEDE MATARLO
Apague la unidad, desconéctela de la potencia de entrada, verifique el voltaje en los condensadores de entrada, y asegúrese que estén cerca de cero (0) voltios antes de tocar cualquier parte.
LOS RAYOS DEL ARCOPUEDEN QUEMAR SUS OJOS Y
PIEL.
Los rayos del arco del proceso de cortadura producen rayos intensos visibles e invisibles (ultravioleta y ultrarojos) que pueden quemar los ojos y la piel.
HUMO Y GASES PUEDEN SER PELIGROSOS.
El cortar produce humos y gases.Respirando estos humos y gases pueden ser peligrosos a su salud.
No corte en materiales con recubrimiento como acero galvanizado, plomo o acero plateado con cadmio a no ser que se haya quitado el recubrimiento del área de cortar, el área esté bien ventilada y si fuera necesario, mientras esté usando un respirador para aire. Los recubrimientos de cualquier metal que contiene estos elementos pueden emitir humos tóxicos cuando se los corta.
PROTECCIÓN PARA LOSOJOS PARA EL ARCO DE PLASMA.
CICLOS DE TRABAJO Y CALENTAMIENTO
CONEXIÓN DE GRAMPA DE TIERRA Y LA ENTRADA DE GAS
AIRE.
• Conecte la grampa de tierra en un lugar limpio y sin pintura de la pieza de trabajo, tan cerca como fuera posible al sitio donde vaya a cortar.
• Use solamente aire seco con 90 a 150 libras por pulgada cuadrada de presión (620 a 1034 kPa). La manguera debe tener un diámetro interno mínimo de 3/8 pulg.(9,5 mm.).
OPERACIÓN.
• Medidor de Gas/presión de aire.• Control de Gas/presión de aire.• Control de Salida. Use el control para
seleccionar la salida en amperios. El gas/aire automáticamente fluye a la presión establecida. Use el área de fijación de control del Gas/Air para fijar la presión del gas/aire.
• Esta operación se muestra en la siguiente figura:
OPERACIÓN: Partes y funciones.
• Indicadores luminosos de averías.
• Luz de potencia
• Luz “Ready”. La luz “Ready” (preparada) se enciende cuando la unidad está encendida para indicar que todos los sistemas de parada de seguridad están funcionando bien. Si la luz “Ready” no se enciende, revise las luces indicadoras de dificultades.
OPERACIÓN: Partes y funciones.
• Interruptor de arco piloto. Controla el arco piloto. Ponga el interruptor en la posición “Expanded Metal” (Metal expandido) para obtener un arco piloto continuo. Utilice esta posición únicamente cuando corte metales expandidos.
OPERACIÓN: Partes y funciones.
• La posición “Expanded Metal” mantiene en todo momento el arco piloto en el circuito. La vida de los consumibles se reducirá sensiblemente cuando se trabaja en el modo “Expanded Metal”. Ponga el interruptor en la posición ”Tip Saver” (economizador de tubo de contacto) para encender el arco piloto únicamente en el inicio del arco.
OPERACIÓN: Partes y funciones.
• Utilice la posición “Tip Saver” en la mayoría de las aplicaciones para prolongar la vida de la antorcha y sus consumibles, y obtener el mayor rendimiento de corte.
• Receptáculo para conexión de la antorcha.
• Interruptor de potencia.
SECUENCIA DE OPERACIÓN
1. Instale y conecte el equipo a la red principal.2. Póngase su equipo de seguridad personal EPP3. Chequee la punta de la antorcha, el electrodo y
la acopla retentora4. Chequee la presión de gas/aire5. Fije los controles6. Prenda la fuente de Potencia7. Corte
OPERACIÓN DE CORTADURA
MANTENIMIENTO DELEQUIPO.
CHEQUEO Y REEMPLAZO DE LA BOQUILLA DE RETENCIÓN, PUNTA Y
ELECTRODO.
• Protector para arrastrar. Chequee este lugar buscando basura o material foráneo. Limpie si necesario.
• Capuchón de retención. Quite el capuchón de retención. Chequee el capuchón de retención buscando grietas, y reemplácelo si es necesario.
CHEQUEO Y REEMPLAZO DE LA BOQUILLA DE RETENCIÓN, PUNTA Y
ELECTRODO
• Punta. Quite la punta. Chequee la punta y reemplácela si está deformada o un 50% más grande. Si el interior de la punta no está limpio y brillante, límpiela con lana de acero. Asegúrese de quitar cualquier pedazo de lana de acero después.
• Electrodo. Chequee el electrodo. Si el centro tiene una hendidura que exceda 1/16 pulg. (2 mm.) quite y reemplace el electrodo.
CHEQUEO Y REEMPLAZO DE LA BOQUILLA DE RETENCIÓN, PUNTA Y ELECTRODO
• Difusor. Quite el difusor. Chequéelo y reemplácelo si los huecos laterales están obstruidos.
• Junta tórica. Chequee las juntas tóricas en la antorcha. Si necesario, ponga una capa delgada de lubricante de silicona (número de pieza 169 231). Reemplácelo si está averiado.
• Área del émbolo. Chequee este lugar buscando basura o material foráneo. Limpie si necesario.
• Vuelva a armar las piezas en orden inversa
IMPORTANTE
Su seguridad es primero.
Leer el manual.
Mantenimiento a equipo y filtros.
Vigilar y chequear los controles.
Observar el corte.
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ASI NO HAY PROTECCION CONTRA LA RADIACION
