CORTE POR ARCO-AIRE

Ciclo formativo: CONSTRUCCIONES METÁLICAS Módulo profesional : PROCESOS DE MECANIZADO CORTE Y CONFORMADO

I.E.S. “JUAN ANTONIO SUANZES”AVILÉS Prof: Asunción Argüelles-Ignacio Escudero Departamento: FABRICACIÓN MECÁNICA 1

CORTE POR

ARCO-AIRE

CONTENIDOS PÁGINA Definición .............................................................................. 2 Característica y aplicaciones…………………………………….2 Instalación ............................................................................. 2 Defectología en el corte ........................................................ 5

CORTE POR ARCO-AIRE

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PROCEDIMIENTO ARCO-AIRE “(ARCAIR”)

Definición

Características

Es un proceso de ranurado y corte que utiliza aire comprimido y el arco eléctrico establecido

entre la pieza y un electrodo formado por carbono y carbono en forma de grafito, recubierto de

cobre.

El aire comprimido va dirigido paralelamente al electrodo, expulsa el material fundido que se ha

originado por la acción del arco eléctrico.

Influencia sobre el material base.- A pesar de los 4000º del arco, apenas influye sobre el metal base por el poco calor que aporta. Puede incluso tocarse después de una operación.

Introduce carbono en la superficie afectada, por lo que en el caso

de aceros inoxidables se deben esmerilar los bordes cortados para eliminar la capa carburada.

Aplicaciones Este proceso puede ser utilizado para todos los metales y aleaciones, tales como:

Aceros ordinarios

Aceros inoxidables

Fundiciones

Cobre

Etc….

Las operaciones más usuales a realizar con el procedimiento son:

Ranurado y corte de chapas.

Levantamiento de soldaduras (resanado).

Limpieza de piezas fundidas.

Achaflanado.

Eliminación de cordones de raíz defectuosos, poros, sopladuras, etc.

Desguace.

Soldadura y corte bajo el agua. Realiza ranurados y cortes con gran precisión y limpieza evitando por tanto el costo adicional de otras operaciones.

El gasto calorífico es menor que el de cualquier otro procedimiento, de ahí que sea

especialmente ideal para cortar o escarpar aceros inoxidables, al manganeso, aleaciones de

cobre, molibdeno, cromo, níquel, etc., con un mínimo de pérdida de sus propiedades.

Elementos de la instalación

Aire.

Corriente eléctrica.

Porta-electrodo.

Electrodos.

Proceso de mecanizado, para eliminación de material, que utiliza:

Aire comprimido.

Arco eléctrico (energía calorífica).

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Equipo de aire comprimido Se utilizará un compresor para suministrar el aire comprimido y que podrá utilizar, en caso de que no haya suministro de aire, nitrógeno o gas inerte, pero

nunca oxígeno ya que destrozaría el electrodo.

Factores con respecto al aire.

No se debe usar oxígeno ( atacaría al

electrodo)

Se usa aire normal.

Los factores importantes son la presión

(6 Kg/cm2) y el caudal ( va en función del

tipo de porta-electrodos o pinza

Presión tubería Caudal según tipo de electrodo

~ 6 Kg/cm2 6mm

K3 764 l/min

K5 934 l/min

K6 934 l/min

Fuente de energía y corriente

Generador. 1. De tensión constante o intensidad constante ( es más recomendable un generador de

intensidad constante).

2. Voltaje de vacío elevado (80 v).

3. Pueden ser de corriente continua o alterna.

Corriente alterna.- Se puede utilizar, pero requiere electrodos especiales que son mas caros y de menor rendimiento. Se trabaja difícilmente (ruido) y utiliza intensidades y tensiones similares a la corriente continua.

Corriente continua.- En principio, el procedimiento Arc-air utiliza preferentemente corriente

continua polaridad inversa. La polaridad directa provoca serpenteo, por lo que no es aconsejable.

La intensidad depende del diámetro del electrodo

ELECTRODO (mm) 4 5 6,3 8 10 13 16

Intensidad mínima (A) 80 120 20 250 400 600 600

Intensidad máxima (A) 150 200 400 500 600 900 1000

Es importante recordar que los electrodos de carbono necesitan una tensión de arco elevada, del orden de 40 v. La tensión de vacío ha de ser del orden de 80 v. Una tensión baja, supone un arco demasiado corto y por tanto continuas interrupciones. Podemos considerar, por ejemplo, que para una tensión de vacío de 70V, el arco,

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tendría una longitud a = 2 mm y por tanto sería muy difícil de mantener.

% de consumo de los

diversos electrodos

Ǿ del electrodo

(mm)

Tensión de arco

necesaria

(V)

Tensión de vacío

necesaria (V)

5% 4-5 45 80

80% 6-8 42 75

15% >10 40 75

Porta-electrodos El útil principal del procedimiento arco-aire lo constituye el porta-electrodos especial.

El aspecto exterior es parecido al de arco manual y está constituido por:

Cabeza.- Contiene al electrodo y tiene unos agujeros para la salda del aire además de ser “giratoria”.

Mango.- Contiene el botón pulsador y a él llega la manguera que contiene al cable de corriente y el tubo de aire.

Tipos.- Dependiendo del diámetro y trabajo a efectuar, son varios los tipos. Usando la nomenclatura de ARCAIR los más utilizados son:

K – 3 .- Para usos múltiples, talleres, caldererías, astilleros, etc. Tienen cabeza giratoria

con dos orificios para salida del aire. Se usa para electrodos de 4, 5, 6, 8 y 10 mm de

diámetro.

K – 5 .- De uso similar al K-3 pero más robustos, mango más largo y mayor diámetro de

electrodos. Diámetros de 8, 10, 13 y 16 mm.

K – 6 .- Extrarrobusto y para electrodos de hasta 19 mm.

Para que no se queme el porta-electrodos. El electrodo tiene que tener una longitud mínima de 100 mm, 60 saliendo del porta-electrodos y 40 mm mordidos.

Electrodos.- Pueden ser de carbono o de una mezcla de carbono y grafito. La estructura laminar del grafito permite una mejor conducción de la electricidad que el carbono puro que tiene su estructura granulada. Además, la mezcla de carbono y grafito, permite una longitud de arco mayor evitando así la formación de cortocircuitos y alargando la vida de las fuentes de corriente. El carbono es el producto del coque calcinado y pulverizado mezclado con un aglomerante, extruído y secado durante varios días a 1800º F (982º C).

Están recubiertos de una fina capa de cobre que:

Facilita el paso de la corriente Pero que tiene como misión principal el evitar:

La erosión producida por el chorro de aire

Que se infle variando su diámetro.

La longitud del electrodo no influye grandemente, pero se considera ideal la longitud de 150 mm.

Factores con respecto a los electrodos.

Van dimensionados en función de la intensidad.

Están formados por carbono y carbono en forma de grafito recubiertos de cobre.

Deben de tener muy buena conductividad térmica y eléctrica.

Deben resistir los choques térmicos y desgastarse lo mínimo.

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Existen cuatro tipos generales: normales, acoplables, planos y de corte bajo el agua.

La siguiente figura nos permite ver detalles y ángulos en las proximidades de la zona de trabajo

Grafito.- Variedad de carbono puro, llamada normalmente plomo negro, que se presenta cristalizada en el sistema hexagonal.

El grafito, que representa la forma más estable del carbono, es una sustancia blanda, ligera, de color gris y brillo mate, untuoso al tacto, buen conductor del calor y de la electricidad, insoluble en ácidos y con elevado punto de fusión. Su estructura molecular y cristalina en forma de capas unidas por enlaces débiles es la causa de sus propiedades lubrificantes. También puede obtenerse grafito artificial, a partir de sustancias orgánicas y calentando carbono amorfo. El grafito recibe un nuevo cocimiento a una más alta temperatura lo cual cambia las propiedades y le hace más costoso. Los electrodos suelen estar constituidos de un 10% de carbón y un 90% de grafito. Tiene numerosas aplicaciones industriales: en metalurgia, electrotecnia, industria química y electrónica, en los reactores nucleares, etc.

Defectología en arco-aire

Defectos Causa Remedio

Arco inestable El electrodo se calienta lentamente

Intensidad y tensión bajas Aumentarlas Verificar cable de masa Limpieza en contactos

Arco inestable El electrodo se calienta rápidamente

Electrodo conectado al negativo

Cambio de polaridad

Sangría o ranurado irregular

Velocidad de avance demasiado lenta

Aumentarla

Escoria pegada a los bordes Trabajo difícil e irregular

Poca presión de aire

Verificar aire Si está bien, disminuir la velocidad de avance Sangría menos profunda

Depósito de carbono Contacto del electrodo con la pieza

Mantener el arco largo sin contactar con la pieza

Sangría irregular Inestabilidad del operario

Sujetar portaelectrodos sin apoyarse y con las dos manos. Relajación

Sangría demasiado profunda

Angulo de ataque grande Velocidad lenta

Reducir ángulo Disminuir velocidad

Sangría demasiado superficial

Angulo demasiado pequeño Velocidad grande

Contrario a lo anterior