El Corte de Chapa Mediante Oxicorte

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El corte de chapa mediante oxicorte (1ª parte) Rico, J.C.(1); Valiño, G.(1); Cuesta, E.(1); Villanueva, A.(2) (1) Profesores del Area de Ingeniería de los Procesos de Fabricación - Universidad de Oviedo (2) Director de IDP, S.L. 1. INTRODUCCIÓN Entre aquellos procesos no convencionales cuyo campo de aplicación es principalmente el corte de chapa, se puede realizar una particular clasificación que nos lleva a englobar muchos de ellos (90% de las aplicaciones industriales) en un sólo grupo denominado procesos de corte por chorro (beam cutting processes). En estos procesos, la herramienta se sitúa en dirección perpendicular a la superficie de la chapa. El chorro incide en esta dirección y corta la chapa. La naturaleza del chorro determina una segunda clasificación de los diferentes procesos de corte por chorro: . Aquellos procesos que utilizan la acción mecánica directa, ya sea de un único material o combinándolo con abrasivos, para incidir sobre el material a cortar, se denominan procesos de corte por chorro mecánico (mechanical beam processes). 555t1920f Se utilizan cuando no pueden emplearse técnicas tradicionales debido a la dureza del material, a su extrema fragilidad o, principalmente, cuando pueden resultar dañados si se mecanizan por procesos eléctricos o térmicos (sensibilidad a altas temperaturas). Cabe citar, dentro de los procesos de esta naturaleza, el corte por chorro de agua con o sin abrasivos (waterjet machining, WJM y abrasive waterjet machining, AWJM) y el corte por chorro de aire con abrasivos (abrasive jet machining, AJM). . Cuando la separación del material se debe principalmente al efecto de las altas temperaturas localizadas sobre una pequeña zona de material, estamos ante los procesos de corte por chorro térmicos. Tienen un amplio campo de aplicación, y ocupan un segmento cada vez mayor del mercado. Esto se debe en parte, no sólo al incremento en el número de máquinas, sino también a la diversidad de fuentes de energía utilizadas para provocar el aumento térmico localizado. El oxicorte (flame or oxygen-flame cutting), el arco de plasma (plasma arc system) y el láser (laser beam cutting) son los principales procesos aplicables a la chapa. El corte por haz de electrones (electron beam cutting) pertenece también a este tipo de procesos, pero no está indicado para el corte 2D de chapa, sino más bien para mecanizado de precisión en el taladrado de pequeños agujeros, grabado, tratamientos térmicos, etc. Un parámetro crítico que presentan todos éstos procesos alrededor de la línea de corte es la zona afectada térmicamente (ZAT) alrededor de la línea de corte. Actualmente existen trabajos encaminados a reducir dicha zona, no sólo controlando los parámetros de corte sino mejorando y/o ensayando nuevas tecnologías. En el corte por láser se reducen significativamente las anchas zonas ZAT que presentan procesos como el plasma o el oxicorte (1-4 mm), alcanzándose en condiciones óptimas y utilizando procesos como el láser, valores de 0.1 mm. Esta disminución de la ZAT, en ciertos procesos térmicos, redunda en la posibilidad de cortar materiales

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El corte de chapa mediante oxicorte (1 parte)

Rico, J.C.(1); Valio, G.(1); Cuesta, E.(1); Villanueva, A.(2)(1) Profesores del Area de Ingeniera de los Procesos de Fabricacin - Universidad de Oviedo(2) Director de IDP, S.L.

1.INTRODUCCINEntre aquellos procesos no convencionales cuyo campo de aplicacin es principalmente el corte de chapa, se puede realizar una particular clasificacin que nos lleva a englobar muchos de ellos (90% de las aplicaciones industriales) en un slo grupo denominado procesos de corte por chorro (beam cutting processes). En estos procesos, la herramienta se sita en direccin perpendicular a la superficie de la chapa. El chorro incide en esta direccin y corta la chapa. La naturaleza del chorro determina una segunda clasificacin de los diferentes procesos de corte por chorro:. Aquellos procesos que utilizan la accin mecnica directa, ya sea de un nico material o combinndolo con abrasivos, para incidir sobre el material a cortar, se denominan procesos de corte por chorro mecnico (mechanical beam processes). 555t1920f Se utilizan cuando no pueden emplearse tcnicas tradicionales debido a la dureza del material, a su extrema fragilidad o, principalmente, cuando pueden resultar daados si se mecanizan por procesos elctricos o trmicos (sensibilidad a altas temperaturas). Cabe citar, dentro de los procesos de esta naturaleza, el corte por chorro de agua con o sin abrasivos (waterjet machining, WJM y abrasive waterjet machining, AWJM) y el corte por chorro de aire con abrasivos (abrasive jet machining, AJM).. Cuando la separacin del material se debe principalmente al efecto de las altas temperaturas localizadas sobre una pequea zona de material, estamos ante los procesos de corte por chorro trmicos. Tienen un amplio campo de aplicacin, y ocupan un segmento cada vez mayor del mercado. Esto se debe en parte, no slo al incremento en el nmero de mquinas, sino tambin a la diversidad de fuentes de energa utilizadas para provocar el aumento trmico localizado. El oxicorte (flame or oxygen-flame cutting), el arco de plasma (plasma arc system) y el lser (laser beam cutting) son los principales procesos aplicables a la chapa. El corte por haz de electrones (electron beam cutting) pertenece tambin a este tipo de procesos, pero no est indicado para el corte 2D de chapa, sino ms bien para mecanizado de precisin en el taladrado de pequeos agujeros, grabado, tratamientos trmicos, etc.Un parmetro crtico que presentan todos stos procesos alrededor de la lnea de corte es la zona afectada trmicamente (ZAT) alrededor de la lnea de corte. Actualmente existen trabajos encaminados a reducir dicha zona, no slo controlando los parmetros de corte sino mejorando y/o ensayando nuevas tecnologas. En el corte por lser se reducen significativamente las anchas zonas ZAT que presentan procesos como el plasma o el oxicorte (1-4 mm), alcanzndose en condiciones ptimas y utilizando procesos como el lser, valores de 0.1 mm. Esta disminucin de la ZAT, en ciertos procesos trmicos, redunda en la posibilidad de cortar materiales sensibles al calor como plsticos, telas, etc. aumentando sensiblemente su campo de aplicacin.2.TECNOLOGA DEL CORTE DE CHAPA POR OXICORTE2.1. El ProcesoEl proceso fue desarrollado completamente en el siglo XX y sus primeras aplicaciones se llevaron a cabo en Europa. No obstante, su total desarrollo hasta lo que hoy conocemos por oxicorte se produjo en Estados Unidos durante el primer cuarto del siglo XX.El proceso de oxicorte, al contrario de lo que pueda parecer, no consiste en una fusin del metal, el corte se produce por una literal combustin del mismo. En otras palabras al cortar quemamos el metal a medida que avanzamos con el soplete. Por esta razn, la presencia de aleantes se hace crtica, ya que merman la capacidad del acero a ser quemado.Para que se produzca una reaccin de combustin son necesarios tres requisitos; presencia de combustible (a su temperatura de ignicin), presencia de comburente (en una mnima proporcin), y un agente iniciador. En el proceso de oxicorte, el combustible es el Fe, el comburente el O2, y el agente iniciador la llama del soplete. En condiciones normales, aunque apliquemos un agente iniciador a una pieza de acero, sta no arde espontneamente por dos motivos; el Fe contenido no est a su temperatura de ignicin (aproximadamente 870C) y el O2 atmosfrico no es lo suficientemente puro (el O2 atmosfrico se encuentra en una proporcin del 20% y la proporcin mnima necesaria para quemar el Fe es un 87%).2.2. El sopleteEl soplete de corte juega tres papeles distintos: llevar el Fe contenido en el acero a su temperatura de ignicin, aportar una atmsfera envolvente con una proporcin mayor que la mnima necesaria en O2 y, por ltimo, generar el agente iniciador.Para lo primero el soplete de corte utiliza parte del O2 disponible para mezclarlo con el gas combustible y as crear la llama de precalentamiento formada por un anillo de llamas en la boquilla de corte. La llama de precalentamiento puede alcanzar temperaturas entre 2.425C y 3.320C dependiendo del tipo de gas utilizado y la riqueza de O2 en la mezcla. La proporcin de O2 y gas en la mezcla para el precalentamiento se controla a travs de las dos vlvulas que incorpora el soplete. Con la llama de precalentamiento bien ajustada, se acerca sta a la pieza a cortar hasta que se alcanza la temperatura de ignicin. Una vez alcanzada sta, el metal se torna en un color naranja brillante y pueden verse algunas chispas saltar de la superficie.

Fig. 1.- Cuatro sopletes trabajando simultneamentesobre la misma chapa (ARGON)En este momento debe ser accionada la palanca del soplete para permitir la salida por el orificio central de la boquilla de un chorro de O2 puro (llamado chorro de corte) (figura 1). As se consigue enriquecer en O2 la atmsfera que rodea la pieza precalentada para que sea posible la combustin.Inmediatamente, y gracias a la presencia de la llama de precalentamiento que acta tambin como agente iniciador, comienza la reaccin exotrmica de combustin del Fe, que nos llevar finalmente al corte de la pieza. Como toda combustin, la reaccin de oxidacin del Fe es altamente exotrmica, y precisamente esa enorme cantidad de energa desprendida en la reaccin ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura de ignicin, y poder as progresar en la accin del corte.

El xido resultante de la combustin fluye constantemente por la ranura, cuyas paredes calienta propagando la reaccin de combustin. Para obtener cortes limpios y econmicos, es conveniente no utilizar presiones de O2 demasiado elevadas. A menudo los fabricantes de mquinas de oxicorte suministran tablas tecnolgicas con los valores ms recomendados de presin, velocidad de corte, etc. en funcin del espesor del material a cortar (tabla 1).En algunos casos, las tablas incluyen datos relativos a la sangra del corte (tabla 2) en funcin de la presin (proporcional al espesor), y del tipo de soplete utilizado (para chaflanes, de tipo doble o triple, etc.). Otras tablas aportan datos del consumo de los diferentes gases utilizados con la finalidad de poder determinar el coste de las operaciones de corte.

Tabla 2.- Valores recomendados para el proceso de oxicorte (SAF)2.3. La combustin del FeEn la combustin del Fe, se observan las siguientes reacciones qumicas estequiomtricamente igualadas:1 reaccin:2 Fe + O2 3v4 u 2 FeO + 128 kcal2 reaccin:3 Fe + 2 O2 3v4 u Fe3O4 + 268 kcal3 reaccin:4 Fe + 3 O2 3v4 u 2 Fe2O3 + 394 kcalPara poder comparar las tres reacciones, debemos tomar las tasas de calor liberado por kg de Fe, que son respectivamente: 1.142 kcal, 1.598 kcal y 1.762 kcal. Aunque la tercera ecuacin es la ms exotrmica, y por tanto, parece ser la ms espontnea (tericamente lo es), en la prctica no es la reaccin predominante puesto que la cantidad de O2 necesaria para quemar 1 kg de Fe siguiendo cada una de las reacciones es respectivamente: 200, 267 y 300 l. Por tanto, la prctica nos muestra que mientras la tercera reaccin solamente se da en el oxicorte de grandes secciones (donde se aplica un abundante chorro de O2 de corte), la primera y la segunda son mucho ms comunes.A medida que el Fe va siendo oxidado y se forman sus xidos correspondientes, stos, y parte del Fe de la pieza, se van fundiendo por la accin trmica en juego y van siendo expulsados por la accin fsica del chorro de O2. La propiedad de los xidos de Fe de fundir a temperaturas semejantes al Fe atmico hace posible el fenmeno del oxicorte. Esta propiedad es excepcional, puesto que la mayora de los metales funden a temperaturas menores que sus xidos. Precisamente por ste motivo metales como el Al, Mg o Cr no pueden ser cortados por este proceso dado que sus xidos funden a una temperatura mucho mayor que su fase atmica.Es por ello que la aplicacin fundamental de oxicorte, y para la cual est diseado, es el corte de aceros de bajo contenido en Carbono (normalmente entre 0,1% y 0,3%) y bajo contenido en aleantes. La presencia en altas concentraciones de los aleantes normalmente presentes en el acero afecta a la capacidad del proceso de cortar el metal. Elementos como el Mn, Si, P y S, afectan poco a esta capacidad cuando estn presentes en concentraciones normales. Por otra parte, elementos como el Cr, Ni, Mo, y por supuesto el C, reducen la capacidad de corte del O2 existiendo algunos lmites a partir de los cuales el corte no es posible: 5% para el Cr, 7% para el Ni, etc...Antes de intentar cortar una chapa mediante oxicorte, deben tenerse en cuenta los elementos aleantes contenidos en su material, sus combinaciones, exactamente igual a como debe hacerse antes de aplicar un tratamiento trmico o un endurecimiento a la llama. Todos los metales deben examinarse, no solamente desde el punto de vista de los aleantes que contienen, sino tambin de las propiedades que las combinaciones que dichos aleantes tienen.2.4. El precalentamientoLa principal funcin de la llama de precalentamiento es llevar la pieza hasta la temperatura de ignicin, que como se ha mencionado anteriormente es de aproximadamente 870C. No obstante, la llama de precalentamiento tiene otras funciones:Limpiar la superficie de la pieza a cortar de cualquier sustancia extraa como xido, suciedad, escamas, no slo durante el precalentamiento sino tambin durante la accin de corteAyudar a alcanzar la temperatura de ignicin a medida que se avanza con el corte.Mantener un entorno de proteccin alrededor del chorro de O2 de corte.Precalentar el O2 contenido en el chorro de corte hacindolo ms reactivo.Ayudar a mantener las escorias producidas en la ranura del corte en estado fluido para que puedan ser expulsadas.2.5. El chorro de O2 de corteTal y como se ha explicado anteriormente, es obvio que el O2 de corte juega un papel principal durante la operacin de corte. Su pureza debe ser del 99,5% o superior. Una prdida de pureza de un 1% implica una prdida de velocidad de avance de aproximadamente un 25% y a su vez incrementa el consumo de O2 en aproximadamente un 25%. Con una pureza de O2 de un 95% la accin de corte por oxidacin es imposible de conseguir y se transforma en una accin de fusin y limpieza.Para conseguir la mejor calidad en el corte, siempre deben observarse las recomendaciones del fabricante de los equipos de corte referentes a:Tamao de la boquilla en funcin del grosor de chapa a cortar.Ajuste de la llama de precalentamiento.Presin de gas.Presin de O2 de corte.Velocidad de corte. Si se siguen correctamente las recomendaciones se conseguir un corte adecuado en el que podremos observar las siguientes caractersticas (ver apartado 3)Caras de corte perpendiculares con unas aguas suavesAusencia de mordedurasCanto superior anguloso, ni redondeado ni fundido.Canto inferior libre de escorias y rebabas.Existen muchas aplicaciones de oxicorte en las que no se requiere estos niveles de calidad y normalmente se aceptan cortes ms bastos. Este es el caso ms general en el que la superficie del corte va a ser cubierta con soldadura, escondida dentro de la pieza a fabricar o cubierta con pintura. Si la calidad que se le exige al corte no es la mxima, la velocidad de avance puede ser, en muchos casos, incrementada.2.6. Mquinas de oxicorteLa mquina de oxicorte consta de un prtico sobre el que se monta el soplete, de forma que su velocidad de desplazamiento es constante y se mantiene invariablemente a la altura e inclinacin correctas, condiciones esenciales para obtener cortes limpios y econmicos. Normalmente se controlan tambin las presiones de todos los gases. La mayora de la mquinas-herramienta de este tipo incorporan la posibilidad de utilizar tambin sopletes de plasma, los cuales se montan sobre el prtico de igual forma que los de oxicorte, pero acoplndolos ahora a los distintos gases que requiere el plasma.

Fig. 2.- Mquina de oxicorte (Oxiser). Detalle del prtico con varios sopletesHay muchos modelos de mquinas de oxicorte, desde la mquina porttil, que se apoya y se desplaza sobre la chapa, hasta la mquina fija (figura 2), con una o varias cabezas de corte, capaces de cortar chapas de espesores muy diversos. Todava hoy en da, es habitual ver mquinas que utilizan un dispositivo de lectura o copiador ptico que va siguiendo el contorno de la/s pieza/s a cortar dibujadas sobre un plano fijado sobre una mesa incorporada a la mquina. No obstante, cada da es ms comn la incorporacin del control numrico (CN) a la mquina de oxicorte, de tal forma que la geometra y los parmetros tecnolgicos se introducen en el CN en forma de un programa codificado. La instalacin de una mquina de oxicorte, an dotada de control numrico, no es muy costosa si se compara con cualquier otra mquina-herramienta.Tanto con el uso de los copiadores pticos como del CN, el oxicorte permite realizar todo tipo de cortes rectilneos y curvos sobre chapas de acero de cualquier espesor, o sobre perfiles, tubos, etc. Pueden cortarse en buenas condiciones chapas superpuestas, incluso muy delgadas, si estn bien sujetas unas contra otras. Cuando el soplete est bien regulado (presin, mezcla y velocidades adecuadas), los cortes son uniformes y presentan buen aspecto; basta un posterior y sencillo desbarbado para obtener un acabado aceptable. Aunque depende de la aplicacin, frecuentemente se dejan los bordes tal como quedan despus del corte.

3.CONTROL DE LOS PARMETROS TECNOLGICOS. CALIDAD DEL CORTELos procesos de corte por chorro presentan, de forma similar a lo que sucede en otros procesos como el mecanizado por arranque de material, unos parmetros tecnolgicos crticos que son necesarios controlar para obtener los acabados superficiales y las tolerancias dimensionales requeridas. Para los procesos menos extendidos como el lser y el corte por agua, cabe decir que todava hoy se siguen probando nuevas combinaciones de parmetros tecnolgicos en funcin de aquellos materiales (ya sean nuevos o mejorados) susceptibles de ser cortados por estos mtodos.En cuanto al oxicorte e incluso el corte por plasma, adecuados para la mayora de los aceros de construccin, aceros de fundicin y aceros aleados (incluso inoxidables), son procesos relativamente sencillos con pocas variables a controlar. A pesar de ello, el nmero de empresas que optimizan realmente esas pocas variables (parmetros tecnolgicos) es muy reducido, creando una falsa idea de que son procesos donde no se pueden conseguir buenos acabados ni mucho menos pequeas tolerancias (del orden de 1 mm).Las imprecisiones dimensionales pueden ser debidas a trayectorias de corte errneas, a movimientos de la chapa o de las piezas durante el corte o a tensiones residuales en la chapa. Los defectos que se puedan corregir durante la programacin del CN, utilizando trayectorias idneas como por ejemplo insertando puentes en los perfiles de las piezas durante el corte, controlando el sentido de recorrido (figura3), etc., sern tratados en el apartado siguiente. En otros casos se recurre a tcnicas externas a la programacin, realizndose el enfriamiento de la ZAT con aire fro inmediatamente despus del corte cuando la chapa an presente tensiones residuales, utilizacin del plasma en mesas de agua, control de las presiones y caudales de los gases, etc.

Fig. 3.- Influencia del sentido de recorrido de las trayectorias en la calidad del corteTodos los problemas y defectos que se citan a continuacin, incluyendo sus causas y sus posibles soluciones, han sido preparados no slo gracias a la literatura existente, sino tambin teniendo en cuenta la experiencia de usuarios y, sobre todo, de fabricantes de mquinas de oxicorte y plasma.La calidad de la superficie del corte para la fabricacin de estructuras metlicas viene recomendada por la norma DIN 2310, y recientemente, por el proyecto de norma europeo EN 1090-1-1993. En la figura 4 se muestra una parte de esta norma, correspondiente al acabado del corte, en la que se indica como deben controlarse la desviacin angular de la superficie de corte (en la direccin del chorro) y la profundidad de las estras o marcas en el sentido de recorrido (direccin de avance del corte). La norma establece tambin que ambos requisitos pueden suavizarse si las chapas o componentes estructurales se van a soldar en la superficie del corte.

Fig. 4.- Detalle de la norma europea EN 1090-1-1993 referente al acabadode las superficies de corte para estructuras metlicasLos distintos errores observados por causas tecnolgicas, se pueden clasificar en funcin del dao o defecto causado en la chapa. Esta clasificacin se establece con la finalidad de reconocer sus causas y posibilitar su posterior remedio. Debe hacerse notar que los errores son de tipo individual, es decir, debidos principalmente a un slo parmetro, pero la combinacin de varios de ellos puede dar lugar a contradicciones en los pronsticos de las causas que los originaron. Tambin debe considerarse que para la elaboracin de los defectos aqu listados no se han tenido en cuenta causas externas al proceso, como vibraciones de la propia mquina o de otras mquinas prximas en el taller, etc. Se asume adems que el O2 empleado es de pureza estndar industrial.3.1. Defectos en el filo superior del corteFusin de las esquinas. El filo del corte, presenta un redondeo excesivo debido a la fusin del material en dicha zona. Este defecto se debe principalmente a una velocidad de corte demasiado baja o a una llama de corte (presin de O2) demasiado fuerte. Tambin se puede deber a una distancia boquilla-chapa demasiado grande o demasiado pequea o a una mezcla con demasiado O2 (figura 5a)Formacin de cadena de gotas fundidas. La cadena de gotas fundidas de la figura 5b, formadas sobre el filo de corte son debidas a suciedad, xidos, etc. existentes en la superficie de la chapa. En segundo orden de magnitud pueden deberse a una distancia excesivamente pequea entre boquilla-chapa.Filo de corte colgante. La formacin de un filo de corte colgante, con forma convexa sobre el filo ideal (a escuadra), se debe a una llama demasiado fuerte. An cuando la presin y mezcla de O2 es correcta se puede producir este defecto si la distancia entre boquilla y chapa es pequea o la velocidad de corte es excesivamente lenta (figura 5c).Borde separado de la zona de corte con adherencia de escorias. En la figura 5d se puede observar este error causado generalmente por una distancia de la boquilla a la chapa demasiado grande. Cuando la distancia es la correcta, se puede producir por una presin del O2 de corte demasiado alta.

Fig. 5.- Defectos propios de la arista superior del perfil cortado (Messer)3.2. Defectos en la superficie del corte: IrregularidadesTodas las desviaciones e irregularidades de la superficie ideal de corte se definen de acuerdo a la distancia entre dos planos paralelos, separados por la sangra y creados por contacto entre la llama y los puntos superior e inferior de la chapa sobre el perfil de corte. Tericamente, el ngulo correcto de la chapa con la superficie cortada debe ser de 90, de forma que la sangra debe permanecer constante a lo largo de todo el espesor de la chapa.Concavidad bajo el borde superior. La concavidad que se produce en la parte inmediatamente inferior al borde superior de la superficie de corte se debe a una presin de O2 demasiado alta, que produce un chorro turbulento inicialmente, volvindose laminar al penetrar en la chapa. Este tipo de daos revela tambin suciedades en la boquilla (figura 6a).Estrechamiento del filo (sangra convergente). Este defecto se produce cuando ambas superficies de corte (derecha e izquierda), convergen hacia la parte inferior. Claramente indica un chorro de corte dbil que puede ser debido a una velocidad demasiado alta, alta distancia de la boquilla o al empleo de una boquilla de dimetro demasiado pequeo para el espesor de la chapa que se quiere cortar (figura 6b).Ensanchamiento del filo (sangra divergente). Es el defecto contrario al anterior, se consideran tambin las causas opuestas (figura 6c).Seccin cncava de la superficie del corte. La concavidad se produce a lo largo de toda la superficie, particularmente en la zona media (figura 6d). Se produce principalmente por una velocidad de corte demasiado elevada o por utilizar poca presin de O2. Otras causas secundarias son debidas a la boquilla, dimetro pequeo para el espesor considerado, suciedad o deterioro, etc.Seccin ondulada de la superficie del corte. La seccin transversal de corte presenta en este caso unas inflexiones cncavas y convexas alternadas (figura 6e). Como en la mayora de stos defectos, la alta velocidad de corte es la causa primordial. En este caso, el empleo de boquillas demasiado grandes o su vibracin (causada por suciedad a lo largo de la gua, etc.) pueden tambin originar estas ondulaciones.Superficie de corte desviada de la vertical. Si las superficies son paralelas, sin defectos en su interior, debemos presuponer que la presin, velocidad, y distancia de la boquilla son correctas. Por lo tanto, este defecto slo puede ser debido a un incorrecto posicionamiento angular de la antorcha. Ocasionalmente puede producirse por defectos superficiales o suciedad en la chapa (figura 6f).Borde inferior redondeado. En la figura 6g se observa este defecto, pudiendo ser ms o menos severo en funcin de ciertos daos sufridos por la boquilla. Tambin puede producirse cuando la velocidad de corte es muy alta (flujo muy turbulento de la llama)Escaln en el borde inferior. Se trata de un defecto similar al anterior. Las causas son tambin las mismas aunque predominando el exceso de velocidad (figura 6h)Direccin defectuosa del corte y superficie transversal ondulada. La superficie de corte no sigue una lnea recta, sino que presenta un contorno ondulado (figura 6i). Esta irregularidad en la direccin del corte se debe principalmente al exceso de velocidad o al elevado contenido de los aleantes. Causas secundarias pueden ser la suciedad o daos en la boquilla, contenido en Carbono elevado o llama con exceso de gas comburente. Si el control de la velocidad se hace de forma irregular tambin se manifiesta de esta forma.

Fig. 6.- Defectos en la superficie de la pieza cortada: Irregularidades (Messer)3.3. Defectos en la superficie del corte: marcadoLa separacin y direccin de las lneas de marcado, forman un patrn que delata cmo se est realizando el proceso. Las normas DIN 2310 y EN 1090-1-993, detallan cual debe ser el patrn de marcado ideal y qu profundidad pueden tener las marcas. El patrn ideal debe tener las marcas formando ngulo recto con el borde superior del corte y una pequea desviacin hacia atrs en el sentido de la marcha, con el borde inferior. Cualquier desviacin, tanto en la direccin de las lneas de marcado cmo en la profundidad, denotar un mal empleo de alguno de los parmetros.Excesiva deflexin del marcado inferior. Es un defecto muy usual en este tipo de procesos y quizs el menos importante. La excesiva velocidad de corte es la causa principal. Cuando las exigencias de acabado no sean muy severas, es preferible utilizar una alta velocidad de corte an cuando las marcas presenten dicha deflexin (figura 7a).Marcado superior con deflexin. El patrn superior se encuentra trasladado hacia la parte de atrs. Se debe a un ngulo incorrecto de la antorcha en la direccin del corte. (figura 7b).Excesiva deflexin del marcado inferior hacia adelante. Normalmente indica que hay un defecto en la boquilla que produce un flujo de la llama muy turbulento (figura 7c).Deflexiones locales del patrn de marcado. Las irregularidades de las marcas del patrn que se manifiestan por deflexiones en uno u otro sentido (hacia adelante o hacia atrs) como las de la figura 7d, son causadas por lneas de segregacin, inclusiones distribuidas (de zonas con distinta concentracin de aleantes), inclusiones de escoria y otros defectos similares sobre la chapa.Profundidad del marcado excesiva. Cuando en sentido transversal al corte, la profundidad de las marcas es excesiva, e independientemente del patrn de marcado que quede grabado sobre la superficie, esto indica que la velocidad de desplazamiento de la antorcha es demasiado alta o irregular. Tambin puede deberse a una distancia demasiado corta entre boquilla-chapa (figura 7e). Irregularidades en la profundidad del marcado. Las diferencias en cuanto a las profundidades de marcado, pasando desde un marcado normal al del caso anterior y viceversa (figura 7f), ponen de manifiesto que se ha producido irregularidad o exceso en la velocidad de corte.

Fig. 7.- Defectos en la superficie del corte: Marcado (Messer)3.4. Defectos en la superficie del corte: Cortes incompletosSon defectos caracterizados por la prdida de continuidad del corte, produciendo defectos de separacin, total o parcial, entre las superficies de corte.Zonas aisladas de corte interrumpido. En la figura 8a, se puede observar un defecto de este tipo, que se manifiesta por la aparicin de un tringulo de material remanente, no cortado, en la parte inferior. Como es de esperar, se debe a una velocidad de corte excesiva o a una llama demasiado dbil que no traspasa todo el espesor de la chapa.Grupos de zonas de corte interrumpido. Cuando se produce el mismo defecto anterior, pero esta vez en forma de grupos aislados e irregulares distribuidos a lo largo de una zona, significa no slo que la velocidad es demasiado alta (llama demasiado dbil) sino que adems hay zonas oxidadas, escoria, etc. en la superficie de la chapa (figura 8b).Zonas erosionadas en la parte inferior. Este fenmeno, caracterizado por grandes zonas erosionadas, durante intervalos irregulares, situados en la parte inferior (figura 8c), es una consecuencia usual del empleo de una velocidad de corte excesivamente lenta.

Fig. 8.- Defectos en la superficie de corte: Cortes Incompletos (Messer)3.5. Defectos por adhesin de escoriaLos depsitos de escoria en la parte inferior o central de la superficie del corte son un defecto muy perjudicial para el proceso puesto que slo pueden ser eliminados con dificultad.Barras de escoria adherida en la parte inferior. La formacin de una "cadena" de escoria en el borde inferior de la superficie de corte (figura 9a) puede deberse a valores excesivamente bajos de la velocidad, aunque la causa ms usual consiste en el empleo de boquillas demasiado pequeas para el espesor. Otras causas secundarias son, una llama demasiado fuerte, o una llama con alto contenido de gas comburenteZonas de escoria incrustada en la superficie de corte. El defecto que se observa en la Figura 9b, se debe a un contenido en aleantes demasiado alto. 3.6. Defectos de agrietamiento Las grietas pueden aparecer dentro o sobre la superficie de corte y son atribuibles al material. Las grietas visibles (sobre la superficie) son mucho ms frecuentes que las internas.Grietas en la superficie de corte. Las grietas que se esquematizan en la figura 10a, siempre visibles externamente, se producen por contenido en carbono o en aleantes demasiado elevado, acero susceptible a rotura trmica, insuficiente tratamiento trmico de la pieza, enfriamiento demasiado rpido, etc.Grietas internas en las proximidades a la superficie de corte. Las grietas aparecen dentro de la chapa, en zonas cercanas a la superficie de corte, slo son visibles en una seccin transversal (figura 10b). Las causas son anlogas a las del caso anterior.

Fig. 9.- Defectos por adhesin de escoria (Messer)

Fig. 10.- Defectos de agrietamiento (Messer)Normalmente los fabricantes de mquinas de corte, controles numricos e incluso los suministradores de los gases, elaboran tablas que resumen las causas y los defectos ms comunes. En ocasiones, estas tablas de "consejos prcticos" llegan a establecer causas de distinto orden de magnitud para un mismo tipo de fallo, transformndose en autnticos manuales de usuario.Todos los problemas mencionados hasta el momento tienen que ver con parmetros tecnolgicos en los que no interviene directamente la generacin de trayectorias. Con controles numricos que permiten programar la velocidad de corte, la presin de los gases, e incluso la distancia de la boquilla a la chapa (sistema de control de distancia con palpador), se solucionan fcilmente y no supondrn ninguna dificultad a la hora de la programacin automtica utilizando un sistema CAD/CAM.Sin embargo, los problemas que se presentan en el siguiente captulo s requieren una programacin especfica, y actualmente slo se pueden abordar con xito cuando se dispone de un sistema CAM muy especializado.El corte de chapa mediante oxicorte (2 parte)

Rico, J.C.(1); Valio, G.(1); Cuesta, E.(1); Villanueva, A.(2)(1) Profesores del Area de Ingeniera de los Procesos de Fabricacin - Universidad de Oviedo(2) Director de IDP, S.L.

4.PROBLEMTICA DEL CORTE DE CHAPA Y LA GENERACIN DE TRAYECTORIASTrabajar con una aplicacin CAD/CAM destinada a la generacin automtica de trayectorias de corte 2D para mquinas de oxicorte requiere inevitablemente conocer toda la problemtica especfica que presenta este proceso.Aunque este conocimiento se centra principalmente en los problemas que requiere la generacin de trayectorias, inevitablemente lleva con frecuencia a tratar problemas relacionados con la geometra de partida, constatando la dificultad aadida que conlleva generar un trayectoria correcta si el perfil de la pieza no est perfectamente definido. Un tipo especial de geometra muy utilizada en calderera, como es el caso de aquellas que provienen del desarrollo plano de piezas 3D de chapa (tolvas, codos, etc.), tambin llevan asociado un tratamiento especfico.Otros problemas aportados por la experiencia de los usuarios, y relativos a temas tcnicos como el control de los parmetros tecnolgicos (espesor, velocidad, etc.) de cada proceso, el postprocesado de los programas CN y su correspondiente transmisin al control numrico de la mquina, etc., influyen tambin decisivamente en el modo en que se generarn las trayectorias.4.2Problemtica referente a la geometra de partidaUn primer aspecto que debe contemplar una aplicacin de CAD/CAM para corte automtico de chapa en 2D es la "identificacin del perfil" de la pieza a cortar, con la finalidad de garantizar una correcta generacin de las trayectorias correspondientes. En este sentido, se hace imprescindible un reconocimiento automtico de todas las entidades que conformen el dibujo seleccionado con el fin de determinar exactamente cul es el perfil de la pieza y en su defecto, que errores presenta. Si durante esta identificacin se detecta algn error, el sistema debe ser capaz de corregirlo (en la medida de lo posible) de acuerdo con el usuario.La geometra de partida en cualquier sistema de CAD puede haber sido generada por el propio sistema o importada a travs de formatos normalizados (DXF, IGES, etc.). Cuando esta geometra se realiza sobre el propio sistema de CAD y se orienta a la generacin de trayectorias de corte en 2D, debe tratarse de un perfil plano perfectamente construido. En muchas ocasiones, esto no es as y a menudo el delineante o programador comete errores inherentes a su forma de trabajo, no selecciona adecuadamente los puntos iniciales o finales de un segmento para enlazarlo con el siguiente, duplica entidades (una encima del otro), se producen cruces de elementos que deben ser consecutivos, etc. Este tipo de problemas deben ser solucionados si se quieren evitar trayectorias errneas, cortes repetidos de un mismo segmento/s, etc.Otro tipo de problemas asociados a la geometra consiste en todas aquellas bifurcaciones, zonas de entidades que se solapan, etc., que se suelen producir durante el trazado manual debido al empleo de elementos auxiliares, textos o cotas que han debido ser borrados posteriormente, etc. Los problemas de este ndole no son fciles de detectar, ni siquiera ampliando la zona de trabajo. En el caso de cruces y/o bifurcaciones la deteccin puede ser relativamente sencilla, ampliando el dibujo hasta que el defecto sea visible. Probablemente una funcin de chequeo a nivel de toda la informacin asociada al plano o que recorra automticamente el perfil en busca de elementos mal cerrados, puede ser muy conveniente es estos casos.Si el perfil de la pieza a cortar no est correctamente cerrado, esto es, si el punto final de una entidad no coincide exactamente con el inicial de la siguiente, la trayectoria simplemente no puede ser generada por falta de continuidad. Si la distancia de separacin de los elementos es grande, del orden del kerf o compensacin de la herramienta (separacin que depende del tipo de antorcha, presin del gas que se suministra, etc.), es posible que la geometra tenga realmente un final en dicho extremo. En el caso de que la distancia de separacin sea igual o un poco mas pequea que la sangra, la pieza cortada no se corresponder con la que realmente se ha dibujado, y cuando esa distancia de separacin es mucho mas pequea (menor de 1 mm) lo ms probable es que se trate de un error no detectado por el usuario. En todos estos casos, ser imposible generar la trayectoria completa deseada.El ltimo de los casos mencionado anteriormente es un problema frecuente cuando se trabaja con dibujos generados con otros sistemas de CAD. Aqu la prdida de precisin en los decimales asociados a los puntos de la geometra que se tiene al utilizar formatos normalizados (DXF o IGES) puede provocar problemas de contornos abiertos muy difciles de detectar (incluso con ampliaciones sucesivas) a simple vista, incluso del orden de 10-12 mm, y en consecuencia la imposibilidad de generar correctamente las trayectorias de corte.4.3. Geometras especiales de partida: superficies desarrollables para caldereraEn los sectores de construccin metlica y sobre todo de calderera, aparece un tipo diferente de problemas debida al uso comn de un tipo especial de piezas. Se trata de piezas formadas, total o parcialmente por superficies desarrollables de chapa que adems presentan intersecciones entre s.El desarrollo plano de stas superficies se han venido realizando tradicionalmente de forma manual, bien por mtodos grficos de triangulacin, utilizando plantillas flexibles, etc. Los errores de precisin aadidos por la diferencia de espesor del trazado manual se suman a los debidos al redondeo de decimales, etc. y a la hora de su lectura por medio del copiador ptico de la mquina de corte, se traducen en una dificultad aadida para conseguir las tolerancias dimensionales requeridas, an cuando stas sean amplias (del orden de 1 2 mm).Para la clasificacin de los desarrollos usualmente empleados en calderera, suelen considerarse una serie de elementos, agrupados por su forma:CilindrosConosCodosPantalonesTolvasTransformadoresDe igual forma debe resolverse el desarrollo de todo de intersecciones, cilindro-cilindro, cilindro-cono, cilindro-codo, cono-codo, etc.Los parmetros de definicin de cada uno de los elementos vara, incluso dentro del mismo grupo de clasificacin. Entre estos parmetros de definicin se encuentra el nmero de divisiones deseadas por el usuario para obtener el desarrollo de las zonas no planas. En base a este nmero de divisiones, obtendremos en el desarrollo una mayor o menor precisin en las lneas del contorno que definirn la pieza en 3D. Un elevado nmero de divisiones puede provocar un programa CN excesivamente largo (cada divisin generar una lnea) y, dependiendo del proceso y del material, esta precisin puede no ser factible (debido a una sangra demasiado grande, etc).Asimismo, en el dibujo del desarrollo se deben incluir las posibles lneas de soldadura, con el fin de posibilitar la divisin de la pieza en dos o ms partes cuando el tamao del desarrollo completo exceda al de la chapa base. Las lneas de soldadura se han hecho coincidir, bien con las generatrices de menor longitud de cada desarrollo, o con lneas perpendiculares al borde de la pieza. De esta forma, se consigue que los cordones de soldadura sean lo ms reducidos posibles, permitiendo un ahorro en el tiempo, o facilitando su montaje posterior.En el caso de elementos simtricos, se debe contemplar la posibilidad de obtener slo una de las partes de su desarrollo. El desarrollo completo se puede construir utilizando las herramientas del programa base CAD/CAM.4.4. Problemtica en la generacin de trayectoriasLos requerimientos expuestos por las empresas a la hora de proceder a generar la trayectorias sobre una pieza (dibujo) se pueden agrupar en varios apartados segn el proceso de corte considerado, segn el espesor de la chapa implicada, segn el tipo de CN (postprocesador) y su capacidad de memoria, etc. El estudio de la problemtica en funcin del espesor de la chapa como parmetro ms significativo, fue la elegida para estructurar el presente apartado, dada su mayor relevancia frente al resto de factores.4.4.1. Problemtica en pequeos espesoresEl corte de chapa de pequeo espesor, menor de 3 mm, suele requerir mejores acabados. Implcitamente, stos pequeos espesores llevan asociado una zona afectada trmicamente tambin menor, y si el sistema utilizado es el corte por agua o por lser nos podemos situar en el orden del milmetro o las dcimas de milmetro con facilidad y con un buen control de los parmetros de corte. En el oxicorte o en el plasma podemos llegar a ZAT de 2 o 3 milmetros. Pero incluso as, puede haber piezas de chapa que requieran mejores acabados, no slo en cuanto a la zona trmica sino tambin en cuanto a la rugosidad de la superficie de los bordes. Un buen acabado de las piezas (dado un material y espesor), que no exija posteriores operaciones de desbarbado, debe ser controlado por los parmetros tecnolgicos propios del proceso (presin de O2, velocidades, etc.), pero no se debe olvidar que la forma de realizar las trayectorias de corte van a seguir jugando un papel muy importante. Sobre todo en dos zonas de la pieza:En las esquinas angulosas (con ngulo exterior >= 90), donde la herramienta o soplete pase por velocidad nulaEn las zonas o puntos de Entrada/Salida (E/S) del corte del perfil de la pieza.En las esquinas pronunciadas se debe disminuir la potencia, bien programndola en el postprocesado (lser) o controlando manualmente la presin del gas (oxicorte o plasma), para que la zona cercana a la esquina no resulte "daada" o fundida. Sin embargo a menudo esta reduccin de energa no es suficiente y requiere una importante experiencia del programador o del operador en los aspectos tecnolgicos del proceso, por lo que se recurre a una solucin consistente en generar "bucles de seguridad". Estos bucles se utilizan tanto en chapa delgada como de medio espesor (entre 3 y 4.76 mm), con la finalidad de mejorar el acabado en stas zonas e incluso para poder conseguir el perfil real de la pieza.Los bucles se obtienen modificando la trayectoria previamente generada (arco), de forma que se sustituye sta por un lazo (triangular o circular) que sale y entra en forma tangencial con respecto al perfil (figura 11). Se evita de esta forma que la velocidad de desplazamiento del soplete se haga nula (o disminuya) en las zonas cercanas a las esquinas pronunciadas del perfil real, trasladando los cambios de velocidad y direccin a zonas alejadas del perfil.

Respecto a las zonas donde se produce la E/S del corte, la forma en que sta se realice, determinar el acabado. As por ejemplo, la entrada perpendicular y salida perpendicular al perfil, suelen originar un "pico" o muesca indeseable sobre la pieza y, dependiendo del proceso, esta muesca puede llegar a tener un tamao inaceptable. Cuando se programa una E/S con un cierto ngulo, se disminuye la muesca, y se puede llegar a eliminar por completo si se adopta una E/S tangencial al perfil o se provoca un solapamiento (pequea zona por la que se pasa dos veces). Siempre que el perfil disponga de una esquina formada por tramos rectos se puede iniciar el corte en esa esquina de forma que no exista ninguna muesca en el resto del perfil. Todos estos aspectos se pueden observar en la figura 12.

Fig. 12.- Programacin de distintos tipos de entradas y salidas sobre un perfilPor lo tanto, a la hora de programar la trayectoria, se debe contemplar la posibilidad de realizar distintos tipos de entradas y salidas al perfil. Los tipos preferidos por los usuarios son las entradas y salidas tangenciales (buen acabado) y las entradas y salidas angulares (esta ltima permite la entrada cuando el control no disponga de entrada al corte por medio de un tramo curvo con compensacin). Es importante tambin poder programar distancias de salida nulas (figura 12), para evitar el reflujo de los gases (que daa la parte inferior de la chapa) al llegar el soplete a una zona que no tiene material (cuando se concluya el corte cerrando el perfil). Esta opcin de distancia de salida nula es utilizada en grandes espesores. Tambin debe contemplarse la posibilidad de generar un solapamiento de la entrada y la salida que asegura adems el desprendimiento total de la pieza.La generacin de las trayectorias de corte debe posibilitar la creacin de "puentes" entre piezas con la finalidad de que los perfiles as cortados no se desprendan prematuramente de la chapa base e incluso que permanezcan unidos una vez cortada toda la chapa. Una solucin de este tipo suele ser muy recomendable en el corte por lser de pequeos espesores, evitando que la herramienta pueda colisionar con alguna pieza "ladeada" sobre la chapa, sobre todo cuando no se dispone de sensores de interferencias (control de la distancia boquilla-chapa).En la figura 13 pueden observarse los dos tipos de puentes mas utilizados: puentes exteriores, generados entre piezas para mantenerlas unidas entre s; y puentes interiores, dejando pequeas zonas del contorno sin cortar. Los puentes interiores disminuyen adems la prdida de rigidez que producen los sucesivos cortes cuando la chapa es muy delgada (< 2 mm).

Fig. 13.- Programacin de puentes interiores y exteriores

Fig. 14.- Correcta eleccin del punto de entrada y del sentido de recorrido para evitar distorsiones en la chapaUn ltimo aspecto que debe ser tenido en cuenta, causado por la fragilidad de la chapa que se acenta a medida que transcurre el corte, atae tambin a chapas de medio espesor (hasta 5 o 6 mm). Las trayectorias deben tener el sentido de recorrido de la pieza de tal forma que la parte donde queda el borde inservible de la chapa, zona ms dbil, se corte en ltimo lugar. Este efecto (figura 14), puede provocar alabeos y deformaciones en las piezas finales. Se ha considerado dentro del apartado siguiente puesto que tambin se produce en chapas de medio espesor y adems se prefiere el agrupamiento de las figuras en funcin de la problemtica. En este caso la solucin vendr dada por la posibilidad del cambio del sentido de recorrido.4.4.2. Problemtica en medios y grandes espesoresCuando se trabaja con chapa en medios y grandes espesores (> 4.76 mm), el coste del material se incrementa sustancialmente. Esto obliga a ser todava mas cuidadoso debido al riesgo que supone cualquier desperdicio de material. Como se desprende de los aspectos tecnolgicos vistos hasta el momento, slo el oxicorte y el plasma (aunque tambin recientemente el corte por agua) permiten el corte de grandes espesores. Los problemas de prdida de rigidez o movimiento de las piezas sobre la chapa base ya no tienen sentido en este caso, pero siguen siendo vlidas las necesidades de programacin de diferentes tipos de E/S al corte de las piezas, sobre todo para eliminar la salida (apagando el soplete justo al terminar el perfil) impidiendo daos por reflujo de gases.Tambin debe contemplarse la posibilidad de realizar salidas programadas fuera del perfil que vayan hasta el borde exterior de la chapa. Esta trayectoria tiene la finalidad de facilitar (incluso permitir en algunos casos) la extraccin de la pieza una vez cortada. En este caso, el problema se presenta cuando se corta chapa muy gruesa (espesores del orden de 200 mm o ms), puesto que el perfil transversal de corte en este rango de espesores resulta ser cnico y en consecuencia impide la posterior extraccin de la pieza. En la figura 15 pueden observarse como deberan programarse 3 salidas diferentes para facilitar la extraccin de la pieza.

Fig. 15.- Trayectorias de corte para extraer la piezaOtro aspecto que se presenta durante el corte de chapas de grandes espesores, en este caso por encima de los 60 mm, es la necesidad de elevada presin del gas en el soplete (> 6 bar). Esta alta presin, necesaria para el corte, produce una elevada cantidad de chispas con desprendimientos fundidos del material en la zona donde el chorro incide sobre la chapa que queda por cortar. Si este chorro de chispas se dirige contra el operario, impedir su visibilidad y no podr realizar una inspeccin "in situ", lo que a veces resulta muy necesario (por ejemplo, cuando se realiza un control manual de la velocidad de avance en las entradas o en perfiles complicados).Razones adicionales para controlar el sentido de recorrido residen en que la parte sobrante debe quedar, durante el mayor recorrido posible, del lado donde hay ms material. Si fuera preciso se cambiar el punto de entrada, en concordancia con dicho sentido (figura 16). Esto, junto con la eleccin de dicho sentido de acuerdo con la calidad del corte, de forma que la superficie de corte ms perpendicular quede del lado donde est la pieza, (figura 13), evitar innecesarias distorsiones debidas al calentamiento, a falta de rigidez (en chapa de medio espesor, de 3 a 5 mm), etc., que producirn unas dimensiones inadecuadas. Por tanto, el programa de generacin de trayectorias de corte deber permitir el cambio del sentido de recorrido del perfil de la pieza cuando sea necesario (figura 14 y 16).

Fig. 16.- Cambio del sentido de recorrido para permitir inspeccin del trabajoTambin en grandes espesores, es necesario efectuar no slo un precalentamiento de la chapa base sino tambin unas perforaciones previas con el soplete en los puntos previstos de entrada de corte (trayectorias intermedias entre desplazamientos en vaco y en corte), permitiendo la posterior entrada al perfil del chorro de corte en condiciones ptimas. La generacin de las trayectorias de corte deber contemplar por tanto, la posibilidad no slo de programar esas perforaciones previas (zonas de entrada), sino la de evitar las zonas prximas a dichas perforaciones, que son zonas muy difciles de cortar por haberse endurecido por temple (figura 17 y 18).

Fig. 17.- Programacin de trayectorias con inicio del corte sobre taladros previos

Fig. 18.- Detalle de la zona de entrada al corte enmedios y grandes espesores. La distancia "a" seproduce en el sentido de la trayectoria y est enconcordancia con el espesor.La necesidad de aprovechamiento de material se hace mas patente en espesores medios y grandes. Podemos encontrar un buen ejemplo de ello en la posibilidad de generar piezas adosadas o con un lado comn. Por ello, bien sobre un mismo programa de CN o bien sobre todas las piezas que forman parte de una chapa base, se generan algunas trayectorias con una compensacin de herramienta determinada (por ejemplo, izquierda) y otras trayectorias con otra compensacin (por ejemplo, derecha o con compensacin nula).Esta particularidad de cambio de compensacin de herramienta dentro del mismo programa CN, no suele aparecer en los programas CAD/CAM de tipo comercial empleados en el corte de chapa. En cambio, su inclusin permitira por ejemplo, cortar piezas adosadas (con un lado comn), con el consiguiente ahorro de material, tiempo y coste asociado al corte (figura 19).

Fig. 19.- Trayectorias para el corte de piezas adosadas

Fig. 20.- Preparacin de chaflanes o juntas para soldadura

Fig. 21.- Perfiles resultantes preparados para soldaduraCuando se procede a preparar la chapa para el montaje y posterior soldadura, se disponen cabezales de corte con sopletes girados, pudiendo tambin montarse dispositivos con sopletes dobles o triples. La programacin del orden de encendido (I ,II y III en la figura 20) y la zona donde comienza y termina el chafln, ya sea chafln simple (unin en V), doble (unin en X o en Y), o triple (unin en K), debe tenerse en cuenta a la hora de la generacin de trayectorias, de forma que el postprocesado pueda reconocer las lneas sobre las que debe aplicar el/los chaflanes. Esto permite dejar la pieza preparada para cualquier tipo de soldadura, tanto en perfiles curvos como rectos (figura 21).4.5. Problemtica en la programacin. Controles numricos y postprocesadoresAparte de los problemas ya mencionados, existe otra problemtica asociada a la chapa que es prcticamente independiente del espesor. Estos problemas son debidos al propio proceso y afectan a la forma de programacin, al posicionamiento de la chapa, a las particularidades del CN y del postprocesador, etc.A este respecto cabe citar que los bordes de la chapa no suelen formar parte de las piezas, debido a su oxidacin y al mal acabado que presentan. En algunos casos como en el oxicorte, esta exigencia se acenta aun ms debido al reflujo de gases, sobre la parte inferior de la chapa, al entrar a cortar el material. En chapa de poco espesor, se puede entrar a cortar el material desde el exterior, pero la zona adyacente, de unos 5 o 10 mm de "margen", no puede pertenecer a la pieza (distancias Xmin e Ymin en la figura 22). Se prefiere incluso entrar a cortar desde el interior de la chapa, dando por perdida esa pequea zona de margen.

Fig. 22.- Puntos significativos para programacin CNEl posicionamiento de la chapa base con respecto a la mesa (punto de imbricacin), el origen de coordenadas (0,0) y del programa (situacin inicial del soplete) deben ser controlados perfectamente por el sistema. El operario debe tener conocimiento de todos estos aspectos y si es posible, trabajar conjuntamente con el programador a la hora de prefijarlos.En este mismo sentido, las funciones iniciales del programa que se encarguen de estas tareas, deben posibilitar una total movilidad de la chapa, por medio del punto de imbricacin (vrtice inferior-izquierdo de la chapa), al cual se referir el origen de coordenadas (0,0 del programa CAD/CAM) y el origen de programa (0,0 del CN).La finalidad de la modificacin a voluntad de la distancia del origen de coordenadas al vrtice de la chapa, estriba no slo en conocer exactamente donde debe posicionarse el soplete al reiniciar de nuevo el corte tras una parada forzosa (virutas o elementos extraos en las guas, etc.) que en caso contrario ocasionara el estropicio de la chapa, sino tambin porque usualmente este punto origen de coordenadas sirve para la toma de referencia en el caso del empleo de sopletes solidarios, midindose sobre l las distancias a las cuales se posicionarn las dems boquillas (figura 22). El programa desarrollado calcula automticamente el punto que servir como origen de coordenadas (situando en la interseccin de las tangentes horizontal y vertical a las piezas ms exteriores) y posiciona el punto de imbricacin de la chapa a la distancia de seguridad (Xmin, Ymin). De esta forma, ningn perfil se aproxima ms de lo permitido al borde de la chapa.Antes del proceso de generacin de trayectorias, el usuario debe disponer de funciones especficas para el correcto posicionado (manual o automtico) de los perfiles de la/s pieza/s sobre la chapa base, que junto con la posibilidad de situar y/o modificar el punto de imbricacin de la chapa sobre el dibujo, nos llevarn a la correcta seleccin del origen de programa y dems puntos significativos.

Fig. 23.- Distancias de seguridad al borde de la chapa y trayectoria de salida para obtener un recorte

Tambin resulta interesante contar con la posibilidad de realizar trayectorias de corte que no exijan ninguna geometra previa dibujada. Esta opcin tiene mltiples aplicaciones, la ms usual consiste en poder incluir, en el mismo programa CN, una ltima trayectoria de corte destinada a generar un determinado recorte sobrante de la chapa base (figura 23) con una forma generalmente rectangular, que facilite su posterior almacenamiento y reaprovechamiento.