EL CORTE POR OXICORTE

El término Oxicorte indica la operación de seccionamiento o corte del acero por medio de un soplete alimentado por un gas combustible y oxígeno.Esta operación se basa en la reacción fuertemente exotérmica de la oxidación del hierro en presencia de oxígeno. Efectivamente, un hilo de hierro llevado a la temperatura de rojo y puesto en presencia de oxígeno puro, arde rápidamente, continuando la combustión por la reacción de oxidación. Para que un metal pueda experimentar esta operación deben cumplirse dos condiciones:

a) Que la reacción de oxidación sea exotérmicab) Que el óxido formado tenga una temperatura de fusión inferior a la del metal

El hierro y la mayor parte de sus aleaciones satisfacen estas dos condiciones; sin embargo, para estas aleaciones, la formación de estos óxidos más refractarios puede dificultar la operación. Así, para los aceros al cromo, a partir de una cierta concentración en cromo, el acero presenta dificultades de oxicorte debido a la formación de óxido de cromo que tiene un punto de fusión muy alto respecto al del óxido de hierro y el hierro.

EL SOPLETE DE CORTE

El soplete de corte se compone, en principio de un soplete ordinario que permite calentar un punto del acero a la temperatura de corte, es decir, de 1200 a 1300° C y de un dispositivo que aporta el oxígeno necesario para la oxidación del hierro; a este último se le da el nombre de oxígeno de corte, mientras que a la llama del soplete destinada a mantener la reacción, se le da el nombre de llama de calefacción.El proceso de la operación es el siguiente: primeramente se regula normalmente la llama de calefacción, como si procediéramos a soldar, y se dirige sobre el lugar donde se desea realizar el corte. En el momento en que la zona calentada se pone al rojo, se lanza el chorro de oxígeno que atraviesa el metal proyectando óxido de hierro; de esta forma se logra el cebado del corte; basta entonces con desplazar el soplete a una velocidad conveniente para que la operación continúe regularmente.En cuanto a la llama de calefacción, puede ser cualquiera, puede utilizarse cualquier otro combustible gaseoso en lugar de acetileno: hidrógeno, gas de ciudad, butano, etc.Estudiaremos más adelante las ventajas e inconvenientes de los distintos combustibles.Los primeros sopletes destinados al corte eran con chorro separado, es decir, que la llama de calefacción la suministraba un soplete ordinario de acetileno y un conducto suplementario, debidamente adaptado, aportaba el oxígeno de corte.Los sopletes con chorro separados tienen un grave inconveniente: la dirección del corte está perfectamente definida de forma que, la llama de calefacción preceda siempre al chorro de corte. Con este tipo de soplete es muy difícil efectuar cortes en ángulo pues se produce el descebado en los cambios de dirección. Sin embargo, estos sopletes producen una superficie de corte realmente perfecta.Los fabricantes han salvado esta dificultad ideando sopletes con chorro central. La llama de calefacción está constituida por gas combustible que sale por orificios que rodean al conducto central por donde llega el oxígeno de corte.La variación de la potencia de la llama se obtiene, bien por el intercambio de las boquillas del eyector, bien, en cierta medida, por el aumento de la presión de oxígeno.Los sopletes con chorro central tienen la ventaja, como acabamos de decir, de realizar cortes perfectos en todas direcciones.Cuando el oxicorte se realiza a mano se utilizan normalmente guías con el fin de evitar el temblor de la mano y desplazamiento de la misma. El proceso es más efectivo cuando se realiza con máquinas adecuadas, pues se mejora la calidad del corte.

CARACTERÍSTICAS DE EJECUCIÓN DE LOS CORTES

Hemos dicho anteriormente que la potencia del soplete, bien con el diámetro de la boquilla de corte, o bien, actuando sobre la presión del oxígeno de la llama caracteriza la ejecución de los cortes.La tabla siguiente da las características de ejecución de cortes con llama oxiacetilénica para espesores de acero variando entre los 5 y los 125 mm.

Espesores a cortar (mm)

Diámetro de la boquilla

Presión de oxígeno (kg/cm2)

Velocidad de avance(m/h) mano

Velocidad de avance(m/h)

Consumo de oxígenopor metro

Consumo de acetileno

de corte (1/10)

máquina de cortepor metro de corte

5 6 1 20 25 60 14

8 8 1,5 17,5 22 96 16

10 10 1,5 15 20 120 20

12 10 175 13   145 14

15 10 2,0 12   185 26

20 10 2,5 11 16 250 32

25 15 2,0 10 14 325 36

30 15 2,5 9,5   400 40

35 15 3 9   480 46

40 20 3 8,5   560 55

50 20 3,5 7 10,5 750 80

75 25 4 6   1275 125

100 30 4 5 7,5 1500 150

125 30 5 3 a 4 7 2000 175

Estas cifras se obtienen normalmente cuando el corte de las chapas se realiza sobre aceros limpios, como llegan del comercio. Los consumos indicados para el acetileno y el oxígeno pueden reducirse sensiblemente cuando el corte se realiza con el auxilio de guías apropiadas que permiten la regularidad en el avance.Por el contrario, el oxicorte de chapas con incrustaciones de herrumbre, chapas con defectos intensos y mazarotas y aceros especiales, requiere un aumento en el consumo de gases que puede duplicarse e incluso triplicarse según los casos.Han sido numerosos los investigadores que han demostrado la influencia de un cierto número de factores sobre la velocidad de avance en la operación de corte. Entre estos factores hay que considerar muy particularmente:

- El grado de pureza del oxígeno- La temperatura inicial del oxígeno

Base del cálculo del consumo de oxígeno de corteEn la práctica corriente puede calcularse rápidamente el consumo de oxígeno correspondiente a un corte de acero de espesor dado refiriendo dicho consumo al cm2 de superficie de corte, que permanece prácticamente constante para un mismo tipo de trabajo.Para el oxicorte manual, puede tomarse como valor medio, un consumo de dos litros de oxígeno por centímetro cuadrado de sección, que representa el mejor rendimiento sobre chapa limpia.Para el corte de paquetes de chapas hay que contar con un consumo de tres litros por centímetro cuadrado.En los trabajos de desguase es más difícil fijar una relación de corte; se admite, generalmente, de 3 a 10 metros de oxicorte por tonelada de chatarra. Para el oxicorte a máquina, este consumo baja considerablemente con el espesor, siendo del orden de un litro por centímetro cuadrado.

CARACTERÍSTICAS DE LA LLAMA DE OXICORTE

Las llamas de oxicorte presentan características muy distintas de las de soldadura; en el oxicorte no se trata de buscar las propiedades reductoras como ocurría en la soldadura. La llama juega aquí un doble papel: la de llevar la región a cortar a una cierta temperatura para cebar la oxidación del hierro, y después, la de ayudar a la regularidad de la oxidación con el corro de oxígeno, durante el corte.La llama de oxicorte está constituida por una llama de calefacción a alta temperatura, y por tanto, con mezcla preliminar de oxígeno y un chorro de oxígeno que rodea o sigue a dicha llama, que presenta el agente de oxicorte.Así pues, todas las llamas de oxicorte tienen un agente en común: el oxígeno de corte, y las propiedades de la llama de oxicorte dependerán de las llamas de calefacción.La llama de calefacción debe tener una temperatura bastante elevada con el fin de disminuir el tiempo de cebado de los cortes y mantener la combustión; la velocidad de corte depende en parte de la temperatura de esta llama.Por otra parte, la cantidad de oxígeno necesario para el corte disminuye cuando la temperatura de la llama de calefacción aumenta. Sin embargo, el empleo de una llama de calefacción fuertemente reductora como la oxiacetilénica, necesita un ligero exceso de oxígeno de corte sobre todo si la cantidad de CO contenida en la llama es importante.

Las condiciones económicas de un corte van a depender, como para la soldadura:

a) De la velocidad de corte y por tanto de la naturaleza de la llama de calefacción b) Del consumo de oxígeno

El consumo de oxígeno comprende:

- El oxígeno de la combustión primaria- El oxígeno de corte

INFLUENCIA DE LA NATURALEZA DEL COMBUSTIBLE SOBRE LA OPERACIÓN DEL OXICORTE

AcetilenoVentajasPoder calorífico elevado, gran temperatura de calefacción, por tanto: cebado rápido, velocidad de corte elevada, llama de calefacción económica, flexibilidad de la llama, regulación fácil. Profundidad de corte hasta 700 mm.InconvenientesGran concentración del calor que puede generar una fusión de frenado y retraso del corte.Presencia obstructora del CO, es necesario un ligero exceso de oxígeno. Para grandes consumos, hay necesidad de acetileno disuelto, con un precio más elevado.

HidrógenoVentajasLlama de calefacción oxidante es ventajosa para los cortes de gran espesor de 500 a 1000 mm.Preferible para el corte bajo el agua.InconvenientesPoco poder calorífico, precio de coste elevado del H2, aprovisionamiento difícil y costosa regulación de la llama.

Gas de ciudadGas de horno CokVentajasEconómico en las proximidades de fábricas productoras.InconvenientesPequeño poder calorífico, dificultad para obtener grandes consumos. Aprovisionamiento difícil, espesor de corte limitado.

PropanoButanoVentajasPoder calorífico muy elevado. Ventajas en los lugares de difícil aprovechamiento. Transporte de una gran cantidad de calorías en pequeño volumen. Llama de calefacción oxidante, poco CO.InconvenientesDificultad de empleo para grandes consumos debido a su pequeña tensión de vapor.

BencinaVentajasNinguna ventaja particular.InconvenientesPequeño poder calorífico.Dificultad de evaporación y de regulación de llama. Es un combustible peligroso.

El Corte por PlasmaEl Corte por plasma corta el metal mediante la aplicación de un arco eléctrico y un gas ionizado a alta temperatura, concentrado sobre un área muy pequeña, por lo cual puede operar a altas velocidades de corte. En algunos casos, un gas de protección previene la oxidación de la superficie cortada. Este proceso puede ser utilizado para cortar cualquier metal eléctricamente conductivo, siempre y cuando su espesor y forma permitan la completa penetración del chorro de plasma.VENTAJAS

Permite cortar grandes espesores de chapas. En las máquinas de corte por plasma es necesario lograr una separación uniforme entre la torcha y la chapa que se corta. Las chapas de poco espesor tienden a alabearse cuando se las corta. Las gruesas frecuentemente no poseen un espesor uniforme.En el corte por plasma surge la necesidad de fijar una altura inicial para lograr el arco y de controlar la altura luego mediante la medición de la tensión del arco.La aproximación inicial se efectúa en forma manual y luego, una vez iniciado el arco, se mide su tensión para mantener la altura, la cual se fija mediante un potenciómetro.Estos controladores trabajan modulando la tensión del motor del eje de la torcha.APLICACIONES

El corte por plasma es aplicable en cualquier actividad industrial, aunque es especialmente usado en la industria naval y en el sector de la construcción.