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Soldadura por plasma y corte por

plasmaIntegrantes:

Calixto González Roberto Eduardo

Índice

Corte por plasma

Soldadura por plasma

¿Qué es el corte por plasma?

Es el proceso donde usa un arco eléctrico concentrado el cual funde el material a través de un haz de plasma de muy alta temperatura. Cualquier material conductivo puede ser cortado con este sistema.

¿Cómo funciona el corte por plasma?

Funciona elevando 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. establece un arco eléctrico ionizándose el gas circundante, como ocurre en el proceso de soldeo TIG, pero el plasma obtenido se estrangula haciéndolo pasar por una tobera de pequeño diámetro, de forma que el plasma se mueve a velocidades muy grandes, obteniéndose un chorro de plasma a alta temperatura, del orden de los 20,000º C, y gran velocidad, capaz de fundir el metal a cortar y retirar las escorias y los óxidos formados. 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 energia cinética del gas empleado, ionizándolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar.

Medidas de corte y material que se usa

Existen cortadoras de plasma de 20 hasta 1000 amperios los gases plasmáticos que pueden usarse son aire comprimido, nitrógeno, oxigeno o argón/hidrogeno, para cortar materiales tales como el acero al carbono, aceros de alta aleación, inoxidables, aluminio, cobre, etc..

Con este método se pueden obtener velocidades de corte muy elevadas; se emplea par el corte de metales de 2 a 15 mm, aunque se pueden cortar espesores de hasta 200 mm.

Fuente de energía: normalmente es un transformador - rectificador trifásico. Ha de tener una elevada tensión de vacío (100 - 400 v). Deben ser específicos de corte por plasma y tener una característica de intensidad constante.

Distribuidor de gas: esta alimentado por botellas de gas comprimido, permitiendo mezclas de gases de distinta naturaleza y proporción.

Generador de alta frecuencia: se utiliza para ionizar parcialmente el gas.

Portaelectrodo: la misión del portaelectrodo es producir un plasma de continua y expulsarlo hacia la pieza a cortar. En esencia el portaelectrodo está formado por:

Cámara cilíndrica (boquilla) provista en su extremidad de una pieza con un taladro central, que tiene como misión contraer el chorro de plasma aumentando así su temperatura central y su velocidad. Es importante utilizar la corriente adecuada para evitar el doble arco que producirá el fallo de boquilla. Con doble arco se establece un arco entre el electrodo y la boquilla y otro entre la boquilla y la pieza.

Electrodo de wolframio o circonio, en función del gas a utilizar; el de wolframio será puntiagudo (como el utilizado en soldadura TIG), mientras que el de circonio o hafnio será plano o embutido en cobre.  

En el corte con plasma convencional se emplea un arco transferido, que significa que el arco se establece entre el electrodo y la pieza. Esto no es posible cuando comienza el proceso, ya que no se ha ionizado el gas aún. Por ello, para iniciar el proceso un generador de alta frecuencia produce primero un arco piloto entre el electrodo y la boquilla. El arco piloto calienta el gas plasmágeno y lo ioniza. En este momento el arco piloto se apaga automáticamente y se estabiliza el arco plasma.

Soldadura por plasma

La soldadura por plasma es un proceso muy similar al de soldadura TIG. Es un sistema más desarrollado que el método de soldadura TIG, que proporciona un aumento de la productividad.En el sistema de soldadura por plasma hay dos flujos independientes de gas, el gas plasmágeno que fluye alrededor del electrodo de tungsteno, formando el núcleo del arco plasma y el gas de protección el cual proporciona la protección al baño de fusión.

La soldadura por plasma – PAW – se presenta en tres modalidades:1. Soldadura microplasma, con corrientes de soldadura desde 0.1 Amp. hasta 20 Amp.2. Soldadura medioplasma, con corrientes de soldadura desde 20 Amp. hasta 100 Amp.3. Soldadura Keyhole, por encima de los 100 Amp. en el cual el arco plasma penetra todo el espesor del material a soldar.Principalmente, se utiliza en uniones de alta calidad tales como en construcción aeroespacial, plantas de procesos químicos e industrias petroleras.

La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este último proceso. Sin embargo, tanto la densidad energética como las temperaturas son en este proceso mucho más elevadas ya que el estado plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y electrones. La mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto es dos o tres veces inferior en comparación a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una técnica óptima para soldar metal de espesores pequeños.

En la soldadura por plasma la energía necesaria para conseguir la ionización la proporciona el arco eléctrico que se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base a soldar. Como soporte del arco se emplea un gas, generalmente argón puro o en ciertos casos helio con pequeñas proporciones de hidrógeno, que pasa a estado plasmático a través del orificio de la boquilla que estrangula el arco, dirigiéndose al metal base un chorro concentrado que puede alcanzar los 28.000 ºC. El flujo de gas de plasma no suele ser suficiente para proteger de la atmósfera al arco, el baño de fusión y al material expuesto al calentamiento. Por ello a través de la envoltura de la pistola se aporta un segundo gas de protección, que envuelve al conjunto.

La soldadura por plasma – PAW – se presenta en tres modalidades:

1. Soldadura microplasma, con corrientes de soldadura desde 0.1 Amp. hasta 20 Amp.

2. Soldadura por fusion metal to metal, con corrientes de soldadura desde 20 Amp. hasta 100 Amp.

3. Soldadura Keyhole, por encima de los 100 Amp. en el cual el arco plasma penetra todo el espesor del material a soldar.

Principalmente, se utiliza en uniones de alta calidad tales como en construcción aeroespacial, plantas de procesos químicos e industrias petroleras.