¿Cómo funciona un cortador de plasma?

¿Qué es el corte por plasma?

El corte por plasma es un proceso que utiliza un chorro de gas ionizado de alta velocidad, conocido como plasma, para cortar materiales conductores. El plasma se considera el cuarto estado de la materia (siendo el líquido, el sólido y el gas los tres estados originales). El uso de plasma para corte es ampliamente utilizado en la fabricación de metales debido a su precisión, eficiencia y capacidad para cortar diversos metales. El plasma se crea mediante un arco eléctrico que pasa a través de un gas, como argón, nitrógeno o aire comprimido. Esto ioniza el gas, formando un chorro de plasma capaz de cortar metales como acero inoxidable y acero dulce.

El proceso de corte por plasma implica varios componentes y pasos principales. En primer lugar, se genera un arco eléctrico entre un electrodo y la pieza de trabajo. Este arco ioniza el gas, creando un chorro de plasma que alcanza temperaturas extremadamente altas. El chorro de plasma de alta velocidad funde el metal y el material fundido es expulsado por la fuerza del gas comprimido, lo que da como resultado un corte limpio.

El corte por plasma es conocido por realizar cortes precisos con una zona afectada por el calor más pequeña que otros métodos, como el corte con oxicorte, lo que ayuda a mantener la integridad del metal que se está cortando. Esto lo convierte en una opción ideal para aplicaciones que requieren cortes precisos y de alta calidad.

La historia del corte por plasma

El proceso de corte por plasma se desarrolló en la década de 1950 como alternativa al corte con oxicorte. Inicialmente, se utilizó principalmente para cortar acero inoxidable y aluminio, ya que estos materiales eran difíciles de cortar con los métodos tradicionales. Con el tiempo, los avances tecnológicos y el desarrollo de nuevos sistemas de corte por plasma han ampliado la gama de materiales que se pueden cortar mediante este proceso.

En los primeros días del corte por plasma, el equipo era grande y costoso, lo que limitaba su uso a aplicaciones industriales. Sin embargo, con las máquinas CNC (control numérico por computadora) y la automatización, el corte por plasma se ha vuelto más asequible y versátil. Las máquinas de corte por plasma CNC permiten un control preciso sobre el proceso de corte, permitiendo la creación de formas y patrones complejos con alta precisión.

Hoy en día, el corte por plasma se utiliza en una variedad de industrias, incluidas la automotriz, la aeroespacial, la construcción y la fabricación de metales. La capacidad de cortar diversos metales con rapidez y precisión ha hecho del corte por plasma una herramienta esencial en la fabricación moderna.

Metales que puedes cortar con plasma

El corte por plasma es un proceso versátil que puede cortar una variedad de metales conductores. Algunos de los metales más comunes que se pueden cortar con plasma incluyen:

• Acero inoxidable: conocido por su resistencia a la corrosión y su fuerza, el acero inoxidable se utiliza comúnmente en una variedad de industrias, incluido el procesamiento de alimentos, los equipos médicos y la construcción.

• Acero al carbono: El acero al carbono también se conoce como acero dulce y se utiliza ampliamente en la construcción, la automoción y la fabricación debido a su resistencia y precio asequible.

• Aluminio: Ligero y resistente a la corrosión, el aluminio se utiliza en aplicaciones aeroespaciales, automotrices y de construcción.

• Cobre: ​​Conocido por su excelente conductividad eléctrica, el cobre se utiliza en cableado eléctrico, plomería y maquinaria industrial.

• Latón: Una aleación de cobre y zinc, el latón se utiliza en aplicaciones decorativas, plomería e instrumentos musicales.

• Aleaciones: Varias aleaciones de metales, como las de titanio y níquel, también se pueden cortar mediante plasma.

La capacidad de cortar una amplia gama de metales hace que el corte por plasma sea una herramienta valiosa en la metalurgia y la fabricación.

Soldadores y corte por plasma

Los soldadores desempeñan un papel crucial en la fabricación de metales, a menudo trabajando junto con máquinas de plasma CNC para crear y ensamblar estructuras metálicas. La soldadura implica unir piezas metálicas fundiéndolas entre sí, generalmente utilizando un material de relleno. Varias técnicas de soldadura son adecuadas para diferentes aplicaciones y materiales, incluidas MIG (gas inerte metálico), TIG (gas inerte de tungsteno) y soldadura con electrodo.

En el trabajo de corte por plasma, los soldadores generalmente preparan piezas de metal cortándolas en las formas y tamaños requeridos utilizando máquinas de corte por plasma CNC. La precisión y eficiencia del corte por plasma CNC lo convierten en un método ideal para crear los componentes necesarios para proyectos de soldadura. Después del corte, los soldadores pueden unir estas piezas para formar el producto final, ya sea una estructura, una pieza de maquinaria o una escultura artística.

Tipos de cortadores de plasma

• Cortadores de plasma portátiles de mano: Los cortadores de plasma portátiles están diseñados para facilitar su uso y portabilidad. Estas fresas son ideales para proyectos de bricolaje, metalistería a pequeña escala y reparaciones en el lugar. Son ligeros y compactos, lo que los hace fáciles de transportar y operar. Los cortadores de plasma portátiles son adecuados para cortar metales delgados a moderadamente gruesos y son comúnmente utilizados por aficionados, artistas y propietarios de pequeñas empresas.

• Cortadoras de plasma CNC: Las cortadoras de plasma CNC son máquinas controladas por computadora con alta precisión y automatización. Estas fresas se utilizan en entornos industriales para cortar formas complejas y grandes cantidades de metal. Las máquinas de corte por plasma CNC tienen un sistema de control que permite al operador programar la trayectoria de corte y los parámetros, garantizando cortes consistentes y precisos.

• Máquinas CNC: Las máquinas CNC pueden cortar una variedad de materiales, incluidos acero inoxidable, acero al carbono, aluminio y aleaciones. Las mesas de corte se utilizan en una variedad de industrias, incluidas la automotriz, la aeroespacial y la construcción, donde la precisión y la eficiencia son esenciales.

• Alta frecuencia vs. baja frecuencia: los cortadores de plasma se pueden clasificar según la frecuencia del método de iniciación del arco. Los cortadores de plasma de alta frecuencia utilizan una chispa de alto voltaje para iniciar el arco de plasma, mientras que los cortadores de baja frecuencia utilizan un arco piloto. Los cortadores de alta frecuencia son más comunes en aplicaciones industriales porque pueden cortar metales más gruesos y proporcionar un arco más estable. Por otro lado, los cortadores de plasma de baja frecuencia se utilizan a menudo en aplicaciones donde la interferencia de alta frecuencia puede ser un problema, como en la fabricación de productos electrónicos o cerca de equipos sensibles.

• Corte por plasma robótico: El corte por plasma robótico implica el uso de brazos robóticos para realizar cortes precisos en piezas metálicas. Este método es altamente eficiente y se utiliza en procesos de fabricación automatizados. Los sistemas de corte por plasma robóticos cuentan con sistemas de control avanzados que permiten un control preciso sobre el proceso de corte, garantizando cortes consistentes y precisos. El corte por plasma robótico se utiliza comúnmente en las industrias automotriz, aeroespacial y de construcción naval, donde la precisión y la eficiencia son esenciales. El uso de robótica en el corte por plasma también reduce la necesidad de trabajo manual, mejorando la seguridad y la productividad.

Partes de un cortador de plasma

Fuente de alimentación: La fuente de alimentación es un componente crítico de un cortador de plasma, ya que proporciona la energía eléctrica necesaria para crear el arco de plasma. Convierte la energía CA de la red eléctrica en el voltaje y corriente CC adecuados necesarios para el corte. La fuente de alimentación debe proporcionar una salida estable y constante para garantizar un corte suave y eficiente. 

Consola de fuente de alimentación: La consola de fuente de alimentación alberga los controles y configuraciones del cortador de plasma. Permite al operador ajustar parámetros como amperaje, velocidad de corte y flujo de gas. La consola también incluye funciones de seguridad e indicadores para monitorear el estado del proceso de corte.

Antorcha de plasma: La antorcha de plasma es la herramienta que dirige el chorro de plasma hacia la pieza de trabajo. Contiene consumibles como electrodos, boquillas y anillos de remolino que deben reemplazarse periódicamente. El diseño de la antorcha y la calidad de los consumibles juegan un papel importante a la hora de determinar la calidad del corte y la eficiencia del proceso de corte por plasma.

Gases: En el corte por plasma se pueden utilizar diferentes gases, incluidos argón, nitrógeno y aire comprimido. La elección del gas de plasma depende del material a cortar y de la calidad de corte deseada. Por ejemplo, el argón se utiliza a menudo para cortar acero inoxidable, mientras que el aire comprimido se utiliza habitualmente para cortar acero dulce. El flujo y la presión del gas deben controlarse cuidadosamente para garantizar un rendimiento de corte óptimo.

Corte y ranurado con un cortador de plasma

Creando el arco: El arco de plasma se crea estableciendo un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo. Este arco ioniza el gas, formando un chorro de plasma. El arco se inicia mediante una chispa de alto voltaje o un arco piloto, dependiendo del tipo de cortador de plasma utilizado.

Formación del chorro de plasma: El chorro de plasma se forma mediante el flujo de alta velocidad de gas ionizado a través de la boquilla de la antorcha. Este chorro alcanza temperaturas lo suficientemente altas como para fundir el metal que se está cortando. La forma y el tamaño del chorro de plasma están determinados por el diseño de la boquilla y el caudal de gas.

Compresión de gas: El gas comprimido expulsa el metal fundido del corte, lo que garantiza un corte limpio y preciso. El flujo y la presión del gas deben controlarse cuidadosamente para lograr la calidad de corte deseada. El gas comprimido también ayuda a enfriar la antorcha y evitar el sobrecalentamiento.

Eliminación de metal fundido: El metal fundido se retira del área de corte mediante la fuerza del chorro de plasma y el flujo de gas comprimido. Esto deja un borde limpio en la pieza de trabajo, con un mínimo de escoria. La eliminación adecuada del metal fundido es esencial para lograr cortes de alta calidad y evitar daños a la pieza de trabajo.

Otras tecnologías

El corte por chorro de agua es otro método popular para cortar materiales, que utiliza un chorro de agua a alta presión mezclado con una sustancia abrasiva para cortar una amplia gama de materiales, incluidos metales, piedra, vidrio y compuestos. Este proceso de alta precisión produce un corte limpio con mínimas zonas afectadas por el calor, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la integridad del material es fundamental.

El corte por chorro de agua es particularmente ventajoso para cortar materiales gruesos y formas complejas que pueden resultar difíciles para otros métodos de corte. Se utiliza comúnmente en las industrias aeroespacial, automotriz y manufacturera, donde la precisión y la versatilidad son esenciales.

El corte por láser utiliza un haz de luz enfocado para cortar materiales con alta precisión y velocidad. Este método produce cortes limpios y precisos con un mínimo desperdicio de material. El corte por láser es adecuado para una variedad de materiales, incluidos metales, plásticos, madera y telas.

Hay dos tipos principales de corte por láser: corte por láser de CO2 y corte por láser de fibra. Los láseres de CO2 se utilizan normalmente para cortar materiales no metálicos, mientras que los láseres de fibra son más eficientes para cortar metales. El corte por láser se utiliza ampliamente en las industrias electrónica, automotriz y de señalización, donde la precisión y la eficiencia son primordiales.

Corte por plasma, en pocas palabras...

El corte por plasma es un método versátil y eficiente para cortar una amplia gama de metales, ofreciendo precisión y resultados de alta calidad. Desde sus orígenes en la década de 1950 hasta los avanzados sistemas CNC y robóticos que se utilizan hoy en día, el corte por plasma ha evolucionado significativamente. Ya sea que trabaje con acero inoxidable, acero dulce u otros materiales conductores, el corte por plasma proporciona una solución confiable para aplicaciones industriales y de bricolaje. Comprender los componentes y procesos involucrados, como la fuente de alimentación, la antorcha de plasma y el flujo de gas, puede ayudarlo a lograr resultados óptimos en sus proyectos de fabricación de metales. A medida que la tecnología continúa avanzando, el corte por plasma seguirá siendo una herramienta crucial en el campo de la metalurgia.