Calidad del orificio

Muchos talleres de fabricación dedican tiempo y gastan dinero en la corrección de piezas que fueron cortadas en la máquina plasma para eliminar la escoria o corregir inexactitudes dimensionales. Aquí hablaremos de las variables fundamentales del proceso que perjudican la precisión dimensional de las piezas de corte por plasma. Al controlar cuidadosamente algunas variables, el operador puede minimizar o eliminar los problemas dimensionales y los costos asociados de las operaciones colaterales y piezas recortadas.

Los pequeños orificios y las formas intrincadas como las ranuras, las esquinas agudas y los radios más cerrados presentan problemas especiales para el operador de la máquina PAC. En lo que nos atañe, un orificio pequeño es todo orificio cuyo diámetro no es más de 1,5 veces más grande que el espesor del material. No solo es más difícil cortar estas formas a la perfección con sistemas convencionales, sino que también es difícil reelaborar las piezas que están fuera del rango de tolerancia. Agrandar los orificios de tamaño insuficiente o los que no son cilíndricos y rectificar las esquinas agudas para quitar la escoria no es divertido ni rentable.

Muchos talleres resuelven estos problemas al comprar máquinas de corte costosas y de gran tolerancia o incluso sistemas de corte por láser más costosos aún. Sin embargo, es posible lograr cortes próximos a la alta tolerancia con una máquina de corte por plasma bien mantenida y una antorcha convencional además de una programación meticulosa y un conocimiento profundo de las variables en la calidad de corte es posible.

Los orificios para pernos deben ser cilíndricos

El diámetro de la parte superior y el de la parte inferior del orificio deben ser iguales para asegurar el buen ajuste del perno. Un parámetro esencial que afecta la cilindricidad del orificio es la velocidad de corte. Los programadores ingresan la velocidad de corte como un índice lineal en pulgadas por minuto (pulg./min.) o milímetros por minuto (mm/min.), pero al cortar un círculo, la antorcha debe reducir la velocidad de corte para compensar el retraso natural del arco de plasma al cortar. La mayoría de los controles numéricos por computadora (CNC) compensan automáticamente este fenómeno con un algoritmo que disminuye la velocidad en el corte de orificios. El cálculo se denomina límite centrípeto e incluye la longitud del radio, la aceleración de la antorcha y la velocidad mínima de esquina para ajustar la velocidad de corte real alrededor de un círculo. El programador o el operador pueden ajustar la velocidad lineal para optimizar la velocidad de corte circular para una mejor cilindricidad. De esta manera se deben programar dos velocidades distintas, la más baja para los orificios para pernos y la otra para los cortes rectos en la misma pieza.

Ajuste de altura de corte o voltaje

El ajuste de la altura de corte o el voltaje es otro parámetro que afecta la calidad de corte en los orificios para pernos. Para los orificios pequeños, la altura de corte debe ser constante durante todo el corte. Con control de altura de la antorcha (THC) regulado por voltaje, la altura de corte está determinada por el ajuste del voltaje del arco de 100-180 V normalmente. Según la receptividad del sistema, usar THC para orificios pequeños puede empeorar en vez de mejorar la calidad de corte. Puede ser necesario bloquear el THC durante el corte de piezas pequeñas para evitar que la antorcha corte muy alto o muy bajo y se estrelle al finalizar el corte. El THC puede bloquearse al configurar el modo manual cuando se haya terminado la perforación, o al reprogramar la pieza para especificar la disminución de velocidad en la esquina sin THC durante el corte de orificios. Los controles de altura de la antorcha nuevos y más receptivos pueden ayudar con los defectos causados por una altura de corte inadecuada.

Programación de trayectorias de entrada y salida

El tipo y tamaño de la trayectoria de entrada y salida pueden afectar significativamente la calidad de corte, en particular la de los orificios para pernos y ranuras. Dos defectos comunes son las roturas y las irregularidades. La rotura ocurre cuando el arco quita mucho material al finalizar el corte. Cuando el arco de plasma cruza la sangría de entrada, el material que se quita al comienzo del corte, se pasa a la parte guardada y produce un pequeño margen o, a veces, una región perforada más grande. De esta manera, el orificio pierde su redondez.

La irregularidad ocurre cuando las trayectorias de entrada y salida del corte no se superponen correctamente. Parte del material del orificio no se quita por completo y queda una irregularidad sin cortar en el metal que evita la entrada del perno en el orificio.

Encontrar las trayectorias de entrada y salida adecuadas para minimizar las roturas y las irregularidades en los puntos de inicio y finalización puede ser una tarea complicada. Los operadores pueden usar un proceso de ensayo y error para encontrar la combinación adecuada. Por lo general, una trayectoria de entrada radial con una trayectoria de salida negativa o muy pequeña (sobrequemado negativo) en la pieza guardada producirá el mejor orificio. A veces, una trayectoria de entrada recta y corta funciona mejor con una trayectoria de salida pequeña (sobrequemado positivo).

La trayectoria de entrada en espiral hacia afuera es un diseño especial que puede resultar muy efectivo para el corte de orificios. (Nota: esto difiere de las trayectorias de entrada tradicionales que se usan en el oxicorte que por lo general no se usan en el corte por plasma). La trayectoria de entrada en espiral hacia afuera permite que la máquina alcance la máxima velocidad y el arco se estabilice antes de cortar el perímetro del orificio, para un avance más uniforme de la máquina en todo el proceso de corte.

Amperaje y tamaño de la boquilla

En general una boquilla pequeña con amperaje bajo y velocidades menores producirán una sangría más pequeña y un corte más fino.

Por ejemplo, con un sistema de plasma de 200 A, la potencia máxima de 200 A para un orificio de 2 mm con una sangría de 3 mm, probablemente no sea la más adecuada para cortar orificios para pequeños pernos y detalles intrincados.

Supongamos que quiere cortar un orificio preciso de 12 mm en acero al carbono de 12 mm (1/2 pulg.). Una boquilla de 100 A para hacer un orificio más pequeño de 1-1/2 mm y una sangría de 2 mm de ancho producirá un corte más fino si se hace a menor velocidad.

Para lograr el mejor corte con dicha boquilla, siempre se debe fijar el amperaje en 95 a 100% de la calificación de la boquilla. La desventaja: menor duración de los consumibles e inferior velocidad de corte. La ventaja: una pieza prácticamente terminada con mínima corrección.

Cuándo usar plasma de alta tolerancia

El plasma de alta tolerancia utiliza un orificio de boquilla pequeño y un gas secundario intenso para la constricción del arco. El resultado es un arco de alta densidad energética y una sangría angosta que puede cortar detalles intrincados y orificios muy pequeños. Los sistemas de plasma convencional pueden cortar con una precisión dentro de los 0,76 mm y producir cortes con un bisel de 3 a 5º, a veces de tan solo 1º. Los sistemas de alta tolerancia pueden cortar con una precisión dentro de los 0,25 mm y un bisel de 0 a 3º. Pueden cortar orificios con precisión de tan solo 4,76 mm.

Seis reglas para cortar orificios para pernos

• Usar la boquilla de menor tamaño posible para perforar y cortar el material
• Asegurarse de que el retardo de perforación permita la penetración del arco completo antes de que la máquina comience a avanzar
• Bloquear el THC con regulación de voltaje
• Usar una trayectoria de entrada radial o en espiral
• Programar una velocidad de corte inferior
• Usar una trayectoria de salida negativa o corta para la pieza guardada