Muchos talleres de fabricación dedican mucho tiempo y gastan mucho dinero en la rectificación, descascaramiento o lijado de piezas que fueron cortadas en la máquina de plasma para remover la escoria. Con tantas variables en la ecuación de la calidad de corte, ¿cómo puede un operador de antorchas de plasma comenzar a localizar un problema de escoria? Al controlar las variables fundamentales del proceso, el operador puede minimizar o eliminar la escoria y los costos asociados de operaciones colaterales.
La escoria es metal fundido solidificado oxidado que no fue totalmente expulsado de la sangría durante el corte. Es el problema más común en la calidad de corte del corte por plasma. La escoria se puede formar como una acumulación de burbujas a lo largo del borde inferior de la placa (escoria de baja velocidad), un pequeño reborde duro de material sin cortar (escoria de alta velocidad) o un ligero revestimiento a lo largo de la superficie superior de la placa (salpicaduras por encima).
La formación de escoria depende de muchas variables del proceso, tales como la velocidad de recorrido de la antorcha, la distancia de separación, el amperaje, el voltaje y el estado de los consumibles. También se ve afectada por variables de los materiales tales como el grosor y el tipo de material, el grado, la composición química, la condición de la superficie, la planicidad e incluso los cambios de temperatura en el material a medida que se corta. Sin embargo, las tres variables más importantes a tener en cuenta en la formación de escoria son la velocidad de corte, el amperaje, y la distancia de separación.
Escoria de baja velocidad
Si la velocidad de corte es demasiado baja, el chorro de plasma comienza a buscar más material para cortar. La columna del arco crece en diámetro, ampliando la sangría hasta el punto en que la parte a alta velocidad del chorro de plasma ya no expulsa el material fundido desde el corte. Como resultado, este metal fundido comienza a acumularse a lo largo del borde inferior de la placa en una forma globular espesa. A esto se le llama escoria de baja velocidad. A velocidades extremadamente bajas, el arco se extingue porque no hay suficiente metal para sostener un arco transferido. Aumentar el amperaje o disminuir la separación (manteniendo el espesor de material y la velocidad constantes) tienen un efecto similar en el corte, ralentizan la velocidad de corte. Ambos cambios causan que una mayor cantidad de energía del chorro de plasma entre en contacto con un área dada del material en un período determinado de tiempo. El exceso de amperaje o una poca separación también pueden causar escoria de baja velocidad. (Es normal que se dé cierta cantidad de escoria de baja velocidad en las esquinas de un corte de plasma, ya que la velocidad no es constante durante un giro brusco).
Para eliminar la escoria de baja velocidad:
- Aumente la velocidad de corte en incrementos de 5 pulg/min
- Aumente la separación en incrementos de 1/16 o incrementos de 5 voltios
- Disminuya el amperaje en incrementos de 10 A
- Si ninguna de estas medidas mejoran el corte, considere un tamaño más pequeño de boquilla
Escoria de alta velocidad
Si la velocidad de corte es demasiado rápida, el arco comenzará a retrasarse hacia atrás en la sangría dejando un pequeño reborde duro de material sin cortar o escoria acumulada a lo largo del fondo de la placa. Esta escoria de alta velocidad es más tenaz y por lo general requiere un maquinado extenso para retirarla. A velocidades extremadamente altas, el arco se vuelve inestable y comienza a oscilar hacia arriba y abajo en la sangría causando una cola de gallo de chispas y material fundido. A estas velocidades puede que el arco no logre penetrar en el metal o se extinga.
Una gran separación o un amperaje bajo (para un espesor de material y velocidad de corte dados) también pueden causar escoria de alta velocidad, ya que estos dos cambios provocan una reducción en la energía del chorro de plasma.
Para eliminar la escoria de alta velocidad:
- Verifique la boquilla primero por si presenta señales de desgaste (ranurado, orificio de gran tamaño o elíptico)
- Disminuya la velocidad de corte en incrementos de 5 pulg/min
- Disminuya la separación en incrementos de 1/16 o incrementos de 5 voltios
- Aumente el amperaje (pero no exceda el 95% de la calificación del orificio de la boquilla)
Salpicaduras de escoria por encima
Las salpicaduras por encima son una acumulación de metal solidificado que salpica a lo largo de la parte superior de la pieza cortada. Por lo general, son muy fáciles de quitar. Suelen ser causadas por una boquilla desgastada, velocidad de corte excesiva o una gran separación. Es causada por el flujo turbulento del chorro de plasma, que en un ángulo de ataque determinado arroja material fundido en frente de la sangría en lugar de arrojarlo hacia abajo a través de ella.
Para eliminar las salpicaduras de escoria por encima:
- Verifique la boquilla por si presenta señales de desgaste
- Disminuya la velocidad de corte en incrementos de 5 pulg/min
- Disminuya la separación en incrementos de 1/16 o incrementos de 5 voltios
Cómo la velocidad de corte afecta la calidad de corte
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Velocidad de corte perfecta
Velocidad de corte demasiado alta
Velocidad de corte demasiado baja |
Espacio sin escoria
Entre los extremos de escoria de alta y baja velocidad hay un espacio de corte libre de escoria o con poca escoria. Encontrar este espacio es la clave para minimizar la necesidad de realizar operaciones secundarias en las piezas cortadas por plasma.
Este espacio varía al usar gas plasma: Por ejemplo, los gases nitrógeno y plasma aire tienen un espacio libre de escoria relativamente estrecho en acero al carbono, mientras que el plasma oxígeno tiene un espacio libre de escoria más amplio. (El gas plasma oxígeno reacciona con el acero al carbono para producir salpicaduras de metal fundido más finas, cada gotita tiene una menor tensión superficial. Estas salpicaduras fundidas son más fácilmente expulsadas de la sangría).
El espacio libre de escoria también se ve afectado por el tipo de material. Por ejemplo, los aceros laminados en frío se cortan de forma más limpia que los aceros laminados en caliente y los aceros decapados se cortan de forma más limpia que los que no lo están.
Para determinar la velocidad de corte óptima:
- Método 1: realizar una serie de cortes de prueba a diferentes velocidades de corte y elegir la velocidad que produzca el corte más limpio. Las líneas de retraso (pequeños surcos en la superficie del corte) son un buen indicador de la velocidad de corte. Las velocidades de corte lentas producen líneas de retraso verticales que son perpendiculares a la horizontal de la placa. Las velocidades de corte rápidas hacen líneas de retraso inclinadas en forma de S que van paralelas a la placa a lo largo del borde inferior. Mediante la inspección de las líneas de retraso, el operador puede determinar si necesita aumentar o disminuir la velocidad para encontrar el espacio libre de escoria. Muchos operadores tienden a reducir la velocidad de la máquina ante la primera aparición de escoria, pero a menudo es necesario aumentar la velocidad.
- Método 2: ver el arco (a través del lente de soldadura apropiado) durante el corte y cambiar dinámicamente la velocidad para producir las características óptimas para el arco. Para hacerlo, observe el ángulo del arco mientras sale por la parte inferior de la pieza a cortar. Si está cortando con gas plasma aire, el arco debe ser vertical a medida que sale por la parte inferior del corte. Con nitrógeno o argón/hidrógeno, un arco ligeramente rezagado es lo mejor y con gas plasma oxígeno, la mejor velocidad de corte es la que le da un arco ligeramente adelantado.