Muitas oficinas de fabricação gastam muito dinheiro e tempo pulverizando, cinzelando e jateando com areia peças que foram cortadas na máquina de plasma para remover a escória. Com tantas variáveis na equação da qualidade de corte, como um operador de tocha a plasma começa a resolver um problema de escória? Controlando as variáveis críticas do processo, o operador pode minimizar ou eliminar a escória e os custos associados de operações secundárias.
A escória é o metal derretido oxidado ressolidificado que não é totalmente ejetado do kerf durante o corte. Esse é o problema de qualidade de corte mais comum no corte a plasma. A escória pode se formar como um acúmulo espesso, em forma de bolhas, ao longo da borda inferior da chapa (escória de baixa velocidade), um pequeno filete endurecido de material não cortado (escória de alta velocidade) ou um revestimento ao longo da superfície superior da chapa (respingo superior).
A formação de escória depende de muitas variáveis do processo, incluindo a velocidade de movimentação da tocha, a distância do separador, a corrente, a tensão e as condições do consumível. Ela também é afetada por variáveis do material, como sua espessura e tipo, grau, composição química, condição da superfície, planura e mesmo mudanças de temperatura do material durante o corte. Porém, as três principais variáveis a serem consideradas na formação de escória são a velocidade de corte, a corrente e a distância do separador.
Escória de baixa velocidade
Se a velocidade de corte for muito baixa, o plasma começará a procurar por mais material para cortar. A coluna do arco aumenta em diâmetro, ampliando o kerf até um ponto no qual a porção de alta velocidade do jato de plasma não ejeta mais o material derretido do corte. O resultado é que este material derretido começa a se acumular ao longo da borda inferior da chapa com uma forma globular espessa. Isso é chamado de escória de baixa velocidade. Em velocidades extremamente baixas, o arco se extingue porque não há metal suficiente para sustentar o arco transferido. Aumentar a corrente ou diminuir a distância do separador (mantendo a espessura do material e a velocidade constantes) tem efeito similar a desacelerar a velocidade de corte. Ambas as alterações fazem com que mais energia do jato de plasma entre em contato com certa área do material em determinado momento. Corrente excessiva ou separador baixo também podem gerar escória de baixa velocidade. (É normal haver um pouco de escória de baixa velocidade nos cantos de um corte a plasma, pois a velocidade não permanece constante ao longo de uma curva acentuada.)
Para eliminar escória de baixa velocidade:
- Aumente a velocidade de corte em incrementos de 5 pol/min
- Aumente o separador em incrementos de 1/16 ou 5 volts
- Diminua a corrente em decrementos de 10 A
- Se nenhuma dessas medidas melhorar o corte, tente um bico com dimensões menores
Escória de alta velocidade
Se a velocidade de corte for muito rápida, o arco começará a regredir no kerf, deixando um pequeno filete endurecido de material não cortado ou uma escória de deslocamento ao longo da parte inferior da chapa. Esta escória de alta velocidade é mais resistente e normalmente exige usinagem mais intensa para ser removida. Em velocidades extremamente altas, o arco se torna instável e começa a oscilar verticalmente no kerf, gerando uma “cauda de galo” de fagulhas e material derretido. Nessas velocidades, o arco pode não conseguir penetrar o metal ou se extinguir.
Separador alto ou corrente baixa (para determinada espessura do material e velocidade de corte) também pode gerar escória de alta velocidade, pois essas duas alterações causam uma redução na energia do jato de plasma.
Para eliminar a escória de alta velocidade:
- Verifique primeiro se o bico apresenta sinais de desgaste (goivagem, orifício muito grande ou elíptico).
- Reduza a velocidade de corte em decrementos de 5 pol/min
- Reduza o separador em decrementos de 1/16 ou de 5 volts
- Aumente a corrente (mas não exceda a 95% da classificação nominal do orifício do bico)
Escória de respingo superior
O respingo superior é um acúmulo de metal ressolidificado que é pulverizado ao longo da parte superior da peça cortada. Normalmente, é muito fácil de ser retirado. A causa normalmente é um bico gasto, velocidade de corte excessiva ou um separador alto. É causado por um fluxo espiralado do jato de plasma, que em determinado ângulo de ataque expulsa o material derretido para a frente do kerf, em vez de empurrá-lo para baixo.
Para eliminar a escória de respingo superior:
- Verifique se o bico apresenta sinais de desgaste
- Reduza a velocidade de corte em decrementos de 5 pol/min
- Reduza o separador em decrementos de 1/16 ou de 5 volts
Como a velocidade de corte afeta a qualidade de corte
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A velocidade de corte está correta
A velocidade de corte está muito rápida
A velocidade de corte está muito lenta |
Janela isenta de escória
Entre os extremos da escória de alta e de baixa velocidade, há uma janela isenta de escória ou com mínima escória de corte. Encontrar esta janela é o segredo para minimizar a exigência de operações secundárias em peças cortadas a plasma.
A janela varia de acordo com o gás de plasma usado: Por exemplo, gases de plasma a nitrogênio e ar apresentam uma janela isenta de escória relativamente estreita para cortes em aço-carbono, ao passo que o plasma a oxigênio tem uma janela isenta de escória mais ampla nesse material. (O gás de plasma a oxigênio reage com o aço-carbono para produzir um spray de metal derretido mais fino. Cada gota tem uma tensão superficial mais baixa. Esse spray é ejetado com mais facilidade do kerf.)
A janela isenta de escória também é afetada pelo tipo de material. Por exemplo, aços laminados a frio são cortados com menos escória que os laminados a quente, e os aços decapados apresentam cortes mais limpos que os não decapados.
Para avaliar a velocidade de corte ideal:
- 1º método: faça uma série de cortes de teste em diversas velocidades de corte e escolha aquela que produzir o corte mais limpo. Linhas de defasagem (pequenos sulcos na superfície do corte) são uma boa indicação da velocidade de corte. Velocidades de corte lentas produzem linhas de defasagem verticais que são perpendiculares ao plano da chapa. Velocidades de corte rápidas produzem linhas de defasagem em forma de S inclinadas que ficam paralelas à chapa ao longo da borda inferior. Examinando essas linhas de defasagem, o operador pode determinar se é necessário aumentar ou diminuir a velocidade para encontrar a janela isenta de escória. Muitos operadores têm a tendência a desacelerar a máquina assim que surge a escória, mas muitas vezes é necessário aumentar a velocidade.
- 2º método: observe o arco (usando lentes de soldagens adequadas) durante o corte e altere dinamicamente a velocidade para gerar as características ideais do arco. Para isso, observe o ângulo do arco quando ele sai pela parte inferior da peça de trabalho. Se você estiver cortando com gás de plasma a ar, o arco deve ser vertical ao sair pelo lado inferior do corte. Com nitrogênio ou argônio/hidrogênio, um leve atraso no arco é melhor, e com gás de plasma a oxigênio, a melhor velocidade de corte é aquela que proporciona um arco levemente avançado.