El plasma es conocido como el cuarto estado de la materia. Si se añade energía a un gas, entra en estado de ionización, que le confiere características de conducción eléctrica y condición térmica muy altas. Hace más de 50 años, se detectó su potencial para cortar metales, lo que dio origen a la cortadora de plasma.
Se pensó que el gas en estado de plasma podía restringirse mediante un pequeño orificio (boquilla), lo que establece un arco en el electrodo, que acompaña a la boquilla (polo negativo) y el metal a cortar (polo positivo). De esta manera, se produce un arco con propiedades térmicas especiales, en las que pueden alcanzarse 30,000 °C en el centro. El gas de aporte ingresa a una presión específica y sirve para retirar el material fundido.
La principal aplicación de la cortadora de plasma se encuentra actualmente en los cortes metalicos mediante dos gases:
- Gas plasma utilizado para cortar.
- Gas de protección, que realiza una inertización ante la atmósfera.
Ahora bien, son dos las clasificaciones de los tipos de plasma.
Plasma por aplicación
Plasma estándar
Es un derivado del plasma manual y solo dispone del gas que realiza los cortes. Se trata de una aplicación muy limitada y poco utilizada, debido a que únicamente corta chapas de pequeño espesor.
Plasma dual
Consiste en la tecnología más utilizada. Usa un gas como plasma y otro que funciona como elemento protector, pero que puede ser el mismo gas de corte. Ofrece varias ventajas, como mejorar entre 10 y 15% la calidad y las velocidades de corte en ciertos metales, especialmente en acero al carbono. Presenta aplicaciones cruciales respecto a la calidad de corte en aluminio y acero inoxidable. Permite óptimas combinaciones entre plasmas de protección, de corte y gases de protección, lo que aumenta considerablemente la productividad.
Salidas de gas de una antorcha de plasma
Plasma bajo el agua
Se trata de una tecnología extendida y ampliamente usada en centros donde se requieren altas intensidades de corriente o entornos con problemas de ruido, luz, contaminantes e incluso efectos térmicos por el aporte de calor.
Aplicaciones especiales
Existen plasmas diseñados para puntos concretos, como las tecnologías diseñadas para cortes de alta definición o para entornos donde se requieren alta calidad por encima de otros criterios, por ejemplo, la productividad. En tales casos, es crucial la elección del gas. Deben combinarse las tecnologías, los consumibles y las fuentes de potencia para aprovechar al máximo las cortadoras de plasma en aplicaciones especiales.
Por tecnología o tipo de proceso:
Los plasmas se pueden clasificar según el gas de corte que los genera.
Plasma por aire
Consiste en un método de corte muy genérico. Es el más asequible, aunque su calidad es media o baja según la tecnología usada. Posee un inconveniente: el aporte de aire puede estar contaminado, por tal motivo, debe revisarse minuciosamente su proceso de introducción, para garantizar la ausencia de partículas de polvo, aceite y humedad.
Interior de cortadora de plasma
Si se omite, incrementará el gasto de consumibles, de modo que el ahorro en gases se perderá. Comúnmente, el aire se usa en acero al carbono. Pero tambien puede cortar aluminio y acero inoxidable.
Plasma por oxígeno
El oxígeno es el gas utilizado en una cortadora de plasma para acero al carbono. Es también el más conveniente para obtener trabajos de alta calidad. Al cortar, deja limpias las superficies, además deja mínimas rebabas y son pequeñas las angularidades de las superficies cortadas. Su campo de corte se limita a los 300 A, lo que implica cortes de 25 a 30 mm como máximo. También es usado para cortar cobre.
Plasma por nitrógeno
Al cortar acero al carbono con espesores de 30 mm, se necesita el nitrógeno. Aplica también para el acero inoxidable. Implica problemas de nitruración al usarlo para el acero al carbono en futuras soldaduras. En el caso de que el elemento a cortar necesite procesos posteriores, debe analizarse detenidamente la combinación de gases más conveniente.
En el caso del aluminio y el acero inoxidable, se recomienda el H35, que consiste en una mezcla al 35% de carbono e hidrógeno. Proporciona cortes de alta calidad, además es muy limpio y deja las superficies brillantes.
Algunos aspectos que deben considerar antes de elegir la clasificación y subclasificación adecuadas son:
- Calidad de corte.
- Niveles de productividad.
- Materiales a cortar.
- Aplicaciones del material cortado.
- Automatización del proceso, por ejemplo, implementación de un pantógrafo CNC.
- Niveles de seguridad requeridos.
- Impacto medio ambiental.
- Costos por material cortado.
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