El corte por plasma es un método de mecanizado que utiliza el calor de un arco de plasma de alta temperatura para hacer que el metal en la pieza de trabajo cortada se derrita y se evapore parcialmente, y con el impulso del plasma de alta velocidad, el metal fundido se expulsa para formar un cortar.
Como se basa en reacciones de fusión en lugar de oxidación para cortar materiales, su rango de aplicación es mucho más amplio que el del oxicorte. Puede cortar prácticamente todos los metales, no metales, materiales multicapa y compuestos.
Los cortes son estrechos, con buena calidad superficial, rápida velocidad de corte y pueden alcanzar un espesor de 160 mm.
Además, debido a la alta temperatura y alta velocidad del arco de plasma, no se produce deformación al cortar láminas delgadas.
Especialmente al cortar acero inoxidable, aleaciones de titanio y materiales metálicos no ferrosos, se puede lograr una excelente calidad de corte.
Por lo tanto, el corte por plasma se utiliza ampliamente en industrias como la automotriz, recipientes a presión, maquinaria química, industria nuclear, maquinaria en general, maquinaria de construcción y estructuras de acero.
1. Principio de funcionamiento de la máquina de corte por plasma.
Un cortador de plasma ioniza gases mezclados a través de un arco eléctrico de alta frecuencia, lo que hace que algunos gases se "descompongan" o se ionicen en partículas atómicas básicas, generando así "plasma".
Cuando el arco incide sobre la pieza de trabajo, el gas a alta presión expulsa el plasma de la boquilla del soplete a una velocidad de salida de 800-1000 m/s (aproximadamente 3 Mach).
La temperatura de la columna de arco de plasma es extremadamente alta, alcanzando entre 10.000 °C y 30.000 °C, superando con creces el punto de fusión de todos los materiales metálicos o no metálicos.
Esto hace que la pieza cortada se derrita rápidamente y el metal fundido sea expulsado por la corriente de aire a alta presión expulsada.
Por tanto, se requiere de equipos de extracción de humos y eliminación de escorias. El corte por plasma combinado con diferentes gases de trabajo puede cortar varios metales que son difíciles de cortar con oxicorte, especialmente metales no ferrosos (acero inoxidable, aluminio, cobre, titanio, níquel) con mejores efectos de corte.
Sus principales ventajas son que al cortar materiales metálicos con un espesor no muy grueso, el corte por plasma es rápido, especialmente al cortar láminas delgadas de acero al carbono común, la velocidad puede alcanzar de 5 a 6 veces la del oxicorte con una superficie de corte lisa, mínima. deformación térmica y prácticamente sin zonas afectadas por el calor.
Con el desarrollo del corte por plasma, el gas de trabajo utilizado (el gas de trabajo es el medio conductor del arco de plasma y es el portador de calor y también expulsa el metal fundido del corte) tiene un efecto significativo en las características de corte del arco de plasma. . cortar. arco de plasma, así como calidad y velocidad de corte.
Los gases de trabajo del arco de plasma comúnmente utilizados incluyen argón, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, aire, vapor y ciertos gases mixtos.
2. Estándares para evaluar la calidad del corte por arco de plasma.
(1) Ancho de corte
Es una de las características más importantes para evaluar la calidad de funcionamiento de una cortadora y refleja el radio mínimo que la cortadora puede manejar. Se mide en su punto más ancho, y la mayoría de las cortadoras de plasma producen un ancho de corte de entre 0,15 y 6,0 mm.
Los factores que influyen incluyen: a. Los cortes excesivamente anchos no sólo cortan material de desecho, sino que también reducen la velocidad de corte y aumentan el consumo de energía. B. El ancho de corte está relacionado principalmente con la apertura de la boquilla y normalmente es entre un 10% y un 40% mayor. w.
A medida que aumenta el espesor de la ranura, a menudo se requiere una abertura de boquilla más grande, lo que a su vez ensancha la ranura. d. Un mayor ancho de corte puede provocar una mayor deformación de la pieza a cortar.
(2) Rugosidad de la superficie
Esto describe la apariencia de la superficie cortada y determina si se requiere procesamiento adicional después del corte. También es una medida del valor Ra a dos tercios de la profundidad de corte.
La rugosidad se debe principalmente a las vibraciones longitudinales provocadas por el flujo de aire de corte en la dirección de corte, lo que provoca ondulaciones en el corte.
El requisito general de rugosidad de la superficie después del corte con oxiacetileno es: Clase 1 Ra≤30μm, Clase 2 Ra≤50μm, Clase 3 Ra≤100μm.
El corte por arco de plasma normalmente produce un valor Ra más alto que el corte por llama, pero más pequeño que el corte por láser (menos de 50 μm).
(3) Cuadratura del filo
Este es otro parámetro importante que refleja la calidad del corte y está relacionado con el grado de mecanizado adicional requerido después del corte. Este índice suele estar representado por la verticalidad U o la tolerancia angular.
Para el corte por arco de plasma, el valor U está estrechamente relacionado con el espesor de la placa y los parámetros del proceso, generalmente U≤(1%~4%)δ (siendo δ el espesor de la placa).
(4) Ancho de la zona afectada por el calor
Esta métrica es crucial para aceros de baja aleación o aceros de aleación endurecibles o tratables térmicamente, ya que una zona amplia afectada por el calor puede alterar significativamente las propiedades de corte cercano.
El corte por arco de plasma de aire tiene un ancho de zona afectada por el calor de aproximadamente 0,3 mm, que puede ser más estrecho en el corte por arco de plasma submarino.
(5) Cantidad de escoria
Describe la cantidad de escoria oxidada o material recristalizado adherido al borde inferior del corte después del corte térmico. El grado de escoriación suele determinarse mediante inspección visual, que a menudo se describe como nula, leve, moderada o grave.
Además, deben existir requisitos específicos para la rectitud de corte, la fusión del borde superior y las muescas.
