¿Qué es el Corte por Plasma?

Las técnicas tradicionales de mecanizado emplean máquinas con herramientas afiladas, ya sea para cortar y/o dar forma al material o para eliminar el exceso del mismo. Los ejemplos van desde las fresadoras hasta los tornos y comprenden métodos de mecanizado por abrasión, así como mecanizado con y sin arranque de viruta.
Además de estas técnicas, también existen, sin embargo, otras técnicas no tradicionales en los que las operaciones de mecanizado no se realizan con herramientas afiladas, sino que involucran diversas formas de energía. Esa energía puede ser mecánica, térmica, electroquímica o química, por lo que los procesos que las utilizan reciben el mismo nombre.
Dado que en adelante veremos en DMyH algunos de estos procesos no convencionales de mecanizado, repasemos brevemente  en la siguiente tabla las características principales de estos procesos y sus aplicaciones de mayor importancia comercial.

Características-corte-por-plasma

En este artículo vamos a conocer una de las aplicaciones de los procesos térmicos que involucran una técnica de corte con arco eléctrico: el corte por plasma (PAC, por sus siglas en inglés), como así también las máquinas utilizadas para esa técnica.
El plasma es un conductor eléctrico gaseoso de alta densidad de energía, constituido por una mezcla de electrones libres, iones positivos, átomos disociados y moléculas de un gas, que se produce cuando un chorro de dicho gas inicialmente frío se calienta con un arco eléctrico y se hace pasar por un orificio estrecho para reducir su sección.
No solamente ciertas operaciones de corte utilizan plasma, sino también la soldadura, mediante el conocido proceso de soldadura por plasma.
El corte por plasma convencional (denominado plasma seco) usa un arco transferido, es decir, un arco que se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo. Al comienzo del proceso, cuando el gas aún no está ionizado, no es posible establecer el arco, por lo que se emplea un generador de alta frecuencia que produce un arco piloto entre el electrodo y la tobera. El arco piloto calienta el gas plasmágeno y lo ioniza. En este momento el arco piloto se apaga automáticamente y se estabiliza el arco plasma.
El diagrama básico del proceso que acabamos de exponer es el que vemos en la siguiente figura:

Corte-por-plasma

Como en todas las operaciones de mecanizado, la disponibilidad de máquinas para corte por plasma es sumamente amplia, desde las máquinas portátiles hasta las sofisticadas máquinas industriales con control CNC.
No obstante, independientemente del tamaño de la máquina, los componentes básicos son similares. Veamos cómo está compuesta una máquina de corte por plasma.

Componentes equipos plasma

1 – Cilindro de gas plasmágeno: toda operación de corte por plasma implica el uso de gases (denominados gases primarios) para crear el plasma. El circuito de gas está equipado con manómetro y regulador. Los gases más usados son aire, nitrógeno, argón con hidrógeno o una mezcla de estos. También es común el uso de los llamados gases secundarios, o agua, alrededor del chorro de plasma, que ayudan a confinar el arco y limpiar el canal de metal fundido para evitar la acumulación de escoria.
2 – Fuente de energía: generalmente es un transformador eléctrico de alimentación monofásica o trifásica, equipado con refrigeración, elevada tensión de vacío (100-400 V) e intensidad constante.
3 – Pieza de trabajo: el corte con plasma se emplea para cortar casi cualquier metal eléctricamente conductor. A menudo, los metales cortados mediante PAC incluyen aceros al carbono simple, acero inoxidable y aluminio, pero últimamente también se corta hierro, cobre, latón, bronce y titanio.
4 – Antorcha: es la pieza que realiza el corte y está equipada con mangueras para aire comprimido y electricidad y con una serie de elementos que veremos en detalle más abajo.

Equipo básico de corte por plasma
Si bien hay distintas técnicas de corte por plasma y, por consiguiente, distintos equipos que veremos en otro artículo, por ahora vamos a centrarnos en la descripción de un equipo portátil convencional, es decir, aquel donde el arco se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo.
El esquema de un equipo de esas características se detalla en la siguiente figura:

Equipo-portátil-de-corte-por-plasma

1 – Panel de control
2 – Panel de acceso
3 – Mangueras de la antorcha
4 – Regulador / filtro
5 – Montaje del filtro
6 – Montaje del cabezal de la antorcha:
7 – Electrodo (consumible): es de wolframio o circonio, en función del gas a utilizar; el de wolframio es puntiagudo (como el utilizado en soldadura TIG), mientras que el de circonio es plano con revestimiento de cobre.
8 – Difusor de gas
9 – Tobera (consumible): su función es la de forzar el arco y dirigir al chorro de plasma. La medida del orificio está directamente relacionada con el amperaje y su tamaño es mayor cuanto mayor es la corriente.
10 – Porta tobera
11 – Pinza de masa
En un próximo artículo vamos a describir con mayor profundidad los equipos utilizados para el corte por plasma, como así también algunas de sus características principales.