El plasma

 Articulo tomado de la revista Canadian Metalworking News.

El plasma que gran ventaja, poco equipo, fácil de uso y de transportar y, para los soldadores de la vieja escuela nos hace ver lo que avanza la tecnología y como se pone a nuestro alcance.

El ranurado por arco de plasma gana terreno

·         Por Harry Mellott y Rob Colman 

 

A menudo, se utiliza el mismo soplete de plasma tanto para ranurado como para corte. Son los consumibles los que son diferentes. Imágenes: Hypertherm Inc.

La popularidad del ranurado por arco de plasma ha crecido recientemente como un reemplazo potencial del ranurado por arco de carbono. Los principales impulsores de este cambio tecnológico son los beneficios ambientales y la mejora de la seguridad.

Los sistemas de corte por plasma con capacidad de ranurado se comercializan desde hace más de 20 años. Inicialmente, las aplicaciones populares incluían eliminar las soldaduras por puntos y las soldaduras dañadas, eliminar el metal no deseado de piezas como las almohadillas elevadoras y las piezas fundidas, así como eliminar las grietas en las piezas de metal dañadas para repararlas.

Las aplicaciones se han extendido a la eliminación de superficies duras y al backgouging. Muchas empresas buscan automatizar estas aplicaciones de ranurado por arco de plasma para aumentar la productividad y mejorar la seguridad, pero también para poder obtener formas de ranurado consistentes que favorezcan la soldadura automatizada.

Aquí examinamos el atractivo del proceso y los factores clave para que su proceso de ranurado por arco de plasma sea un éxito.

Comparación de ranurado por plasma y carbono

El ranurado por arco de carbón y aire utiliza un electrodo de grafito de carbón, un portaelectrodos y una fuente de poder de alto amperaje (a menudo una fuente de poder de soldadura más antigua reutilizada para el trabajo). Se utiliza aire a alta presión para expulsar el metal fundido en el proceso.

El uso de un electrodo o varilla de carbono, por definición, significa que el carbono se incrustará y fusionará inevitablemente con el metal base. Antes de que se apliquen soldaduras en la pieza, primero se debe eliminar el carbón. El pulido requerido para preparar la superficie tiende a ser extenso, pero sin él, corre el riesgo de porosidad y debilitamiento de la soldadura.

El desgarro con plasma, por el contrario, implica solo un arco de plasma, por lo que no hay riesgo de depósitos de carbón. Si está realizando un desbaste manual con un soplete de plasma de mano, aún puede ser necesario pulir las ondulaciones creadas en el proceso, pero ese pulido debe ser relativamente ligero en comparación.

Una belleza del desgarro por arco de carbono en el aire, y la razón por la que sigue siendo popular entre algunos, es la previsibilidad. Puede elegir el diámetro y la forma de la varilla, redonda o plana, y predecir que el ancho de la ranura será aproximadamente 1/16 de pulgada más ancha que la varilla. La profundidad de la ranura está determinada principalmente por el amperaje y la velocidad de alimentación de la varilla. Dependiendo de su elección de diámetro y forma de varilla, simplemente ajuste el amperaje de su máquina según lo recomendado por el fabricante de la varilla.

Con el plasma, varias variables adicionales determinan la forma del surco. De manera similar al arco de carbón de aire, la salida de amperaje y la velocidad en el proceso de plasma afectan la ranura. Cuanto mayor sea el amperaje, más ancha y profunda será la ranura, así como la velocidad a la que se puede eliminar el metal o la soldadura no deseados.

El ángulo de la antorcha y la distancia desde la antorcha a la pieza de trabajo tienen un efecto sobre la forma de la ranura y las tasas de extracción de metal.

El ángulo de la antorcha y la distancia desde la antorcha a la pieza de trabajo también tienen un efecto sobre la forma de la ranura y las tasas de extracción de metal. Por ejemplo, aumentar la separación de la antorcha aumentará el ancho de la ranura y disminuirá la profundidad, ya que permite que el arco se extienda, mientras que la reducción de la separación de la antorcha disminuirá el ancho y aumentará la profundidad. Aumentar el ángulo de la antorcha (más vertical) disminuirá el ancho y aumentará la profundidad; a la inversa, disminuir el ángulo de la antorcha (menos vertical) aumentará el ancho y disminuirá la profundidad.

El ángulo de la antorcha de plasma a la pieza de trabajo también afectará la forma de la gubia. Cuando la antorcha se aleja de la placa o la soldadura, el arco está menos enfocado, lo que permite que el ancho del arco se extienda más, creando una ranura en forma de U en lugar de una forma de V. Si está haciendo un backgouge y la forma de la ranura es demasiado profunda, puede ser muy difícil colocar una amoladora en la ranura para preparar la superficie. También puede ser un desafío obtener una soldadura de penetración completa en una ranura en forma de V debido a los ángulos inclinados incluidos y el radio inferior poco profundo. La ranura ideal tiene una profundidad y una altura aproximadamente iguales y un bonito radio de fondo redondo. El riesgo de porosidad se reduce en gran medida con esta forma de ranura.

Otra variable con el desbaste por plasma es el gas que elija. El aire comprimido o embotellado ofrece el costo de operación más bajo, pero en última instancia, la decisión dependerá del tipo de material base con el que esté trabajando. Otros gases de plasma podrían ser más aconsejables; por ejemplo, una mezcla de gas argón / hidrógeno es útil para crear ranuras limpias y brillantes en aluminio y acero inoxidable.

Consumibles para ranurado por plasma

A menudo, se utiliza el mismo soplete de plasma tanto para ranurado como para corte. Son los consumibles los que son diferentes. Hay consumibles específicos para el ranurado, por lo que deberá elegir los adecuados para el trabajo. Por ejemplo, en comparación con la boquilla de corte por plasma, la boquilla de ranurado tiene un orificio más grande, por lo que el arco puede extenderse para crear una ranura poco profunda. No estás tratando de cortar el plato.

Otro consumible utilizado específicamente para el proceso de ranurado es el protector de ranurado. El diseño del escudo de ranurado redirige parte del flujo de gas alrededor del arco para usarlo para expulsar el metal fundido del proceso de ranurado.

Técnicas de ranurado con plasma

Gubia manual. El ranurado manual con un arco de plasma requiere una buena cantidad de técnica. Cuando considera los requisitos de ángulo, velocidad de desplazamiento y separación, es muy parecido a colocar un cordón de soldadura de calidad. Si tiene que quitar mucha soldadura o metal no deseado, la técnica es generalmente hacer una sola pasada recta. Si no quita todo en esa primera pasada, entonces es común hacer pasadas adicionales o usar una técnica de tejido, moviendo la antorcha de izquierda a derecha a medida que avanza en la pasada, barriendo el material fundido fuera de su camino. Este proceso es lo que puede crear el efecto dominó mencionado en la primera sección de este artículo. Es posible que sea necesario pulir ligeramente hasta que se sienta más cómodo con el proceso.

Ranurado mecanizado por plasma. Fabricantes como Hypertherm están ocupados desarrollando formas de hacer que el ranurado mecanizado por plasma sea más efectivo y más fácil de configurar y operar para obtener resultados repetibles. Un controlador de altura de la antorcha que mantiene una distancia constante de la antorcha al trabajo en una placa despareja o desviada, por ejemplo, asegura que el perfil de la ranura sea consistente de principio a fin. Cuando se combina con tractores que han sido diseñados para corte por plasma y ranurado, que pueden viajar a velocidades óptimas y proporcionar oscilación de la antorcha, se pueden producir perfiles de ranuras más grandes con alta calidad.

EPI para ranurado seguro

Aumentar el distanciamiento de la antorcha aumentará el ancho de la ranura y disminuirá la profundidad ya que permite que el arco se extienda, mientras que disminuir el distanciamiento de la antorcha disminuirá el ancho y aumentará la profundidad.

Seguridad primero. Con cualquier proceso de plasma, use el equipo de protección personal adecuado para el trabajo. Verifique el tono de la lente en su casco para confirmar que sea un tono 12. Dado que el arco de plasma es más visible al hacer ranuras, se requiere un tono de lente más alto.

Proteja sus oídos. El ranurado por arco de carbono es extremadamente ruidoso, que es otra razón por la que las tiendas están buscando alternativas. La combinación del flujo de gas a alta presión y los repetidos golpes de arco lo hace muy ruidoso. El desgarro por plasma es ruidoso, pero menos que el arco de carbono. Verifique su protección auditiva y asegúrese de que cumpla con los requisitos de las regulaciones locales y de que su exposición diaria al ruido no exceda los niveles aceptables.

Protege tu piel. Ya sea que esté excavando con un soplete de mano o con un ranurado mecanizado, es importante usar la ropa adecuada y protección para la piel. A diferencia del corte por plasma, donde la mayor parte del arco de plasma está debajo del metal, el arco de ranurado es completamente visible ya que está por encima del metal. Como resultado, la exposición a la luz ultravioleta y las chispas puede ser peligrosa. La clave es elegir la ropa ignífuga adecuada y asegurarse de que toda la piel expuesta esté cubierta.

Limpia el aire. La extracción de humos es fundamental para garantizar su seguridad. Extraiga los humos con un equipo de extracción de humos que sea adecuado para aplicaciones de ranurado y use un respirador. Asegúrese de seguir todas las regulaciones locales cuando se trata de métodos de mitigación y extracción de humos, así como otras formas de precauciones de seguridad mencionadas anteriormente.

Hay una variedad de opciones de ranurado tanto térmicas como mecánicas disponibles para los fabricantes. Los métodos térmicos como el arco de aire, carbón y plasma son de hecho los más comunes, y el tiempo dirá si el ranurado por arco de plasma se convierte en el método más deseado para eliminar metales y soldaduras no deseados.

A medida que cambian las regulaciones y los requisitos del cliente, también deben cambiar los fabricantes en el desarrollo de mejores sistemas de ranurado manual y mecanizado por plasma que no solo cumplan con los requisitos de diseño y producción del cliente en términos de forma de ranura, calidad de borde y tasas de remoción, sino que también mejoren la seguridad en el lugar de trabajo para los operadores. como los que trabajan en áreas donde se realiza ranurado.

Se puede contactar al editor Robert Colman en rcolman@canadianfabweld.com. El colaborador Harry Mellott es gerente de proyectos de Hypertherm Inc., 21 Great Hollow Rd., Hanover, NH 03766, 603-643-3441 , www.hypertherm.com .

Consejos de ranurado para obtener mejores resultados

• Se encuentran disponibles varias opciones de boquillas de ranurado y protectores según el sistema que esté utilizando y cuán agresivo o preciso debe ser su trabajo de ranurado. Asegúrese de verificar las especificaciones antes de comenzar su trabajo.
• Algunas máquinas de plasma también tienen un modo de gubia. Cuando este modo está activado, se reduce la presión del gas. El ranurado no requiere tanta presión como el corte.
• Al desbastar, querrás soplar el metal fundido fuera de la gubia, pero no querrás soplar el metal demasiado lejos del área de trabajo. Puede interferir con otros procesos en el taller. Esto se considera otra ventaja del plasma en comparación con el arco de carbono. El arco de carbón requiere mucho aire para ser efectivo y lanza chispas más lejos. El arco de carbono también crea una chispa de metal más globular, lo que significa que cuando esas chispas aterrizan, tienen una masa mayor y tienden a arder por más tiempo.

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El ranurado por arco de plasma gana terreno

·         Por Harry Mellott y Rob Colman 

 

A menudo, se utiliza el mismo soplete de plasma tanto para ranurado como para corte. Son los consumibles los que son diferentes. Imágenes: Hypertherm Inc.

La popularidad del ranurado por arco de plasma ha crecido recientemente como un reemplazo potencial del ranurado por arco de carbono. Los principales impulsores de este cambio tecnológico son los beneficios ambientales y la mejora de la seguridad.

Los sistemas de corte por plasma con capacidad de ranurado se comercializan desde hace más de 20 años. Inicialmente, las aplicaciones populares incluían eliminar las soldaduras por puntos y las soldaduras dañadas, eliminar el metal no deseado de piezas como las almohadillas elevadoras y las piezas fundidas, así como eliminar las grietas en las piezas de metal dañadas para repararlas.

Las aplicaciones se han extendido a la eliminación de superficies duras y al backgouging. Muchas empresas buscan automatizar estas aplicaciones de ranurado por arco de plasma para aumentar la productividad y mejorar la seguridad, pero también para poder obtener formas de ranurado consistentes que favorezcan la soldadura automatizada.

Aquí examinamos el atractivo del proceso y los factores clave para que su proceso de ranurado por arco de plasma sea un éxito.

 

Comparación de ranurado por plasma y carbono

El ranurado por arco de carbón y aire utiliza un electrodo de grafito de carbón, un portaelectrodos y una fuente de poder de alto amperaje (a menudo una fuente de poder de soldadura más antigua reutilizada para el trabajo). Se utiliza aire a alta presión para expulsar el metal fundido en el proceso.

El uso de un electrodo o varilla de carbono, por definición, significa que el carbono se incrustará y fusionará inevitablemente con el metal base. Antes de que se apliquen soldaduras en la pieza, primero se debe eliminar el carbón. El pulido requerido para preparar la superficie tiende a ser extenso, pero sin él, corre el riesgo de porosidad y debilitamiento de la soldadura.

El desgarro con plasma, por el contrario, implica solo un arco de plasma, por lo que no hay riesgo de depósitos de carbón. Si está realizando un desbaste manual con un soplete de plasma de mano, aún puede ser necesario pulir las ondulaciones creadas en el proceso, pero ese pulido debe ser relativamente ligero en comparación.

Una belleza del desgarro por arco de carbono en el aire, y la razón por la que sigue siendo popular entre algunos, es la previsibilidad. Puede elegir el diámetro y la forma de la varilla, redonda o plana, y predecir que el ancho de la ranura será aproximadamente 1/16 de pulgada más ancha que la varilla. La profundidad de la ranura está determinada principalmente por el amperaje y la velocidad de alimentación de la varilla. Dependiendo de su elección de diámetro y forma de varilla, simplemente ajuste el amperaje de su máquina según lo recomendado por el fabricante de la varilla.

Con el plasma, varias variables adicionales determinan la forma del surco. De manera similar al arco de carbón de aire, la salida de amperaje y la velocidad en el proceso de plasma afectan la ranura. Cuanto mayor sea el amperaje, más ancha y profunda será la ranura, así como la velocidad a la que se puede eliminar el metal o la soldadura no deseados.

El ángulo de la antorcha y la distancia desde la antorcha a la pieza de trabajo tienen un efecto sobre la forma de la ranura y las tasas de extracción de metal.

El ángulo de la antorcha y la distancia desde la antorcha a la pieza de trabajo también tienen un efecto sobre la forma de la ranura y las tasas de extracción de metal. Por ejemplo, aumentar la separación de la antorcha aumentará el ancho de la ranura y disminuirá la profundidad, ya que permite que el arco se extienda, mientras que la reducción de la separación de la antorcha disminuirá el ancho y aumentará la profundidad. Aumentar el ángulo de la antorcha (más vertical) disminuirá el ancho y aumentará la profundidad; a la inversa, disminuir el ángulo de la antorcha (menos vertical) aumentará el ancho y disminuirá la profundidad.

El ángulo de la antorcha de plasma a la pieza de trabajo también afectará la forma de la gubia. Cuando la antorcha se aleja de la placa o la soldadura, el arco está menos enfocado, lo que permite que el ancho del arco se extienda más, creando una ranura en forma de U en lugar de una forma de V. Si está haciendo un backgouge y la forma de la ranura es demasiado profunda, puede ser muy difícil colocar una amoladora en la ranura para preparar la superficie. También puede ser un desafío obtener una soldadura de penetración completa en una ranura en forma de V debido a los ángulos inclinados incluidos y el radio inferior poco profundo. La ranura ideal tiene una profundidad y una altura aproximadamente iguales y un bonito radio de fondo redondo. El riesgo de porosidad se reduce en gran medida con esta forma de ranura.

Otra variable con el desbaste por plasma es el gas que elija. El aire comprimido o embotellado ofrece el costo de operación más bajo, pero en última instancia, la decisión dependerá del tipo de material base con el que esté trabajando. Otros gases de plasma podrían ser más aconsejables; por ejemplo, una mezcla de gas argón / hidrógeno es útil para crear ranuras limpias y brillantes en aluminio y acero inoxidable.

Consumibles para ranurado por plasma

A menudo, se utiliza el mismo soplete de plasma tanto para ranurado como para corte. Son los consumibles los que son diferentes. Hay consumibles específicos para el ranurado, por lo que deberá elegir los adecuados para el trabajo. Por ejemplo, en comparación con la boquilla de corte por plasma, la boquilla de ranurado tiene un orificio más grande, por lo que el arco puede extenderse para crear una ranura poco profunda. No estás tratando de cortar el plato.

Otro consumible utilizado específicamente para el proceso de ranurado es el protector de ranurado. El diseño del escudo de ranurado redirige parte del flujo de gas alrededor del arco para usarlo para expulsar el metal fundido del proceso de ranurado.

Técnicas de ranurado con plasma

Gubia manual. El ranurado manual con un arco de plasma requiere una buena cantidad de técnica. Cuando considera los requisitos de ángulo, velocidad de desplazamiento y separación, es muy parecido a colocar un cordón de soldadura de calidad. Si tiene que quitar mucha soldadura o metal no deseado, la técnica es generalmente hacer una sola pasada recta. Si no quita todo en esa primera pasada, entonces es común hacer pasadas adicionales o usar una técnica de tejido, moviendo la antorcha de izquierda a derecha a medida que avanza en la pasada, barriendo el material fundido fuera de su camino. Este proceso es lo que puede crear el efecto dominó mencionado en la primera sección de este artículo. Es posible que sea necesario pulir ligeramente hasta que se sienta más cómodo con el proceso.

Ranurado mecanizado por plasma. Fabricantes como Hypertherm están ocupados desarrollando formas de hacer que el ranurado mecanizado por plasma sea más efectivo y más fácil de configurar y operar para obtener resultados repetibles. Un controlador de altura de la antorcha que mantiene una distancia constante de la antorcha al trabajo en una placa despareja o desviada, por ejemplo, asegura que el perfil de la ranura sea consistente de principio a fin. Cuando se combina con tractores que han sido diseñados para corte por plasma y ranurado, que pueden viajar a velocidades óptimas y proporcionar oscilación de la antorcha, se pueden producir perfiles de ranuras más grandes con alta calidad.

EPI para ranurado seguro

Aumentar el distanciamiento de la antorcha aumentará el ancho de la ranura y disminuirá la profundidad ya que permite que el arco se extienda, mientras que disminuir el distanciamiento de la antorcha disminuirá el ancho y aumentará la profundidad.

Seguridad primero. Con cualquier proceso de plasma, use el equipo de protección personal adecuado para el trabajo. Verifique el tono de la lente en su casco para confirmar que sea un tono 12. Dado que el arco de plasma es más visible al hacer ranuras, se requiere un tono de lente más alto.

Proteja sus oídos. El ranurado por arco de carbono es extremadamente ruidoso, que es otra razón por la que las tiendas están buscando alternativas. La combinación del flujo de gas a alta presión y los repetidos golpes de arco lo hace muy ruidoso. El desgarro por plasma es ruidoso, pero menos que el arco de carbono. Verifique su protección auditiva y asegúrese de que cumpla con los requisitos de las regulaciones locales y de que su exposición diaria al ruido no exceda los niveles aceptables.

Protege tu piel. Ya sea que esté excavando con un soplete de mano o con un ranurado mecanizado, es importante usar la ropa adecuada y protección para la piel. A diferencia del corte por plasma, donde la mayor parte del arco de plasma está debajo del metal, el arco de ranurado es completamente visible ya que está por encima del metal. Como resultado, la exposición a la luz ultravioleta y las chispas puede ser peligrosa. La clave es elegir la ropa ignífuga adecuada y asegurarse de que toda la piel expuesta esté cubierta.

Limpia el aire. La extracción de humos es fundamental para garantizar su seguridad. Extraiga los humos con un equipo de extracción de humos que sea adecuado para aplicaciones de ranurado y use un respirador. Asegúrese de seguir todas las regulaciones locales cuando se trata de métodos de mitigación y extracción de humos, así como otras formas de precauciones de seguridad mencionadas anteriormente.

Hay una variedad de opciones de ranurado tanto térmicas como mecánicas disponibles para los fabricantes. Los métodos térmicos como el arco de aire, carbón y plasma son de hecho los más comunes, y el tiempo dirá si el ranurado por arco de plasma se convierte en el método más deseado para eliminar metales y soldaduras no deseados.

A medida que cambian las regulaciones y los requisitos del cliente, también deben cambiar los fabricantes en el desarrollo de mejores sistemas de ranurado manual y mecanizado por plasma que no solo cumplan con los requisitos de diseño y producción del cliente en términos de forma de ranura, calidad de borde y tasas de remoción, sino que también mejoren la seguridad en el lugar de trabajo para los operadores. como los que trabajan en áreas donde se realiza ranurado.

Se puede contactar al editor Robert Colman en rcolman@canadianfabweld.com. El colaborador Harry Mellott es gerente de proyectos de Hypertherm Inc., 21 Great Hollow Rd., Hanover, NH 03766, 603-643-3441 , www.hypertherm.com .

Consejos de ranurado para obtener mejores resultados

• Se encuentran disponibles varias opciones de boquillas de ranurado y protectores según el sistema que esté utilizando y cuán agresivo o preciso debe ser su trabajo de ranurado. Asegúrese de verificar las especificaciones antes de comenzar su trabajo.
• Algunas máquinas de plasma también tienen un modo de gubia. Cuando este modo está activado, se reduce la presión del gas. El ranurado no requiere tanta presión como el corte.
• Al desbastar, querrás soplar el metal fundido fuera de la gubia, pero no querrás soplar el metal demasiado lejos del área de trabajo. Puede interferir con otros procesos en el taller. Esto se considera otra ventaja del plasma en comparación con el arco de carbono. El arco de carbón requiere mucho aire para ser efectivo y lanza chispas más lejos. El arco de carbono también crea una chispa de metal más globular, lo que significa que cuando esas chispas aterrizan, tienen una masa mayor y tienden a arder por más tiempo.