Hay varios factores importantes que debe tener en cuenta antes de elegir la tecnología de corte adecuada. Principalmente esos son el tipo de material a cortar y su espesor. También es importante considerar los costos de adquisición y operación.

En el siguiente artículo, nos enfocamos en descripciones de diferentes tecnologías de corte y le proporcionamos su comparación.

Proceso de oxicorte

El proceso de oxicorte es el más antiguo y utilizado, adecuado para cortar acero al carbono, aceros de baja aleación y titanio, el proceso no es apto para cortar metales no ferrosos como aluminio, aceros inoxidables, aleaciones de níquel, latón o cobre. El grosor del material que se puede cortar varía de 3 mm a 300 mm con un equipo estándar; con un equipo especializado, el rango se puede aumentar a 3000 mm.

Los gases combustibles varían en rendimiento frente al costo, el acetileno produce la llama más caliente a 3160 ° C, otros gases incluyen, MAPP – 2976 ° C, propileno (GLP) – 2896 ° C, propano – 2828 ° C, gas natural – 2770 ° C. Las temperaturas más bajas del gas de corte se reflejan en tiempos de perforación más largos, tiempos de desplazamiento más lentos y zonas afectadas por el calor (ZAT) más grandes, antes de decidirse a usar un tipo de gas combustible, tenga en cuenta la relación de oxígeno a gas combustible utilizada para lograr el rendimiento de corte deseado. Además, el suministro de gas, el almacenamiento o los problemas de seguridad pueden influir en la elección. El proceso de corte se realiza utilizando una antorcha equipada con una boquilla de tamaño adecuado, el gas combustible y el oxígeno se alimentan a presión regulada en la antorcha, precalentando el material a una temperatura entre 700 ° C y 900 ° C el material debe ser brillante de color rojo pero no amarillo, esto se conoce como la temperatura de encendido, la introducción del chorro de oxígeno principal provoca una reacción exotérmica, el acero se oxida (escoria) y se sopla a través de la pieza de trabajo. Se recomienda el uso de un sistema CNC para lograr el acabado y la repetibilidad óptimos del perfil de corte, el material debe estar libre de grasa oxidada u otros contaminantes, siempre que sea possible; el tamaño correcto de la boquilla, las presiones del gas, la forma de la llama, la altura de la llama a la pieza de trabajo y la velocidad de desplazamiento de la antorcha deben ser revisados ​​y probados antes de la producción.

Los sistemas de corte mecanizados son adecuados para su uso en fabricación pesada, procesamiento de acero y astilleros. El corte y ranurado manual de oxicorte se utiliza en las industrias mencionadas con la adición de corte de chatarra, desmantelamiento de plantas de proceso y barcos.

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Proceso de corte por plasma

El proceso de corte por arco de plasma es el más versátil de los tres procesos en revisión, es adecuado para cortar todos los materiales eléctricamente conductores como los más comúnmente utilizados, aceros al carbono, aceros de baja aleación, aluminio, aceros inoxidables, aleaciones de níquel y cobre, en espesores variables desde 0,5 mm hasta más de 150 mm.

El corte por arco de plasma es más rápido que el oxicorte en una base similar de material / espesor, el arco de plasma tiene la ventaja de no reconocer espacios de aire, por lo que esto permite que los materiales se apilen, también, laminados, recubiertos por inmersión en caliente, electroplacas, material pintado, oxidado y muy escamado se puede cortar sin mayores problemas siempre que el material esté bien conectado a tierra.

El corte por arco de plasma requiere una fuente de alimentación de arco de plasma, una antorcha y un suministro de gas. Las fuentes de alimentación de arco de plasma más populares son entre 30 A y 800 A, tienen una antorcha que está conectada al suministro de gas, los sistemas se dividen en dos categorías principales, tipos de gas único o de gases múltiples. Los sistemas de un solo gas tienden a tener un costo de compra más bajo, pero aún brindan un acabado de corte aceptable para materiales como acero al carbono y aceros de baja aleación, los sistemas de múltiples gases más avanzados son adecuados para cortar todos los materiales conductores mediante el uso de los consumibles adecuados y combinaciones de gases. Los gases individuales utilizados son generalmente aire comprimido seco y limpio o nitrógeno. Los gases múltiples utilizados pueden ser combinaciones de aire comprimido, oxígeno, nitrógeno, argón e hidrógeno.

El arco de plasma se genera desde el interior de la antorcha, el gas a alta presión se fuerza a través de una boquilla con un orificio de diámetro pequeño, un arco eléctrico generado por la fuente de alimentación del arco de plasma pasa a través del flujo de gas a alta presión que produce el chorro de plasma donde la temperatura es de alrededor de 20.000 ° C, esta temperatura puede superarse mediante el uso de combinaciones de múltiples gases, el chorro de plasma atraviesa rápidamente el material donde se expulsa el metal fundido.

Similar a los sistemas CNC de oxicorte, el arco de plasma requiere parámetros establecidos para funcionar correctamente, corriente (amperaje), tipo / presión de gas, consumibles – tamaño de la boquilla / electrodo, antorcha a la altura de la pieza de trabajo, velocidad de desplazamiento de la antorcha, todos influyen en los resultados del producto final.

Los sistemas manuales de arco de plasma tienen una versatilidad adicional, su portabilidad permite su uso en una gama más amplia de sitios de trabajo, los sistemas se pueden usar en combinación con carros motorizados / CNC portátiles. Además, los sistemas manuales de arco de plasma se ven favorecidos por su capacidad de ranurado, eliminación de material rápida y rentable con un menor efecto de la entrada de calor.

Los sistemas de corte mecanizados son adecuados para su uso en astilleros, procesamiento de acero y fabricación ligera a pesada. El corte y ranurado manual por arco de plasma se utiliza en las industrias mencionadas con la adición de corte de chatarra, desmantelamiento de plantas de proceso y barcos.

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El láser puede cortar todo

El proceso de corte por láser es el más nuevo de los tres procesos en revisión, el corte por láser ha experimentado un desarrollo notable en la generación y entrega de rayos láser. El rayo láser utilizado en la industria del corte de metales ha pasado de ser un proceso en el que a principios de la década de 1970 se desarrolló un chorro de láser de oxígeno principalmente para cortar titanio para las industrias aeronáuticas. Desde entonces, los láseres de gas CO2 se han convertido en los sistemas más populares del mundo, un mayor desarrollo ha dado lugar al proceso de corte por láser de fibra, el proceso por láser de fibra es la forma más avanzada y actualmente se considera el mejor.

La potencia de corte por láser para metales ha aumentado enormemente con el tiempo, de 300 W para cortar acero al carbono de 1,0 mm a 20 000 W para cortar acero al carbono de 50 mm; se acepta que 12 000 W es la norma de gama alta para producir un corte de 25 mm de espesor en acero al carbono. De los tres procesos térmicos en revisión, el láser es el proceso más preciso, cortará material de micrones de espesor hacia arriba, cortará todos los metales, incluido el acero galvanizado por inmersión en caliente y electrochapado, aunque hay un espesor límite.

Cuando todos los parámetros están configurados correctamente, las piezas perfiladas requieren la menor cantidad de segundas operaciones, es decir, esmerilado o pulido. Todos los sistemas láser funcionan mejor en condiciones de taller limpias, la soldadura, el esmerilado y otros contaminantes transportados por el aire pueden afectar la calidad del corte y la longevidad del sistema, los materiales que se van a cortar deben estar limpios y libres de contaminantes de la superficie, pueden utilizarse “lociones o químicos para corte” para evitar la adhesión de micro salpicaduras.

El rayo láser se genera mediante uno de estos tres métodos: estado sólido, gas CO2 o fibra, los sistemas láser de fibra son los más avanzados, el rayo láser se transporta a la cabeza a través de una fibra, la ventaja aquí es que la longitud de la trayectoria del rayo permanece constante eliminando así el costoso tiempo de inactividad para restablecer y ajustar los dispositivos de transferencia de haz. Los gases utilizados en el corte por láser son oxígeno y nitrógeno. Cuando se corta acero al carbono con oxígeno como gas auxiliar, se produce una reacción exotérmica similar al proceso de oxicorte en el que el gas expulsa la escoria a través de la pieza de trabajo. El nitrógeno se utiliza para cortar aluminio, aceros inoxidables, aleaciones de níquel, titanio y cobre; el nitrógeno también se puede utilizar como gas auxiliar al cortar aceros al carbono y de baja aleación para producir un mejor acabado y minimizar las segundas operaciones.

Los sistemas de corte por láser requieren una inversión sustancial, para permitir un retorno más rápido de los desembolsos, los sistemas láser se pueden ejecutar en una base de “luces apagadas”, aquí es donde las unidades de producción altamente automatizadas operan totalmente sin personal durante la noche o con sólo una pequeña cantidad de personas presentes para cubrir fallos. Si bien los costos de energía pueden ser bastante altos, esto se compensa en parte por el bajo costo de los consumibles.

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Área de aplicación de las tecnologías de corte

Tablas de comparación entre corte plasma y oxicorte

Al observar las tablas y gráficos anteriores, a primera vista vemos que los costos totales por metro de material cortado son los más bajos al utilizar la tecnología de plasma. Pero también tenemos que considerar los costos de adquisición y operación.

Obtener el sistema de corte CNC con una fuente de alimentación de plasma cuesta aproximadamente 114.80 dólares, mientras que el sistema de corte CNC con una antorcha de oxicorte es de aproximadamente 55.10 dólares. Además, para recuperar la inversión inicial en el menor tiempo posible, es posible montar la máquina de corte CNC con antorchas adicionales (máx. 4 antorchas). Esto conduce a menores costos por metro de material cortado. Por lo tanto, se recomienda la tecnología de corte de oxicorte para cortar materiales gruesos.

Le recomendamos que vea la prueba de comparación de oxicorte versus plasma disponible en nuestro canal de YouTube.

Comparación de corte 25MS:    https://youtu.be/jpLtpvrfyl0
Comparación de corte 60MS:    https://youtu.be/ZtAgzuuKf4s

La prueba se grabó en el taller de Thermacut y ambas tecnologías de corte se compararon juntas mientras se cortaban espesores de acero templado de 25 mm y 60 mm.

Prueba n.º 1: material de espesor de 25 mm.

Izquierda: Antorcha de oxicorte EX-TRAFLAME®
Derecha: Antorcha Thermacut® adecuada para modelo Hypertherm® para sistema HPR®130 / 260XD

Descripción del video: La calidad de corte mediante el proceso con oxicorte es comparable a la de la tecnología de plasma. La principal ventaja de utilizar la tecnología de plasma es el tiempo total de un material cortado. Durante la prueba, se utilizó la gama de consumibles 260A.

Prueba n.º 2: material de espesor de 60 mm

Izquierda: Antorcha de oxicorte EX-TRAFLAME®
Derecha: Antorcha Thermacut® adecuada para modelo Hypertherm® para sistema HPR®130 / 260XD

Descripción del video: La calidad de corte utilizando el proceso de oxicorte de este grosor de material es excelente. El tiempo total de corte del material mediante corte por plasma es aún mucho más corto, pero la calidad del corte es peor, ya que se puede ver la escoria en la parte inferior del material. Durante la prueba, se utilizó la gama de consumibles 400A.

Gracias por leer el artículo. Si necesita más ayuda para elegir la tecnología de corte adecuada, no dude en contactarnos. Estamos a su entera disposición en la siguiente dirección de correo electrónico: info@thermacut.com.mx

Text:      Thermacut, k. s.,
Photo:   archive of Thermacut, k. s.