El corte con plasma exitoso depende de los consumibles

Echando una mirada más cercana a cinco componentes consumibles críticos de la antorcha

November 12, 2010

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Clayton Gould, product marketing manager of torch consumables at Hypertherm, Hanover, N.H., discusses the five hand-held plasma consumable components, how they work with one another to achieve a successful cut, and what operators should look for when evaluating whether consumables require replacing.

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Figure 1: Siempre ponga y cambie el electrodo y la boquilla al mismo tiempo. El cambiarlos de forma individual compromete la calidad del corte.

No es un secreto que los consumibles de la antorcha de plasma juegan un papel esencial en la obtención de un corte exitoso. Sin embargo, lo que puede no ser ampliamente conocido es la relación entre los componentes consumibles, y que hasta un solo componente defectuoso puede hacer que los demás sufran.

Clayton Gould, gerente de mercadeo de consumibles de antorcha en Hypertherm Inc., Hanover, N.H., discute el papel de los consumibles de la antorcha en una configuración de corte con plasma manual, describe qué señales buscar cuando el componente está fallando, y aconseja sobre cómo mantener su antorcha adecuadamente para asegurar que los consumibles funcionen como deben hacerlo.

¿Cuáles son los principales componentes consumibles en una antorcha de plasma, y cómo contribuye cada componente a un corte exitoso?

Para la mayoría de los sistemas de corte con plasma manuales, hay cinco componentes diferentes que componen los consumibles de la antorcha—la protección, la tapa de retención, la boquilla, el electrodo y el anillo difusor.

La protección protege al resto de los consumibles. Con el proceso de corte con plasma se tiende a tener una impresionante cantidad de chispas y metal fundido. El propósito de la protección es evitar que eso llegue a los consumibles internos. En algunos casos, la protección es una protección de arrastre, lo cual significa que permite al operador poner la antorcha directamente sobre el metal sin necesidad de un separador adicional. Eso es bueno, especialmente para cortadores inexpertos.

El siguiente es la tapa de retención. La función de la tapa de retención básicamente es cubrir y mantener junta la pila de consumibles.

La boquilla hace una de dos cosas. Primero, enfoca el arco de plasma. Mientras más grande sea el orificio, menos definido o más ancho es el arco. Las boquillas con un orificio ancho se usan en aplicaciones de acanalado, mientras que algunas tienen orificios muy pequeños que estrechan y enfocan el arco. Éstas se usan para corte detallado de características finas. Segundo, la boquilla ayuda a canalizar el flujo de gas, lo cual también ayuda a dar forma y estrechar el arco.

El electrodo lleva la corriente de la antorcha a la placa. Es una pieza delgada hecha de cobre o plata y contiene hafnio o tungsteno. Se ha encontrado que estos materiales son excelentes conductores de electricidad. La electricidad viene de la máquina hacia la antorcha y entra al bloque del cátodo, con el cual el electrodo está en contacto, y luego enfoca esa carga en el extremo del electrodo a través del inserto de hafnio/tungsteno el cual luego hace arco hacia la placa. La boquilla toma ese arco y realmente lo enfoca en una forma que corta metal, pero el electrodo lleva la corriente.

La boquilla tiende a ponerse muy caliente debido a que está justo en medio del gas supercalentado. Por lo que la parte trasera del electrodo tiene un dispositivo de enfriamiento fijo que ayuda a transferir el calor del electrodo.

Y finalmente, el anillo difusor canaliza el gas en un par de direcciones diferentes conforme éste llega de la máquina y hacia la antorcha. Primero, el gas va hacia adelante en forma de espiral alrededor del electrodo, alrededor del arco, atraviesa la boquilla y sale por la antorcha. La razón por la que el anillo necesita arremolinarse es porque éste le permite al gas, conforme éste sale por la boquilla, estar a temperaturas diferentes. El gas del enfriador viaja a lo largo del exterior—este gas está en contacto con la boquilla y evita que ésta se queme. Si no tiene el remolino allí, la mezcla de gas es inadecuada y podría quemar su boquilla. El otro propósito del anillo difusor es canalizar el gas hacia atrás y extraer el calor del electrodo.

¿Cuáles son las señales visuales de que uno de los cinco consumibles está desgastado o funcionando inadecuadamente?

Usted verá varias cosas. ¿Recuerda cuando mencioné que la boquilla estrecha el arco en el orificio? Conforme la boquilla se usa, el orificio se hace más grande y pierde su redondez. A pesar de que es enfriada por el gas que se arremolina a través de ésta, sigue muy caliente. Eventualmente el orificio se amplía y usted pierde ese arco reducido. La ranura, la cual es la anchura del metal que usted remueve durante el corte, se hace más y más ancha. Además, su velocidad de corte se vuelve lenta debido a que usted no tiene ese arco concentrado. Como resultado, usted no tiene tanto calor concentrado en un lugar; se dispersa.

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Figure 2: Recuerde que los consumibles sean acordes a la aplicación. El no hacerlo sólo acortará la vida de los consumibles y en algunos casos comprometerá la calidad de corte deseada.

Mucho de esto es causado por una boquilla desgastada. Si usted ve el extremo de la boquilla, y encuentra que el orificio es excepcionalmente grande o de forma ovalada, entonces sabe que es tiempo de cambiar la boquilla.

Conforme usa el electrodo, el hafnio/tungsteno se funde y pedazos de éste empiezan a saltar a través de la boquilla conforme usted corta. Esto desarrolla un hoyo al frente del electrodo. Una vez que la profundidad de ese hoyo es mayor a 1/32, es tiempo de cambiar el consumible. Si usted no cambia el electrodo y en lugar de esto lo hace funcionar hasta el modo de falla, lo cual significa que realmente no cortará más, usted realmente está quemando el cobre ahora debido a que no hay más hafnio. El arco se ve como un feo resplandor verde, en caso de que usted aún pueda cortar. Toda la parte superior del electrodo se quemará. Usted no desea nunca llegar a ese punto porque esto introduce una tremenda cantidad de calor a esa antorcha, el cual puede causar mucho daño.

Siempre le recomendamos que cambie juntos el electrodo y la boquilla (vea la Figura 1). De ese modo, cuando tire un nuevo juego de consumibles, tendrá el orificio perfecto y la profundidad de hoyo perfecta en todo momento. Si usted tiende sólo a cambiarlos individualmente, puede comprometer la calidad del corte. Puede poner un electrodo nuevo, pero si el orificio de su boquilla es más ancho de lo que debe ser, está renunciando a una parte del rendimiento.

Realmente nada deteriora al anillo difusor, aunque éste puede fracturarse como resultado de una caída o por el calentamiento y enfriamiento con el tiempo. Una vez que se fractura, no puede canalizar el gas en la forma en que debe hacerlo, por lo que es tiempo de cambiarlo. Por cada cinco a diez juegos de electrodos/boquillas usted debe cambiar el anillo difusor.

Con la tapa de retención, busque fracturas que pudieran originarse por caídas. La escoria acumulada en el extremo de la protección puede reducir el flujo de aire que sale de la protección. Asegúrese de evitar acumulación excesiva allí.

¿Qué prácticas regulares de mantenimiento debe realizar un operador para asegurar que los consumibles de la antorcha estén al nivel que se espera?

Es muy importante reemplazar los consumibles de manera rutinaria, especialmente cuando ve ese aumento en la profundidad del hoyo, la ampliación del orificio o la acumulación de escoria en la protección. Además de reemplazar los consumibles, usted necesita dar mantenimiento regular a la antorcha, como reemplazar los cables de la antorcha cuando sea necesario. Además, debe cambiar la antorcha conforme sea necesario. No hay un tiempo establecido para hacer eso, pero cuando empieza a ver cosas como grietas en la cubierta del cuerpo de la antorcha, o un corte en el forro del cable de la antorcha que exponga los alambres, necesita atenderlos de inmediato.

No hay demasiado que reemplazar en un sistema manual, pero sí hemos encontrado daño resultante del agua o aceite en el aire. Frecuentemente, el plasma manual usa aire del taller (de un compresor), y algunos secadores en los compresores de aire son mejores que otros. Si hay aceite o agua en la línea, esto puede ser muy perjudicial para los consumibles y el sistema. No sólo resultan en una mala calidad de corte, sino que además tienen un impacto negativo en la vida de los consumibles.

¿Cuánto tiempo duran los consumibles mantenidos adecuadamente?

Es difícil, pues realmente no hay una respuesta correcta. Primero, estamos hablando de sistemas manuales, así que cada operador es diferente. Los operadores inexpertos pueden cortar lentamente, quemando esencialmente los consumibles debido a que están introduciendo demasiado calor al sistema. Además, el espesor del material tiene muchísimo que ver con la longevidad. Requiere mucho más energía cortar material de 1 pulgada que material de calibre delgado. Cuando usted corta un material más grueso, tiene que aumentar su amperaje. Mientras mayor sea la potencia o el amperaje que use, menor será la vida de sus consumibles.

En un sistema manual los consumibles son enfriados con aire. Si el cable de su antorcha tiene fugas, está torcido, o cualquiera que sea el caso, entonces usted no está obteniendo el flujo de aire adecuado hacia la antorcha. Eso significa que está operando más caliente de lo que debe, y usted está obteniendo una menor vida de los consumibles.

El mensaje central es que si usted mantiene su sistema, lo que quiere decir que usted se asegura de que sus cables estén en buena condición, que usted está instalando buenos consumibles en el sistema, y que se está asegurando de que la alimentación de aire a la máquina esté libre de agua y aceite, usted maximizará la vida de sus consumibles.

Consejos para Recordar

Asegúrese de que los consumibles sean adecuados para la aplicación (vea la Figura 2). Nunca use consumibles de bajo amperaje para corte de alto amperaje, ni viceversa.

Cuando use consumibles no protegidos, siempre mantenga la antorcha a la distancia correcta de la pieza de trabajo cuando haga un corte.

Recuerde cortar a la velocidad adecuada. Cortar demasiado rápido resultará en un corte incompleto. Cortar demasiado lento pondrá esfuerzo innecesario enlos consumibles, haciéndolos que se quemen rápidamente.



FMA Communications Inc.

Amanda Carlson

Associate Editor
FMA Communications Inc.
833 Featherstone Road
Rockford, IL 61107
Phone: 815-227-8260

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