No descarte el plasma para cortar aluminio

Aclarando las ideas erróneas

July 23, 2009

By:

No descarte el plasma para cortar aluminio - TheFabricator.com

El corte con plasma no es nuevo, pero como cualquier tecnología, tiene su parte de nuevos desarro­llos. En cualquier discusión sobre cómo cortar metal, está presente junto con el láser y el chorro de agua. Aunque la tecnología queda mal parada cuando la discusión gira en torno al corte de aluminio.

El corte con plasma ha existido por décadas, pero las primeras máquinas de corte por plasma eran rudimentarias en términos tanto de control de la máquina como del sistema de accionamiento, así como la tecnología en sí, dijo Al Julian, vicepresidente de mercadeo de W.A. Whitney, una división de MegaFab, Rockford, Illinois Los fabricantes de sistemas de corte por plasma han hecho mejoras a la tecnología en los últimos años, pero muchos usuarios finales aún cortan con las antiguas máquinas o compran máquinas que no tienen las actua­lizaciones más recientes. Como resultado, algunas percepciones del corte por plasma no están actualizadas, dijo.

"Hay diferencias diametrales entre los sistemas de tecnología antigua y los sistemas actuales", dijo Julián. "Quienes están fami­liarizados con los sistemas de tecnología antigua pueden optar por no investigar la tecnología actual del corte por plasma debido a que su punto de referencia del corte por plasma está muy por abajo de sus expectativas. Realmente es una cuestión de formación".

Muchos fabricantes tienen las siguientes ideas erróneas sobre cambiar a plasma para cortar aluminio.

Idea errónea No. 1—El aluminio no es un buen candidato para cortarse con plasma porque el material no puede aguantar la flama; por ejemplo, la porosidad es evidente en el borde de corte.

Ésta es una cuestión de selección de gas, dijo Bob Fernicola, gerente de negocios de corte con plasma, de ESAB Welding & Cutting Products, Florence, South Carolina El cortar aluminio con aire produce un borde tosco recubierto con óxido de aluminio. Gases diferentes—usualmente una mezcla argón/hidrógeno—son más recomendables para aluminio.

"Con la selección adecuada de gases, usted puede obtener un borde muy estético en aluminio con plasma", dijo Fernicola.

Aaron Brandt, gerente de ingeniería de Hypertherm's Mechanized Systems Div., Hanover, New Hampshire., estuvo de acuerdo.

"En términos de porosidad, los fabricantes pueden cortar aluminio con dife­rentes combinaciones de gas", dijo Brandt. "Para material muy delgado, la gente con frecuencia usará aire/aire, y ciertamente querrá considerar en su borde cuestiones de soldadura, pero también puede cortar con gases combustibles, los cuales evitan la oxidación. Y en esos casos, usted obtiene bordes listos para soldar".

Los fabricantes de sistemas de corte por plasma hacen máquinas que pueden cortar a velocidades muy altas por ampere, y como resultado las nuevas máquinas minimizan la cantidad de entrada de calor en el borde de corte, dijo Brandt.

Esto reduce el sobre-quemado y permite a los fabricantes optimizar la velocidad de corte contra la potencia.

"Muchos fabricantes cortan aluminio con plasma con mucho éxito, y ha habido mucho desarrollo de los procesos de aluminio que usan diferentes tipos de gas, pero incluso cortar con aire directo—lo cual es muy común—da excelentes resultados", dijo Julian. "Para la gente que corta placa de aluminio, como para vehículos militares o traileres o vagones de tren, es una práctica bien aceptada".

No descarte el plasma para cortar aluminio - TheFabricator.com

A pesar de las ideas erróneas que dicen lo contrario, muchos de los componentes de aluminio, como puertas para vehículos militares, pueden ser cortados adecuadamente con plasma. Fotos cortesía de W.A. Whitney.

Idea errónea No. 2—El cortar con plasma placa de aluminio no es recomendable porque la tecnología no puede cumplir altas tolerancias.

Cuando la gente dice que los sistemas de corte por plasma no pueden cumplir altas tolerancias, usualmente se refiere a máquinas de los años 1980s y principios de los 90s, explicó Brandt. Esta idea errónea no se limita al corte de aluminio—la gente sigue teniendo esa idea errónea acerca del corte con plasma en general, incluso en acero suave, agregó. Sin embargo, depen­diendo del espesor de la parte y de los requerimientos de productividad, el proceso usualmente puede optimizarse para cumplir las tolerancias requeridas.

"La gente no se ha dado cuenta de lo mucho que ha cambiado el plasma, aun en los últimos cinco o seis años", dijo Brandt. "Con los sistemas más recientes de plasma de alto desempeño, estamos alcanzando excelentes tolerancias en todos los espesores y materiales de placa. La variación de ángulos en aluminio realmente es bastante buena, incluso comparada con acero suave e inoxidable".

Julian dijo que el corte con plasma no es tan preciso como el corte con láser, pero muchas industrias no requieren tolerancias que pudieran necesitar un láser.

"En las industrias de vehículos militares y vagones de tren, generalmente no están buscando alcanzar más menos cinco milésimas, y nosotros podemos alcanzar más menos 15 ó 20 en corte con plasma, lo cual está dentro de las tolerancias establecidas dentro de esas industrias", dijo Julian.

Los nuevos sistemas de plasma de alta precisión pueden alcanzar tolerancias cercanas a las de un sistema de corte láser, dijo Fernicola. A menos que la aplicación requiera tolerancias dentro de unas cuantas milésimas de pulgada, el plasma puede cortar con buenos resultados.

Idea errónea No. 3—Cortar con plasma placa de aluminio deja un desorden difícil de limpiar sobre la superficie del material.

"Cuando el corte con plasma se configura apropiadamente, no debe haber escoria superficial o alguna otra cosa que limpiar más que en cualquier otro proceso", dijo Julian. Hay diferentes tipos de aluminio, pero para la mayoría de los fabricantes de partes no debería haber ningún problema mayor sobre la superficie del aluminio".

Como la porosidad en el borde de corte, la condición de la superficie también es una cuestión de selección de gas, de acuerdo con Fernicola.

"Si usted corta con aire, va a tener mucho óxido de aluminio grueso y un borde superficial áspero", dijo. "Si usted corta con gases inertes, con la selección de gas adecuada puede obtener una estética superficie lisa".

Idea errónea No. 4—Cortar placa de aluminio con láser es más económico que cortar con plasma.

Los láseres obtienen su velocidad de una reacción exotérmica cuando cortan acero suave. La reacción exotérmica usa oxígeno como el gas auxiliar, pero esto conduce a problemas en el procesamiento del aluminio. El oxígeno no puede usarse para cortar aluminio con láser—en su lugar se requiere nitrógeno a alta presión.

"Debido a eso, usted no obtiene el bene­ficio de la reacción exotérmica, por lo que las velocidades de corte son mucho más lentas y usted usa una tremenda cantidad de nitrógeno, hasta el punto donde los costos de operación del corte son mucho más altos", dijo Julian. "Por lo que es todo lo opuesto en aluminio—el corte con plasma ofrece enormes beneficios de costo sobre los láseres".

No descarte el plasma para cortar aluminio - TheFabricator.com

Con la selección adecuada de gases, los fabricantes pueden producir un borde de corte liso en aluminio. Foto cortesía de ESAB Welding & Cutting Products. Fotos cortesía de W.A. Whitney.

El corte por láser también requiere una inversión en equipo mucho más alta, dijo Fernicola. Los talleres de fabricación tienen que comprar el equipo láser en sí, así como cajas de protección. A menos que la aplicación requiera una calidad de borde muy alta o una precisión extremadamente alta, el plasma es probablemente el proceso más económico, dijo. Los láseres también son más limitados que el plasma en los espesores que pueden cortar: alrededor de 3/4 de pulgada máximo para láseres y 6 pulgadas para plasma.

En algunas aplicaciones el corte por láser realmente tiene beneficios en el costo—especialmente en placa delgada o en volúmenes muy grandes—pero cuando un taller corta placa más gruesa que alrededor de 1/4 de pulgada, el corte por plasma es más recomendable desde una perspectiva de costo de operación, de acuerdo con Brandt. Además, los negocios normalmente calculan sus costos de operación en términos de costo por hora, pero tiene más sentido calcularlos en términos de costos por metro.

"Si usted ve solamente el costo por hora, perderá el elemento de productividad", dijo Brandt. "Usted no está pagando por tiempo, está pagando por partes—es por eso que el costo por metro es una forma mucho mejor para comparar el costo de operación".

Idea errónea No. 5—Se requiere un operador experimentado para vigilar constantemente la operación del corte con plasma que involucra aluminio.

De acuerdo con Brandt, la mayoría de los sistemas mecanizados de corte con plasma tienen controles que permiten a la máquina operar, mantener la altura de separación adecuada, y controlar el movimiento de la máquina automáticamente.

Fernicola dijo que no se requiere un operador para aluminio más de lo que se requiere con cualquier otro tipo de metal, excepto en una situación específica: cuando el aluminio se corta con plasma usando una mesa de agua, la mesa necesita diseñarse de forma que evite la acumulación de burbujas de hidrógeno bajo la capa causada por el aluminio fundido que cae en el agua. Debido a que el aluminio tiene una alta afinidad por el oxígeno, puede disociar parte del agua y crear las burbujas de hidrógeno.

"La mesa de agua tiene que estar diseñada adecuadamente de forma que la escoria en el agua sea agitada, para que las burbujas de hidrógeno puedan disiparse y no se

acumulen debajo de la placa", dijo Fernicola. "Aparte de eso, es lo mismo que cortar cualquier otro material".

Ajuste fino del Proceso

Al determinar qué proceso usar para cortar aluminio, los fabricantes deben determinar qué resultados son más importantes. La productividad debe de ser la consideración más importante para algunos talleres, la limpieza del borde para otros. Muchos sistemas de plasma son capaces de cortar mediante procesos múltiples, por lo que pueden ser ajustados finamente para cumplir los requeri­mientos de la aplicación, explicó Brandt.

Por ejemplo, un sistema de plasma de alto amperaje puede cortar aluminio de 1/4 de pulgada de espesor en varias formas, como de 45 a 260 amperes y mezclas de aire/aire o argón/hidrógeno. Amperajes y gases dife­rentes proveen resultados diferentes, como una mayor productividad, un buen acabado de borde, o altas tolerancias.

Los fabricantes pueden cortar a 130 amperes con argón/hidrógeno si desean un buen equilibrio de productividad y calidad, así como un borde listo para soldar. Si sólo desean hacer un corte rápido y plano para aplicar al borde tratamientos posteriores al corte, pueden cortar a 260 amperes lo más rápido que puedan. Pueden elegir entre muchos niveles de gas y muchos niveles de corriente, y la decisión usualmente es dictada por la priorización de los resultados deseados.

No descarte el plasma para cortar aluminio - TheFabricator.com

Muchos sistemas de plasma son capaces de cortar mediante procesos múltiples, permitiendo a los fabricantes ajustarlos finamente para cumplir los requerimientos de la aplicación. Foto cortesía de Hypertherm Inc.



Michael Bishop

Contributing Writer

Related Companies

More in Plasma Cutting from TheFabricator.com

comments powered by Disqus