¿Qué es el plasma?
Para explicar adecuadamente cómo funciona una cortadora plasma, debemos empezar por responder a la pregunta básica «¿Qué es el plasma? En sus términos más simples, el plasma es el cuarto estado de la materia. Comúnmente pensamos que la materia tiene tres estados: un sólido, un líquido y un gas.
La materia cambia de un estado a otro mediante la introducción de energía, como el calor. Por ejemplo, el agua pasa de su estado sólido (hielo) a su estado líquido cuando se le aplica una determinada cantidad de calor. Si se aumentan los niveles de calor, volverá a cambiar de líquido a gas (vapor).
Ahora, si los niveles de calor aumentan de nuevo, los gases que componen el vapor se ionizarán y serán conductores eléctricos, convirtiéndose en plasma.
Una cortadora plasma utilizará este gas conductor de la electricidad para transferir la energía de una fuente de alimentación a cualquier material conductor, lo que resulta en un proceso de corte más limpio y rápido que con el oxicorte.
La formación del arco de plasma comienza cuando un gas como el oxígeno, el nitrógeno, el argón o incluso el aire del taller es forzado a través de un pequeño orificio de la boquilla dentro de la antorcha.
Un arco eléctrico generado por la fuente de alimentación externa se introduce entonces en este flujo de gas a alta presión, dando lugar a lo que comúnmente se denomina «chorro de plasma».
El chorro de plasma alcanza inmediatamente temperaturas de hasta 40.000° F, perforando rápidamente la pieza de trabajo y expulsando el material fundido.
- Componentes del sistema de plasma
Fuente de alimentación — La fuente de alimentación del plasma convierte la tensión de línea de CA monofásica o trifásica en una tensión de CC suave y constante que oscila entre 200 y 400 VCC.
Este voltaje de CC es responsable de mantener el arco de plasma durante todo el corte. También regula la salida de corriente requerida en función del tipo de material y el espesor que se está procesando.
Consola de arranque del arco – El circuito ASC produce un voltaje de CA de aproximadamente 5.000 VAC a 2 MHz que produce la chispa dentro de la antorcha de plasma para crear el arco de plasma.
Antorcha de plasma – La función de la antorcha de plasma es proporcionar la alineación y el enfriamiento adecuados de los consumibles. Las principales piezas consumibles necesarias para la generación del arco de plasma son el electrodo, el anillo de remolino y la boquilla.
Se puede utilizar una tapa de protección adicional para mejorar aún más la calidad del corte, y todas las piezas se mantienen unidas mediante tapas de retención interiores y exteriores.
Los sistemas de plasma convencionales suelen utilizar aire del taller como gas de plasma, y la forma del arco de plasma se define básicamente por el orificio de la boquilla. El amperaje aproximado de este tipo de arco de plasma es de 12-20K amperios por pulgada cuadrada.
Todos los sistemas manuales utilizan plasma convencional, y todavía se utiliza en algunas aplicaciones mecanizadas donde las tolerancias de las piezas son más permisivas.
Los sistemas de plasma de precisión (alta densidad de corriente) están diseñados para producir los cortes más nítidos y de mayor calidad que se pueden lograr con una cortadora plasma. Los diseños de la antorcha y los consumibles son más complejos y se incluyen piezas adicionales para restringir y dar forma al arco.