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Foto: www.victortechnologies.com

Un Corte con Plasma Exitoso Depende de los Consumibles *Amanda Carlson

Cortesía The Fabricator en español

Una mirada de cerca a los componentes de la antorcha.

Clayton Gould, director de producto y experto de Hypertherm, Hanover, NH, explica cómo funcionan entre sí los consumibles del plasma manual para lograr un corte exitoso, además habla sobre lo que hay que tener en cuenta al evaluar el reemplazo de estos componentes.

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 es poco conocido es la relación entre los componentes consumibles y la calidad del proceso, ya 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 comienza a fallar, y aconseja sobre cómo mantener la antorcha adecuadamente para asegurar que los consumibles funcionen como deben hacerlo.

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

Como su nombre lo indica el escudo de protección se encarga de resguardar al resto de los consumibles, ya que en el proceso de corte con plasma hay una fuerte producción de chispas y metal fundido. El propósito del escudo es evitar que el material quemado llegue a los consumibles internos, lo cual podría causar graves daños. En algunos casos, la protección es de arrastre, lo que significa que permite al operador poner la antorcha directamente sobre el metal sin necesidad de un separador adicional. Lo cual es bueno, especialmente para cortadores inexpertos. El siguiente consumible es la tapa de retención, cuya función básicamente es cubrir y ejercer presión para mantener cerrado el conjunto de consumibles. Por su parte, la boquilla hace dos cosas: primero, enfoca el arco de plasma; mientras más grande sea el orificio de la boquilla, 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 con precisión el arco. Éstas se usan para corte detallado de características finas. En segundo lugar, la boquilla ayuda a canalizar el flujo de gas, lo cual también permite dar forma y estrechar el arco para obtener un mejor corte. El cuarto componente consumible es el electrodo, que se encarga de llevar la corriente de la antorcha a la placa. Es una pieza delgada hecha de cobre o plata y contiene hafnio o tungsteno, pues estos materiales

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Foto: Cortesía: Hypertherm Inc.

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

son excelentes electricidad.

conductores

de

La electricidad se genera en la máquina y se dirige hacia la antorcha, para entrar 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 que luego hace arco hacia la placa. La boquilla toma ese arco y lo enfoca en una forma definida que corta el metal, por ello se dice que es el electrodo el que lleva la corriente y no el que realiza el corte. La boquilla tiende a ponerse muy caliente debido a que está justo en medio de gas a alta temperatura. Por lo que la parte trasera del electrodo tiene un dispositivo de enfriamiento fijo que ayuda a disipar el calor del electrodo. Finalmente, el quinto consumible es el anillo difusor, que canaliza el gas en determinadas direcciones, conforme éste llega de la máquina y hacia la antorcha. Primero, el gas va hacia adelante en forma de espiral alrededor del electrodo y alrededor del arco, atraviesa la boquilla y sale por la antorcha. De hecho, el anillo tiene forma de remolino con el fin de permitirle al gas, conforme sale por la boquilla, adquirir diferentes temperaturas para lograr un corte seguro y perfecto. Por

su parte, a lo largo del exterior del anilllo también circula el gas enfriador, para llegar a la boquilla y evitar que ésta se queme. Si no se desarrolla el remolino, la mezcla de gas sería inadecuada y podría quemar la boquilla. El otro propósito del anillo difusor es canalizar el gas hacia atrás y extraer el calor del electrodo.

Asegúrese de que los consumibles sean adecuados para la aplicación. 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. ¿Cuáles son las señales visuales que pueden indicar el desgaste y/o mal funcionamiento de los consumibles? Los operarios deben fijarse en varios elementos. Primero, conviene recordar que la boquilla tiene la función de estrechar el arco en el orificio; por ello, como consecuencia del arco y 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, se mantiene caliente, y eventualmente el orificio se agranda, lo que ocasiona la perdida de la estrechez del arco.

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aún pueda cortar, toda la parte superior del electrodo se quemará. El usuario no desea nunca llegar a ese punto porque esto introduce una gran cantidad de calor a la antorcha; temperatura que puede causar mucho daño, riesgos para él y pérdidas de dinero. Lo que recomiendo es cambiar al tiempo el electrodo y la boquilla. De ese modo, al instalar un nuevo juego de consumibles, el operario tendrá el orificio perfecto y la profundidad del agujero ideal en todo momento. Al cambiarlos individualmente, se puede comprometer la calidad del corte, ya que al instalar un electrodo nuevo, con una boquilla cuyo orificio es más ancho de lo que debe ser, se está renunciando a una parte del rendimiento. El anillo difusor es muy poco probable que se deteriore; sin embargo, éste puede fracturarse como resultado de un golpe o por el calentamiento y enfriamiento constante. 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 el usuario debe cambiar el anillo difusor.

Foto: Cortesía: Hypertherm Inc.

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

Esto produce una ranura, más y más ancha a medida que la boquilla se agranda. A su vez, la velocidad de corte se vuelve lenta debido a que el arco no está suficientemente concentrado. Como resultado, el calor no se concentra en el área del corte con precisión; es decir, se dispersa. Mucho de esto es causado por una boquilla desgastada, por ello si el operario observa el extremo de la boquilla, y encuentra que el orificio es excepcionalmente grande o de forma ovalada, entonces sabe que es tiempo de cambiarla. Por su parte, conforme se usa el electrodo, el hafnio/tungsteno se funde

y pedazos de éste empiezan a saltar a través de la boquilla en el proceso de corte, lo que en últimas tiende a generar un agujero al frente del electrodo. Una vez que la profundidad de ese hoyo es mayor a 1/32, es tiempo de cambiar el consumible. Si no se cambia el electrodo a tiempo y en lugar de esto se hace funcionar hasta el modo de falla, seguramente la boquilla se dañará y no realizará el corte, ya que realmente está quemándose el cobre de la boquilla, debido a que no hay más hafnio. Un indicador claro de esto es que el arco del plasma adquiere un resplandor verde y, en el caso de que

Para revisar la tapa de retención es necesario buscar fracturas que pudieran originarse por golpes. A su vez, la escoria acumulada en el extremo de la protección puede reducir el flujo de aire que sale de la protección, en este caso hay que asegurarse de evitar acumulación excesiva allí. ¿Qué prácticas regulares de mantenimiento debe realizar un operador para 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 agujero de corte y la ampliación del orificio de la boquilla o la acumulación de escoria en la protección.

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Foto: www.vannattabros.com

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De izquierda a derecha: escudo quemado y con escoria; electrodo quemado y electrodo erosionado.

Además de reemplazar los consumibles, los operarios necesitan dar mantenimiento regular a la antorcha, lo que significa reemplazar los cables y, en si misma, la antorcha cuando sea necesario. No hay un tiempo establecido para hacer esto, pero cuando empiezan a presentarse problemas 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, es necesario atenderlos de inmediato. No hay demasiado que vigilar o reemplazar en una máquina de plasma manual, en todo caso conviene estar pendiente de los conductos del aire, ya que en ellos puede existir agua o aceite. Frecuentemente, el plasma manual usa aire del taller (de un compresor), y algunos secadores en los compresores de aire son mejores que otros, por lo que si hay aceite o agua en la línea, esto puede ser muy perjudicial para los consumibles y el sistema. No sólo resulta en una mala calidad de corte, sino que además tiene un impacto negativo en la vida de los consumibles de la antorcha.

Recuerde cortar a la velocidad adecuada. Cortar demasiado rápido resultará en un corte incompleto. Cortar demasiado lento pondrá esfuerzo innecesario en los consumibles, haciéndolos que se quemen rápidamente. ¿Cuánto tiempo duran los consumibles mantenidos adecuadamente? Es difícil, pues realmente no hay una respuesta definitiva. Ya que hay que tener en cuenta que se trata de sistemas manuales, en los que la pericia de cada operador es determinante. Los operadores inexpertos pueden cortar lentamente, quemando esencialmente los consumibles debido a que están introduciendo demasiado calor al sistema. El espesor del material también tiene que ver con la longevidad, pues se requiere mucha más energía para cortar material de 1.0 pulgadas que calibres delgados. Cuando se corta una lámina gruesa, el operario debe aumentar el amperaje, por lo que a mayor sea la potencia o el amperaje

que use, menor será la vida de sus consumibles. En suma, entre más grueso sea el material a cortar, menor será la vida útil de los consumibles de la antorcha. En un sistema manual los consumibles son enfriados con aire. Si el cable de la antorcha tiene fugas, está torcido, o presenta cualquier otro daño, entonces el flujo del aire será inadecuado hacia la antorcha. Eso significa que operará más caliente de lo que debe, lo cual también afecta la vida de los consumibles. Por ello hay que mantener los conductos del sistema de plasma manual siempre perfectos, lo que quiere decir que el operario debe percatarse de que los cables estén en buena condición, y que cuenta con excelentes consumibles en el sistema, con el fin de asegurar que la alimentación de aire a la máquina esté libre de agua y aceite, así maximizará la vida de los consumibles. Autor • Amanda Carlson Editora asociada. The Fabricator en Español. [email protected] - www.thefabricator.com

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