O que é o corte a plasma e como funciona o corte a plasma?

O que é corte a plasma?

O corte a plasma é um processo de fusão no qual um jato de gás ionizado em temperaturas acima de 20.000°C é usado para derreter e expulsar o material do corte. Esse calor derrete o metal e o fluxo de gás o ejeta do corte. Os gases do plasma são geralmente argônio, argônio/hidrogênio ou nitrogênio.

Durante o processo, um arco elétrico é gerado entre um eletrodo (cátodo) e a peça de trabalho (ânodo). O eletrodo é encaixado em um bocal de gás resfriado a água ou a ar que contrai o arco causando a formação do jato de plasma estreito, de alta temperatura e alta velocidade.

Quando o jato de plasma atinge a peça, a recombinação ocorre e o gás volta ao seu estado normal, emitindo calor intenso ao fazê-lo. Os gases do plasma são geralmente argônio, argônio/hidrogênio ou nitrogênio. Esses gases inertes podem ser substituídos por ar, mas isso requer um eletrodo especial de háfnio ou zircônio.

O uso de ar comprimido torna esta variante do processo a plasma altamente competitiva com o processo oxi-combustível para corte de aços carbono-manganês e inoxidáveis ​​de até 20mm de espessura. Gases inertes são preferidos para cortes de alta qualidade em ligas reativas.

O arco de plasma pode cortar uma ampla gama de ligas eletricamente condutoras, incluindo carbono simples e aço inoxidável, alumínio e suas ligas, ligas de níquel e titânio. O método foi originalmente desenvolvido para cortar materiais que não podiam ser cortados satisfatoriamente pelo processo oxi-combustível.

Normalmente, o componente ou chapa a ser cortada permanece estacionário e a tocha de plasma é movida. Além disso, como o custo da tocha de plasma é baixo em comparação com o preço do equipamento de manipulação, é comum a instalação de várias tochas em uma mesa de corte.

Como funciona o corte a plasma?

Os cortadores de plasma enviam um arco elétrico através de um gás que passa por uma abertura estreitada. A abertura restrita (bico) através da qual o fluxo de gás faz com que ele passe em alta velocidade, como o ar fluindo por um venturi em um carburador. Este gás de alta velocidade corta o metal fundido.

Você também pode pensar nisso como um fluxo de gás aquecido eletricamente. Eu gosto de pensar nisso como um estado onde todos os elétrons de cada átomo fluem de átomo para átomo em vez de apenas orbitar. Independentemente do que está acontecendo em um fluxo de plasma, cortar metais é muito fácil com isso.

Pegue esse fluxo de eletricidade que flui através do gás e estreite-o através de uma pequena abertura. Agora este fluxo é realmente denso e se move muito rapidamente. O fluxo resultante pode facilmente derreter e soprar através da maioria dos metais. Isso é uma tocha de plasma.

As tochas de corte a plasma normalmente usam um bico de cobre para estreitar o fluxo de gás com o arco que flui através dele. Este arco salta de um eletrodo na tocha para outra coisa – geralmente o material condutor que está sendo cortado. Este é um “arco transferido”. Existem alguns sistemas que usam um ‘arco não transferido onde ele ricocheteia do eletrodo de volta ao bico, mas normalmente não são usados ​​​​para corte.

Isso significa que o corte a plasma é usado apenas para materiais condutores, principalmente aço-carbono, aço inoxidável e alumínio. Mas muitos outros metais e ligas também são condutores, como cobre, latão, titânio, Monel, Inconel, ferro fundido, etc. O problema é que a temperatura de fusão de alguns desses metais dificulta o corte com boa qualidade de borda.

O eletrodo geralmente é feito de cobre, mas com um inserto de metal onde o arco é fixado. Isso ocorre porque o cobre derreteria muito rapidamente se o arco grudasse diretamente nele. O tungstênio é um ótimo material de eletrodo, então muitos eletrodos têm uma inserção de tungstênio.

Algumas lanternas menores usam um eletrodo tipo lápis feito inteiramente de tungstênio com uma ponta pontiaguda. O problema com o tungstênio é que ele queima na presença de oxigênio. Portanto, se você estiver usando oxigênio ou ar comprimido como gás de corte, a pastilha será feita de um material chamado háfnio. O háfnio dura muito mais tempo na presença de oxigênio, mas se desgasta um pouco cada vez que o arco é iniciado.

Por que usar oxigênio em uma tocha de plasma?

Pela mesma razão que você usa oxigênio em um maçarico de acetileno, o oxigênio no fluxo de plasma reage com o aço macio. Portanto, o oxigênio puro é usado apenas no corte de aço macio ou “aço carbono”. Essa reação química entre o oxigênio no gás de plasma e o metal base acelera o processo de corte e melhora a qualidade da aresta.

No entanto, como o oxigênio não reage da mesma forma que o aço inoxidável ou o alumínio, gases mais baratos, como nitrogênio ou ar comprimido (que é principalmente nitrogênio) podem ser usados ​​para esses metais.

Outros gases especiais às vezes são usados ​​para outros fins. O gás argônio é usado na marcação de plasma (um tópico completamente diferente). Uma mistura de argônio e hidrogênio é frequentemente usada ao cortar aço inoxidável ou alumínio mais espesso. Algumas pessoas usam uma mistura de hidrogênio e nitrogênio ou metano e nitrogênio ao cortar aço inoxidável mais fino. Cada mistura tem suas vantagens (melhor qualidade de corte) e suas desvantagens (custos e manuseio).

Como usar um cortador de plasma?

Usar um cortador de plasma é muito conveniente e bastante fácil. O benefício é que os cortes de “forma livre” baseados em metal podem ser feitos com base no roteamento do roteador. Como esta máquina conduz o plasma criando um circuito, é necessário um grampo de aterramento, assim como a soldagem.

Etapa 1:escolha o local de trabalho. Como planejamos cortar metal, é importante colocar o metal em uma superfície segura e que permita liberdade de movimento. Uma “grade” ou superfície semelhante que funcione como uma mesa é perfeita.

Etapa 2:Unidade de plug-in. Certifique-se de que a unidade está desligada e ligue-a.

Etapa 3:conecte o ar. Conecte o compressor de ar externo ao cortador de plasma. Isso é para garantir que o fluxo de plasma permaneça sob alta pressão. Para fixar as conexões, puxe o flange externo da conexão do soquete e insira a conexão do plugue.

Etapa 4:ligue o ar. Ligue o fluxo de ar. Nesse caso, gire a alavanca 90 graus da perpendicular ao duto de ar para a linha.

Etapa 5:Prenda o grampo de aterramento. Coloque o metal que você está usando na mesa e prenda o grampo de aterramento perto de onde você deseja cortar.

Etapa 6:Ligue a máquina. Ligue a máquina colocando o interruptor atrás do dispositivo em ON.

Etapa 7:Defina a Corrente. Neste caso, configuramos para 25 para folha de 18 ga.

Etapa 8:Corte o Metal. Use o gatilho da arma para ativar o cortador de plasma. Observe que o gatilho tem segurança que deve ser levantada antes que você possa puxar o gatilho. Segure o roteador (extremidade do bico) próximo ao metal e use as diretrizes ao redor do bico para traçar os modelos, se houver.

Etapa 9:desligue a máquina. Quando terminar de cortar o metal, desligue a máquina.

Etapa 10:desconecte o grampo de aterramento. Desconecte o grampo de aterramento do metal em que você está trabalhando.

Etapa 11:desligue o ar. Neste caso, desligue o ar girando a alavanca 90 graus da linha para perpendicular à linha.

Etapa 12:Enrole todas as mangueiras. Enrole a linha da pistola de plasma, a linha aérea e a linha de terra.

Dicas de corte a plasma para melhorar os resultados

Se você considerar algumas dicas e práticas recomendadas ao escolher e usar um cortador de plasma, poderá melhorar os resultados.

Dica 1:escolha o cortador de plasma certo

Alguns dos principais fatores a serem considerados ao escolher um cortador de plasma são a potência de saída, velocidade de corte, potência de entrada, ciclo de trabalho e peso e tamanho. Ao escolher sua máquina, pense nas tarefas que você executa com mais frequência.

• Potência de saída :A potência necessária depende principalmente da espessura e do tipo de material a ser cortado. Dois padrões:cortes nominais e seccionais. Um corte nominal é a espessura do metal macio que um operador pode cortar manualmente a uma velocidade de 15 polegadas por minuto (IPM). Um corte pesado é a espessura máxima que um cortador de plasma pode suportar. A velocidade de deslocamento é mais lenta e o corte pode precisar de limpeza.
• Velocidade de corte: Isso geralmente é relatado como polegadas por minuto (IPM). Uma máquina que corta material de 1/2 polegada pode levar cinco minutos, enquanto outra máquina leva um. A velocidade de corte faz uma diferença significativa no tempo de produção.
• Potência de entrada: Você sempre usa o cortador de plasma no mesmo lugar ou precisa de portabilidade e capacidade de usar uma variedade de fontes de energia? Procure cortadores de plasma que oferecem uma variedade de opções de desempenho. Alguns podem alternar de 120 volts para 240 volts.
• Ciclo de trabalho: O ciclo de trabalho é o tempo que uma máquina pode cortar em um ciclo de 10 minutos sem superaquecimento. Se o ciclo de trabalho de uma máquina for de 60%, a máquina pode funcionar seis em dez minutos continuamente e depois precisa esfriar pelos quatro minutos restantes. Um ciclo de trabalho maior é importante ao fazer cortes longos, ao executar aplicações de alta produtividade ou ao usar a máquina em um ambiente quente.
• Peso e tamanho :se você gosta de portabilidade, há muitos dispositivos portáteis disponíveis que pesam menos de 45 libras.

Dica 2:leia o manual

Leia atentamente o manual de instruções para se familiarizar com a operação segura e correta do seu cortador de plasma. Isso irá ajudá-lo a otimizar os recursos do seu cortador de plasma e promover o uso seguro da máquina.

Dica 3:preste atenção à configuração

Prenda o grampo de aterramento apenas em metal limpo. Se necessário, remova qualquer ferrugem ou tinta, pois estas obstruem o fluxo de eletricidade.

Além disso, coloque o grampo de aterramento o mais próximo possível do corte ou, se possível, da própria peça de trabalho. Verifique seus cabos quanto a pontos desgastados, conexões soltas ou qualquer coisa que possa interferir desnecessariamente no fluxo de corrente.

Para ajustar a amperagem ou o calor da unidade de corte para o nível correto, execute alguns cortes práticos com alta amperagem. Você pode então reduzir a corrente de acordo com sua velocidade de condução. Se a amperagem for muito alta ou sua velocidade de condução for muito lenta, o material que está sendo cortado pode ficar quente e formar sarna.

Dica 4:trace o caminho antes de cortar

Trace o caminho que deseja cortar sem puxar o gatilho. Para cortes longos, pratique seus movimentos antes de puxar o gatilho para garantir que você tenha liberdade de movimento suficiente para fazer um corte contínuo. Parar e reiniciar no mesmo local é difícil e geralmente resulta em irregularidades na aresta de corte.

Você também pode fazer um corte padrão com o mesmo material com o qual trabalhará. Dessa forma, você garantirá que está usando as configurações e a velocidade de cruzeiro corretas.

Dica 5:use a técnica adequada 

Use sua mão não cortante como suporte para a outra mão. Isso estabiliza sua mão de corte, permite liberdade de movimento em todas as direções e ajuda a manter um espaçamento constante de 1/16 “a 1/8”. Observe que a maioria das pessoas acha mais fácil puxar uma lanterna em direção ao corpo do que afastá-la.

Manter uma folga de 1/16 “a 1/8” aumenta a capacidade de corte de máquinas menores e prolonga a vida útil dos consumíveis.

Use um protetor de reboque se sua máquina estiver equipada com um. Isso permite que você apoie a tocha na peça de trabalho, mantendo uma distância ideal sem tocar o metal com a ponta, o que afeta negativamente a qualidade do corte e a vida útil do consumível.

Comece a cortar colocando o maçarico o mais próximo possível da borda do metal base. Pressione o gatilho para iniciar a corrente de polarização. O arco piloto acende, seguido pelo arco de corte. Assim que o arco de corte começar, mova lentamente o maçarico sobre o metal.

Ajuste sua velocidade para que as faíscas de corte saiam da parte inferior do metal. No final de um corte, incline a tocha levemente em direção ao final do corte ou pare brevemente para concluir o corte. O ar de esteira permanece logo após a liberação do gatilho para resfriar o queimador e as peças consumíveis.

Dica 6:verifique os consumíveis

Se a ponta ou eletrodo estiver desgastado ou danificado, a qualidade do corte será afetada. Portanto, verifique seus consumíveis regularmente. Se o orifício da ponta estiver irregular e/ou coberto de respingos, descarte-o. Se a ponta do eletrodo formar um buraco, descarte-o.

Os consumíveis se desgastam a cada corte, mas fatores como umidade no suprimento de ar, corte de materiais excessivamente espessos ou tecnologia ruim aumentam a deterioração dos consumíveis. Recomenda-se que a ponta e o eletrodo sejam trocados juntos para obter a melhor qualidade de corte possível.

Não aperte demais o suporte de consumíveis. As partes internas realmente precisam se mover (separar) para criar um arco. Então, basta usar o dedo para apertar o copo.

Dica 7:observe a velocidade de deslocamento

Quanto mais rápido você for (especialmente com alumínio), mais limpo será o seu corte. Ao cortar materiais mais espessos, coloque a máquina na potência máxima e varie a velocidade de condução. Com material mais fino, reduza a amperagem e mude para uma ponta com amperagem mais baixa para criar um corte estreito.

Com uma velocidade de deslocamento razoável, o arco deve emergir do material em um ângulo de 15 a 20 graus contra a direção de deslocamento. Se for direto para baixo, significa que você está se movendo muito devagar. Se respingar de volta, significa que você está se movendo muito rápido.

Se você viajar na velocidade certa e usar a quantidade certa de calor, obterá um corte muito limpo com menos sarna na parte inferior do corte e pouca ou nenhuma distorção do metal.

Dica 8:siga os procedimentos de segurança

Para segurança adequada do plasma, a pele exposta deve ser protegida. Você precisará de luvas de solda e um casaco de solda ou outra roupa retardadora de chamas. Abotoe os punhos da camisa, bolsos e gola para evitar que eles peguem faíscas.

Proteja seus olhos com a lente de sombra correta para o cortador de plasma que você planeja usar. As instruções de operação indicam a cor necessária para a intensidade da corrente. Você pode usar óculos convencionais de corte a plasma/oxicombustível ou um capacete de soldagem com modo de corte.

Os procedimentos de segurança devem ser seguidos de perto em todas as aplicações de corte a plasma.

Vantagens do corte a plasma

• Capaz de cortar todos os materiais condutores. O corte por chama, embora também adequado para cortar metais grossos, é limitado apenas a metais ferrosos.
• Grande qualidade para espessuras de até 50 mm.
• Espessura máxima de até 150 mm.
• Comparativamente barato para cortes de espessura média.
• A melhor maneira de cortar aço inoxidável e alumínio de espessura média.
• Máquinas CNC estão disponíveis para fornecer alta precisão e repetibilidade.
• Pode cortar na água, resultando em HAZ menor. Também reduz os níveis de ruído.
• Corte de corte menor comparado ao corte por chama.
• Velocidade de corte mais rápida que o oxicorte.

Desvantagens do corte a plasma

• Haz maior em comparação com o corte a laser.
• Qualidade com chapas e chapas mais finas não tão boa quanto o corte a laser.
• As tolerâncias não são tão precisas quanto o corte a laser.
• Não atinge espessuras como jato de água ou corte por chama.
• Deixa uma HAZ que o jato de água não deixa.
• Corte mais largo que o corte a laser.

Perguntas frequentes.

O que é corte a plasma?

O corte a plasma (corte a arco de plasma) é um processo de fusão no qual um jato de gás ionizado em temperaturas acima de 20.000°C é usado para derreter e expulsar o material do corte. Esse calor derrete o metal e o fluxo de gás o ejeta do corte. Os gases do plasma são geralmente argônio, argônio/hidrogênio ou nitrogênio.

Como funciona o corte a plasma?

Os cortadores de plasma funcionam enviando um arco elétrico através de um gás que está passando por uma abertura estreitada. A abertura restrita (bocal) pela qual o gás passa faz com que ele seja espremido em alta velocidade, como o ar passando por um empreendimento em um carburador. Este gás de alta velocidade corta o metal fundido.

Por que o corte a plasma é usado?

A tocha incrivelmente brilhante de um cortador de plasma pode ser encontrada na maioria das oficinas de fabricação de metal. Usada para cortar enormes folhas de metal de qualquer espessura, essa técnica é usada para fabricar todos os tipos de objetos de metal, como portões, sinalização e escultura.

Quanto tempo dura um cortador de plasma?

A vida útil típica de um conjunto de consumíveis deve durar cerca de 1 a 3 horas para cerca de 120 A de corte mecanizado, está em função do trabalho. Cortar com uma corrente mais baixa pode aumentar a vida útil dos consumíveis.

Qual ​​a profundidade que um cortador de plasma pode cortar?

Normalmente, uma tocha de plasma portátil pode cortar chapas de aço de até 38 mm (1,5 polegadas) de espessura. Considerando que, se você precisar de algo um pouco mais poderoso, uma tocha de controlador de computador industrial pode cortar aço de até 150 mm (6 polegadas) de espessura. Você também precisa considerar o tipo de metal que está cortando.

Um cortador de plasma corta metal enferrujado?

O plasma pode cortar qualquer metal eletricamente condutor, incluindo aço inoxidável, aço macio, alumínio e muito mais, sem pré-aquecimento. O plasma também é ótimo para cortar metais pintados, sujos ou até enferrujados.

Um cortador de plasma pode soldar?

Com o projeto certo da tocha, uma injeção de nitrogênio-água, mais barata do que outros gases, pode funcionar bem ao cortar a plasma alumínio e material inoxidável para soldagem subsequente. O processo envolve um eletrodo cercado por nitrogênio, que é aquecido por um arco elétrico para formar o plasma.

Um cortador de plasma é melhor que uma tocha?

O plasma não exige que o metal seja pré-aquecido antes do corte, o que economiza tempo, e os cortadores de plasma também superam as tochas de oxicorte ao cortar metais empilhados. Velocidades mais rápidas podem ser alcançadas em metais mais finos com plasma, com mínima ou nenhuma distorção do metal.

O que é necessário para o corte a plasma?

O corte a plasma requer dois elementos básicos – ar e eletricidade – então a próxima pergunta a ser feita é que tipo de energia de entrada está disponível. Vários cortadores de plasma de 30 A, como o Spectrum® 375 X-TREME™, operam usando energia de 120 ou 240 volts.

Quais são as vantagens e desvantagens do corte a plasma?

Vantagens do corte a plasma	Desvantagens do corte a plasma
Vasta gama de materiais, incluindo aço inoxidável e alumínio	Normalmente limitado a placa de 50 mm (ar-plasma)
Restringir RISCO	Ruído ao cortar seções grossas
Baixos custos de consumíveis (ar)	Fumaça ao cortar no ar
Ideal para este material em folha	Brilho do arco ao cortar no ar
Baixa fumaça ao cortar debaixo d'água	Custos de consumíveis (eletrodo e bico)
Extremidade de corte de alta qualidade

Qual ​​é a diferença entre corte a oxicombustível e corte a plasma?

O corte a plasma é possível pela introdução de eletricidade no ar comprimido para criar um gás de plasma ionizado e desequilibrado. O corte de oxicorte é onde uma chama de gás combustível de oxigênio pré-aquece o material à sua temperatura de ignição, então um poderoso jato de oxigênio é direcionado ao material.

Quanto custa o cortador de plasma?

Dependendo do tipo, tamanho e recursos, uma máquina de corte a plasma CNC pode variar de US$ 15.000 a US$ 300.000. Essa é uma grande variedade, mas a grande maioria das máquinas a plasma CNC vendidas hoje está bem abaixo da marca de US$ 100.000.

Um cortador de plasma pode cortar tinta?

Verifique a ligação à terra da peça de trabalho. Embora o plasma possa cortar metal pintado, ele requer uma conexão sólida em uma parte limpa da peça de trabalho o mais próximo possível da área de trabalho.

Um cortador de plasma é mais quente que o sol?

O calor de um cortador de plasma pode atingir uma temperatura impressionante de 25.000 graus Celsius. Para colocar isso em perspectiva, é mais quente que a superfície do sol, que fica a confortáveis ​​5.505 graus Celsius.

Um cortador de plasma pode cortar alumínio?

Sim, como acontece com qualquer metal eletricamente condutor, o corte a plasma de alumínio não é apenas possível, é altamente eficaz. Para os não iniciados, o corte a plasma é um processo que dispara um jato de gás ionizado em alta velocidade através de um orifício.

Você precisa de gás para corte a plasma?

Sim. Todos os sistemas de corte a plasma, incluindo cortadores de plasma a ar, usam gás.

Você precisa de um compressor de ar para um cortador de plasma?

Os cortadores de plasma precisam de pressão de ar para cortar em um processo de dois estágios. Primeiro, o arco aquece o metal até que fique semi-gasoso. Em segundo lugar, o plasma é forçado por rajadas de ar a terminar o corte. Portanto, todos os cortadores de plasma precisam de um compressor de ar para gerar pressão de ar suficiente para a tarefa.

Qual ​​a espessura do metal que um cortador de plasma de 50 A pode cortar?

Este cortador de plasma inversor tem 50 amperes de potência na torneira, capaz de cortar chapas de aço de até 1/2 polegada de espessura.

Você pode soldar alumínio com um cortador de plasma?

O alumínio de corte a plasma pode criar soldas perfeitas. Ao usar tal cortador, você pode manter a superfície do metal fora da área de soldagem moderadamente fria. Além disso, ajuda a evitar a distorção ou danos na pintura que geralmente vêm com os cortadores de chama. Os cortadores de plasma soldam peças de alumínio com precisão e rapidez.

Quanta pressão de ar é necessária para operar um cortador de plasma?

Para a maioria da linha de produtos Everlast, a pressão de ar necessária para operar as tochas está entre 55 e 70 psi. Cortes de baixa amperagem exigirão menos pressão de ar para uma operação mais estável, às vezes até 45 psi ou mais, ou o arco será apagado.

Um cortador de plasma pode cortar parafusos?

Eles também podem ser usados ​​para cortar quase tudo que é metal, incluindo aço, aço inoxidável e alumínio. Você pode até usá-los para cortar porcas e parafusos enferrujados como faria com um maçarico a gás, só que muito mais rápido e com resultados mais limpos.

O ferro fundido pode ser cortado com um cortador de plasma?

Você pode cortar ferro fundido com uma tocha de corte a plasma, mas esse não é o melhor método a ser usado. Se você precisar cortar ferro fundido, suas melhores opções são usar um cortador de pressão ou uma ferramenta com lâmina de diamante.

Você pode cortar vergalhões com um cortador de plasma?

Tochas de plasma ou oxi-acetileno-Essas ferramentas costumam ser usadas para cortar metal, mas acho que deixam muita “escória” ou resíduos ao redor do corte que depois tenho que limpar com o moedor para cortar uma superfície lisa para soldar. O plasma também levou muito tempo para cortar o vergalhão e consumiu uma quantidade significativa de eletricidade.

Você pode cortar plasma debaixo d'água?

Ao cortar a plasma debaixo d'água, a água absorverá a grande maioria da fumaça do plasma. Em vez de nuvens de fumaça que precisam ser capturadas por um coletor de poeira caro, um lençol freático geralmente emite uma pequena baforada ocasional que se dissipa rapidamente.

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