Corte Plasma

O corte a plasma é um processo de corte térmico que utiliza jato de plasma eletricamente condutivo para cortar metais condutores, como aço, aço inoxidável, alumínio e cobre. O plasma é, na verdade, um jato de gás ionizado de alta-velocidade que é usado para fundir materiais e é amplamente utilizado na fabricação de metal por sua economia e versatilidade.

 

Descrição

 

O próprio plasma conduz corrente elétrica e o arco de plasma é contínuo enquanto a energia for fornecida ao eletrodo e o plasma permanecer em contato com a peça de trabalho. O corte a plasma é uma tecnologia de corte de metal altamente eficiente que usa um arco de plasma de alta-temperatura como fonte de calor, e seu princípio básico é usar um arco de alta-frequência para ionizar o gás e formar plasma enquanto derrete o metal da peça de trabalho a uma alta temperatura acima de 3.000 graus e usa fluxo de ar supersônico para soprar o metal fundido para obter o corte. A pressão deste fluxo de gás controla efetivamente o raio do feixe de plasma. Ao direcionar um estado de matéria controlado e eletricamente carregado através de um bico focado, você pode cortar facilmente materiais como aço, aço inoxidável e alumínio.

 

Opções de gás assistente

 

A máquina de corte a plasma pode trabalhar com vários gases que incluem ar comprimido, nitrogênio, argônio, hidrogênio e oxigênio, ou misturas de dois ou três gases diferentes. Sua função é bastante semelhante ao gás de proteção, cada um deles apresenta resultados diferentes, e abaixo segue um breve resumo:

 

√Ar comprimido, esse gás é muito versátil e barato, podendo funcionar bem com aço-carbono, aço inoxidável e alumínio de até 30 mm.

√Oxigênio, é um gás popular amplamente utilizado para aço carbono em aplicações que exigem cortes limpos e velocidade de corte rápida, e normalmente pode cortar aço-carbono de até 35 mm com calor mais alto, o que significa que requer mais audição. Conseqüentemente, mais energia térmica pode danificar as peças de trabalho, além disso, o oxigênio não é tão amigável ao aço inoxidável e ao alumínio, e a superfície de corte fica completamente oxidada devido à quantidade de oxigênio e calor utilizados.

√O nitrogênio é amplamente utilizado em aplicações-de serviços pesados ​​para metais espessos de até 80 mm e pode gerar cortes de boa qualidade para a maioria dos materiais, incluindo aço inoxidável, aço carbono e alumínio. Normalmente o nitrogênio é frequentemente usado com vários gases secundários, como ar, dióxido de carbono e argônio para placas mais espessas.

√Argônio, é um gás inerte que não reage com cortes em alta temperatura e não é um gás auxiliar padrão devido à baixa condutividade. Portanto, muitas vezes é misturado com hidrogênio para criar a chama de corte-de plasma mais quente para um corte limpo.

 

 

Consideração de investimento para laser de plasma versus laser de fibra

 

As máquinas de plasma funcionam direcionando o gás de corte (ar, oxigênio, nitrogênio, ar, argônio, etc.) através de um bico com abertura estreita, e então o gás é ionizado para produzir o arco de plasma. Enquanto um gás de proteção é usado para cercar o arco de plasma para ajudar a moldar o arco, o arco de plasma com temperatura muito alta pode cortar os materiais metálicos.

Enquanto os lasers de fibra usam a luz produzida por um diodo e a direcionam ao longo de um cabo-de fibra óptica e componentes ópticos, e o feixe de luz é então focado e intensificado para cortar peças de metal. O laser de fibra também precisa de gás de corte que é injetado na cabeça de corte abaixo dos componentes ópticos e sai do bico junto com o feixe de laser. De acordo com a experiência de Fabmann, placas mais finas <12mm, tubos ou perfis que exigem altas tolerâncias dimensionais, a máquina a laser de fibra é a melhor opção. Embora os custos de aquisição e operação sejam geralmente mais elevados do que os de uma máquina de plasma, em média, leva cerca de 5 anos para atingir o ponto de equilíbrio. Os cortadores de plasma têm uma taxa de produtividade relativamente mais alta, ampla faixa de corte e custos de aquisição comparativamente baixos, com um tempo de retorno médio de 3 anos. O gráfico abaixo fornece uma compreensão básica de seus principais recursos.

 

Parâmetros	Laser de fibra	Plasma HD
Opções de materiais	Aço macio, aço inoxidável, alumínio, cobre	Todos os metais condutores
Faixa de espessura	Até 30 mm	Até 50mm
Esquadria da borda	ISO 1	ISO 2 - 4
Tolerância de Corte	0,05-0,1 mm dependendo da espessura do material	0,2 mm - 0.5 mm dependendo da espessura do material
Largura do corte	0.15 - 0.4 milímetros	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Mais estreito	Mais amplo
Velocidade de corte (<10 mm)	Mais rápido	Mais devagar
Cutting Speed (>10mm)	Mais devagar	Mais rápido
Preço de compra	Alto	25-35% de laser
Custos Operacionais	Baixo	Baixo
Manutenção	Moderado	Moderado
Prazo de equilíbrio	4-6 anos	3-4 anos

 

Para tomar uma decisão objetiva de investimento, existem alguns fatores importantes que você precisa considerar:

 

√Os tipos de matéria-prima e as máquinas split, plasma e laser são extremamente semelhantes no que diz respeito à gama de materiais, e as principais diferenças são a faixa de espessura de corte e a qualidade do corte. Ambos podem cortar todos os materiais condutores, como aço-carbono, aço inoxidável, latão, cobre e alumínio. Se a maior parte do seu material tiver menos de 10 mm e perfis complexos, incluindo tubos, pode ser mais econômico-investir em uma máquina de corte a laser de fibra e terceirizar o corte a plasma.

 

√A qualidade do corte abrange alguns elementos importantes, como esquadria, escória, aresta de corte, HAZ (zona afetada pelo calor). Para o laser de fibra, a qualidade do corte depende muito da potência, velocidade de corte, gás e pressão do gás e tamanho do bico. Normalmente, a configuração de energia popular terá escória-livre para lasers de fibra, como 4 mm para lasers de 2 KW, 6 mm para lasers de 6 KM. Abaixo está um breve resumo dos problemas populares de qualidade de corte:

 

● Quadratura, os lasers de fibra são capazes de produzir um corte quase quadrado e podem ser classificados em ISO 1. Cortes de plasma típicos normalmente têm um formato ligeiramente côncavo na borda de corte e seu ângulo de chanfro na faixa de ISO 3-5.

●A escória é definida como o resíduo metálico indesejado que não foi ejetado do corte que se forma na parte inferior do corte. A máquina de corte a plasma pode alcançar boa qualidade de corte, mas os operadores precisam decidir se a qualidade de corte ou a velocidade de corte são a prioridade. O corte baixo pode resultar em escória pesada na parte inferior da peça de trabalho, enquanto o corte muito rápido pode resultar em rebordos de metal alinhados na parte inferior do corte e é muito difícil removê-los.

●Borda, o cortador de plasma pode fornecer bordas de corte mais suaves devido ao seu tamanho de ponto maior, mas é claro que também depende de como o operador configura os parâmetros de corte para alcançar uma qualidade de corte otimizada.

●HAZ, depende em grande parte da potência da máquina e da velocidade de corte, e tanto os lasers de fibra quanto os cortadores de plasma produzem HAZs. Mas normalmente o laser de fibra gera uma HAZ menor.

 

 

√Tolerância de corte e qualidade do furo, também chamada de qualidade da peça cortada, especialmente a qualidade do furo é frequentemente considerada uma medida de precisão, que é avaliada pelo quão cilíndrico um furo pode ser. O grau de precisão é frequentemente avaliado pela largura do corte; quanto mais largo o corte, mais áspera será a precisão. O corte determina o tamanho do contorno interno que pode ser cortado e, enquanto isso, a distorção térmica pode alterar a dimensão da peça de trabalho. O laser de fibra tem maior tolerância em comparação com o cortador de plasma.

 

√Custo, os lasers de fibra são geralmente mais caros que as máquinas de plasma, tanto no custo inicial de compra quanto nas despesas operacionais.

 

Resumindo, o laser é a melhor opção para cortar aço inoxidável fino e alumínio com espessura entre 0,5 mm e 10 mm, e sua maior precisão, velocidade e capacidade de cortar formas complexas o tornam mais desejável do que a máquina de plasma. Na faixa de 10 a 15 mm, o laser de fibra é bastante comparável à máquina de plasma. Para chapas pesadas acima de 15 mm, uma moderna máquina de plasma CNC pode ser uma opção melhor.

 

Diferentes materiais de aço por corte a plasma

 

Características do Corte Plasma

 

A máquina de plasma começa a ganhar grande popularidade devido ao seu menor investimento e qualidade de corte comparável, embora não seja boa como a máquina de corte a laser que corta materiais metálicos mais finos, e possui os seguintes recursos:

 

 

Portanto, o plasma é frequentemente usado para cortar metais espessos, como para prototipagem rápida e design artístico. Concluindo, o corte a plasma é um corte de metal acessível (especialmente para aço inoxidável, alumínio e chapas grossas) com menor precisão em comparação com o corte a laser, e é muito popular para fabricação de estruturas pesadas, como construção naval.