Cortadora de plasma

Cortadora de plasma

El corte por plasma es un procedimiento de corte térmico en el cual el arco es comprimido al pasar por una tobera. El arco directo que se produce cuando una corriente eléctrica fluye desde el electrodo no consumible (cátodo) al producto (ánodo) que se utiliza para el corte de materiales con conductividad eléctrica. Esta forma de corte por plasma es el más común. En el caso del arco indirecto éste se crea entre el electrodo y la tobera. Incluso si se utiliza el gas de corte que incluye oxígeno, predomina el efecto de calentamiento por el arco de plasma. Por lo tanto, el método no es considerado como un corte por oxígeno, sino más bien como un corte por fusión.

Los gases de plasma en el arco están parcialmente expuestos a disociación e ionización, lo que los hace conductores eléctricos. Debido a su alta densidad de energía temperatura, el plasma se expande y se mueve hacia el producto a una velocidad tres veces superior a la del sonido.

Debido a la recombinación de átomos y moléculas en la superficie del producto, la energía consumida se libera inmediatamente y aumenta el efecto térmico del arco de plasma sobre el producto. La temperatura de arco de plasma alcanza 30000 K. En combinación con la alta energía cinética del gas de plasma tal temperatura proporciona una velocidad de corte extremadamente alta de todos materiales con conductividad eléctrica que depende del espesor del material.

Para iniciar el proceso de corte, primero se enciende el arco piloto entre la tobera y el electrodo mediante la aplicación de alto voltaje. Este arco piloto de baja energía prepara el espacio entre el cortador de plasma y la pieza causando una ionización parcial. Cuando el arco piloto está en contacto con el producto (corte en vuelo), al aumentar automáticamente la potencia se enciende el arco de plasma principal.

El material metálico se funde y en parte se evapora bajo la acción de la energía térmica del gas y del arco de plasma. El metal fundido se sopla fuera del corte bajo la acción de la energía cinética del gas de plasma. A diferencia del corte por oxígeno, en el cual un 70% de la energía térmica es generado por la combustión del hierro, en el corte de plasma la energía requerida para fundir el material en el corte es generada sólo bajo la acción de la electricidad.

La elección del gas de plasma depende del material que ha de ser cortado. Por ejemplo, el gas monoatómico de argón y/o los gases biatómicos como hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y mezclas de estos gases, así como el aire filtrado se utilizan como el gas de plasma y el gas de corte.

Los cortadores pueden tener enfriamiento tanto por agua como por gas. Dependiendo de donde se utilizan los procesos del corte por plasma, se distinguen los procesos realizados sobre el agua, en la superficie del agua, así como bajo agua.

1. Máquinas de corte por plasma

1.1. Fuente de alimentación para el corte por plasma

La fuente de alimentación para el corte por plasma proporciona el voltaje de servicio y la corriente de corte para los arcos principal y auxiliar.  La tensión de la fuente de alimentación para el corte por plasma sin carga se encuentra en la banda entre 240 y 400 V. La estructura de la fuente de alimentación incluye el sistema de encendido del arco piloto (arco de plasma auxiliar) que tiene por objeto excitar el arco de plasma principal. Para realizarlo primero se enciende el arco de plasma de acción indirecta utilizando impulsos de alta tensión. El destino de este arco es la ionización del espacio entre la tobera y la pieza, lo que permite excitar el arco de plasma principal.

1.2. Electrodo y tobera del cortador de plasma

El aumento de eficiencia del corte por plasma depende en gran medida del diseño del cortador de plasma. Cuanto más se comprime el arco de plasma, tanto mayor será la velocidad del corte y la calidad del borde de corte.

Las partes más importantes del cortador de plasma es la tobera de plasma y el electrodo. Tanto la tobera de plasma como el electrodo son piezas rápidamente desgastables. Una elección equivocada o un mal uso de la tobera o del electrodo pueden reducir significativamente su vida útil y dañar el cortador.

La vida del electrodo se determina en gran parte por la intensidad de la corriente de corte, por el número de encendidos, así como por el tipo del gas de plasma usado. Además, el control de gas y de la potencia al principio y al final del corte, así como la disipación de calor desde el electrodo también juega un papel clave. Normalmente se usan electrodos en forma de varilla de tungsteno, así como los que tienen la forma de un dedo de zirconio o hafnio que pueden ser afilados o planos. Por cuanto son propensos a la erosión, los electrodos de tungsteno se pueden utilizar solamente con gases de plasma inertes y mezclas de los mismos, y también con gases de baja reactividad y los gases de plasma reducidos. Cuando se utiliza el oxígeno puro o los gases de plasma que incluyen oxígeno, los electrodos durarán mucho más tiempo que si están hechos de circonio o hafnio. Estos materiales forman naturalmente una capa protectora que se funde a una temperatura más alta y, además, están encerrados en la envoltura principal que posee una conductividad térmica muy alta, que se enfría intensamente. Si para el corte por plasma se utiliza el oxígeno, se puede prolongar la vida útil del electrodo suministrando dos gases: el encendido se lleva a cabo utilizando un gas con una baja capacidad de oxidación, y el corte utilizando oxígeno.

Factores clave que afectan a la vida de la tobera:

  • diámetro de salida de la tobera
  • peso y conductividad térmica del material de la tobera
  • salida (producto de la intensidad de corriente de corte p el voltaje de corte)
  • tiempo de acción del arco de plasma 
  • número de encendidos
  • secuencia detaladrados térmicos
  • y la intensidad de enfriamiento


El enfriado por agua es más intenso. El enfriado por aire requiere una mayor cantidad de gas.

1.3 Producto

En el corte por plasma con un arco de plasma de acción directa el material a cortar debe tener una conductividad eléctrica, ya que el producto forma parte de un circuito eléctrico. La puesta a tierra del productos conectado debe estar diseñada de tal manera que se garantice un flujo continuo de corriente.

1.4 Gas alimentado

Las máquinas de corte por plasma funcionan con gases inertes, gases reductores o gases de baja reactividad, así como gases activos químicamente y mezclas de los mismos. Una descripción detallada de los sistemas de suministro de gas y la información sobre la elección de gas, así como recomendaciones sobre la calidad del gas utilizado se da en el capítulo 4.

1.5 Sistema de circulación del refrigerante

Por cuanto el corte por plasma conlleva grandes cargas térmicas, se require un enfriamiento eficiente. Existen circuitos integrados y externos de circulación de enfriamiento por agua y por gas. Los cortadores que funcionan con una corriente de unos 100 amperios o más por lo general se enfrían con agua.

1.6 Sistema de reproducción

Los requisitos relativos a la fidelidad de reproducción y las características operacionales del sistema de reproducción están establecidos por la norma ISO 8206.

1.7 Mesa para el corte y el sistema de extracción

Las mesas de corte por plasma son una base estable para la disposición de la hoja de metal que se quiere cortar. Las dimensiones de la mesa dependen del tamaño, el peso y el grosor de la hoja de metal. Las descargas que acompañan el proceso de corte se pueden reducir significativamente mediante el uso de un cortador de plasma en combinación con el sistema de escape para la eliminación de humo y polvo o con una piscina de agua.

Es recommendable comprar una máquina de corte por plasma con generador de plasma específicamente para su producción de corte por plasma en la empresa FTL: info@ftl-maquinas.es o 622-89-89-49.