¿Qué es el corte por plasma y cómo funciona?

Observe cómo un cortador de plasma corta una placa de acero y casi parece una trampa: un fino y chirriante chorro de luz parte el metal como un cuchillo caliente a través de mantequilla, dejando un borde limpio. No hay hoja de sierra ni pulido, sólo un chorro de gas sobrecalentado. El corte por plasma es una de las formas más rápidas y versátiles de cortar metal y se utiliza en todas partes, desde tiendas de hobby hasta mesas CNC gigantes. Esta explicación cubre qué es el corte por plasma, cómo funciona, qué gas utiliza y cómo se compara con otros métodos de corte.

El corte por plasma es un proceso que corta metal eléctricamente conductor utilizando un chorro rápido y sobrecalentado de gas ionizado llamado plasma. Un arco eléctrico convierte el gas en plasma, que funde el metal mientras el flujo de gas expulsa el metal fundido. Así es como funciona.

Las partes principales

Un sistema de corte por plasma se basa en algunos elementos clave:

• Una fuente de energía que suministra la energía eléctrica.
• Un suministro de gas, normalmente aire comprimido.
• Una antorcha con electrodo y boquilla estrecha.
• Una conexión a tierra a la pieza de trabajo conductora.
• Consumibles, el electrodo y la boquilla que se desgastan con el tiempo.

La electricidad, el gas y una boquilla constrictora son la receta completa: combínalos y obtendrás un arco de plasma.

Respuesta directa: cómo funciona el corte por plasma

Aquí está la secuencia básica:

1. Fluye gas a través del soplete, generalmente aire comprimido.
2. La fuente de energía crea un arco eléctrico en la antorcha.
3. El arco calienta el gas tan intensamente que se ioniza formando plasma.
4. La boquilla estrecha constriñe el plasma en un chorro rápido y enfocado.
5. El chorro de plasma derrite el metal donde toca.
6. El flujo de gas expulsa el metal fundido fuera del corte, formando el corte.

Debido a que el plasma conduce electricidad, el arco lo atraviesa hacia la pieza de trabajo conductora, concentrando el calor exactamente donde se realiza el corte.

¿Qué es realmente el plasma?

La clave para comprender el proceso es el plasma mismo. El plasma suele denominarse el cuarto estado de la materia, después del sólido, el líquido y el gas. Cuando un gas se calienta a una temperatura extrema, sus átomos se ionizan, lo que significa que obtienen suficiente energía para que el gas se vuelva conductor de electricidad. Eso es exactamente lo que hace una antorcha de plasma: fuerza un gas a pasar por un arco eléctrico, calentándolo hasta que se ioniza y se convierte en plasma. Este plasma es sorprendentemente caliente, alcanza temperaturas de decenas de miles de grados Fahrenheit y, debido a que conduce electricidad, el arco de corte lo atraviesa y penetra en el metal. La pequeña boquilla de la antorcha exprime el plasma en un chorro estrecho y de alta velocidad, que concentra todo ese calor y fuerza en una línea delgada. Ese chorro conductor estrecho, sobrecalentado es lo que hace que el corte por plasma sea tan rápido y preciso.

El gas y el corte

Una pregunta común es qué gas utiliza una cortadora de plasma y, para la mayoría de los sistemas, la respuesta es simple: aire comprimido. El aire común de taller es el gas de plasma más común, especialmente en máquinas portátiles y de hobby, porque está fácilmente disponible y funciona bien con metales comunes. Algunos sistemas industriales o de precisión utilizan otros gases como nitrógeno u oxígeno para materiales específicos y resultados más finos, pero el plasma de aire cubre la mayor parte del corte diario. El gas desempeña dos funciones a la vez: se convierte en el plasma que transporta el calor y su flujo expulsa físicamente el metal fundido del corte. Ese espacio que queda, la ranura que el plasma talla en el metal, se llama corte. Un límite importante se desprende de la física: debido a que el proceso se basa en una ruta eléctricamente conductora, el corte por plasma solo funciona en metales conductores como acero, acero inoxidable y aluminio, no en madera, vidrio o plástico.

Plasma versus otros métodos de corte

Es útil ver dónde encaja el plasma entre las opciones de corte. En comparación con una sierra o amoladora mecánica, el plasma es más rápido, más limpio, no depende de una hoja y puede seguir curvas fácilmente, razón por la cual combina tan bien con las mesas de corte CNC para formas automatizadas. En comparación con el corte con oxicorte (soplete), el plasma funciona en una gama más amplia de metales, incluidos el acero inoxidable y el aluminio, que el oxicorte no puede cortar bien, y produce una zona afectada por el calor más pequeña, lo que significa que el calor modifica menos parte del metal circundante. En comparación con el corte por láser, el plasma es generalmente más sencillo de utilizar y maneja bien material conductor más grueso, mientras que el láser ofrece una precisión más fina y bordes más limpios en materiales más delgados y puede cortar algunos materiales no conductores que el plasma no puede. Debido a que el corte por plasma puede volverse brillante, también requiere protección ocular con una lente sombreada adecuada al amperaje de corte, junto con los guantes habituales y protección contra chispas.

El resultado final

El corte por plasma funciona forzando un gas, generalmente aire comprimido, a pasar a través de un arco eléctrico hasta que se ioniza en plasma, un chorro eléctricamente conductor sobrecalentado, y luego constriñe ese chorro a través de una boquilla estrecha para que derrita el metal mientras el flujo de gas expulsa el material fundido. Debido a que se basa en una ruta conductora, solo corta metales conductores como acero, acero inoxidable y aluminio, pero en estos es rápido, limpio y fácil de guiar, razón por la cual prospera desde bancos de hobby hasta grandes mesas CNC. Comparado con las sierras, el oxicorte y el láser, el plasma marca un punto óptimo de velocidad, versatilidad y una pequeña zona afectada por el calor, lo que lo convierte en una de las herramientas para cortar metales más útiles que existen.

Preguntas frecuentes

¿Qué gas utiliza una cortadora de plasma? La mayoría de las cortadoras de plasma utilizan aire comprimido, especialmente los sistemas portátiles y de hobby, porque está disponible y funciona bien con metales comunes. Algunas máquinas industriales o de precisión utilizan otros gases como nitrógeno u oxígeno para materiales específicos y una calidad de corte más fina, pero el aire normal del taller cubre la mayor parte del corte por plasma diario.

¿Qué tono de lente se necesita para el corte por plasma? El corte por plasma produce una luz brillante, por lo que se requiere protección ocular con lentes sombreados, y el número de tono correcto depende del amperaje de corte; un amperaje más alto necesita un tono más oscuro. Siga la guía de tonos para su máquina y el nivel actual, y combine protección para los ojos con guantes y protección contra chispas y metal fundido.

¿En qué se diferencia el corte por plasma del corte por láser? El corte por plasma utiliza un chorro sobrecalentado de gas ionizado y corta solo metales eléctricamente conductores, y generalmente es más sencillo de utilizar y resistente en materiales conductores más gruesos. El corte por láser utiliza un haz de luz enfocado, ofrece una precisión más fina y bordes más limpios en material más delgado y puede cortar algunos materiales no conductores que el plasma no puede. Cada uno se adapta a diferentes trabajos.

¿Puede una cortadora de plasma cortar cualquier material? No. El corte por plasma solo funciona en materiales conductores de electricidad, como acero, acero inoxidable, aluminio, latón y cobre, porque el proceso depende de una ruta eléctrica a través del metal. No puede cortar materiales no conductores como madera, vidrio, plástico o piedra, que necesitan otros métodos de corte por completo.

¿Cuál es el corte en el corte por plasma? La ranura es la ranura o espacio que el chorro de plasma talla en el metal a medida que corta, el ancho del material eliminado por el corte. El flujo de gas expulsa el metal fundido de este espacio. El ancho de la ranura es importante para la precisión, especialmente en el corte CNC, donde se tiene en cuenta para que las piezas tengan el tamaño correcto.

¿Por qué el corte por plasma tiene una pequeña zona afectada por el calor? Debido a que el chorro de plasma es estrecho y extremadamente rápido, funde y limpia una delgada línea de metal rápidamente, por lo que se propaga menos calor al material circundante que con métodos más lentos como el oxicorte. Una zona más pequeña afectada por el calor significa que el calor cambia menos metal alrededor del corte, lo que ayuda a preservar las propiedades del metal cerca del borde.

Referencias

• Lincoln Electric, Cómo funciona una cortadora de plasma (fabricante), lincolnelectric.com.
• Guía de Miller Electric para seleccionar y operar una cortadora de plasma portátil (fabricante), millerwelds.com.
• Referencias de Hypertherm y ESAB sobre fundamentos del corte por plasma (fabricantes), hypertherm.com, esab.com.