Instalación; Información Básica Del Plasma - Forney Plasma Torch Manual De Instrucciones

Instalación
Información básica del plasma
¿QUÉ ES EL PLASMA?
Una descripción común del plasma establece que este es el cuarto estado de la materia. Normalmente
pensamos en tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. En el caso del agua, esos tres estados
son hielo, líquido y vapor. La diferencia entre estos estados se relaciona con sus niveles de energía. Si le
agregamos energía en forma de calor al hielo, este se funde y forma agua. Si le agregamos más energía,
el agua se transforma en vapor de hidrógeno y oxígeno. Si le agregamos más energía al vapor, estos
gases se ionizan. Este proceso de ionización hace que el gas se convierta en conductor de electricidad.
Este gas ionizado conductor de electricidad se denomina plasma.
¿CÓMO CORTA EL PLASMA EL METAL?
El proceso de corte por plasma, como se usa en el corte de metales conductores eléctricos, usa este gas
conductor eléctrico para transferir energía de una fuente de energía eléctrica a través de una antorcha de
corte por plasma al material que se está cortando. El sistema básico de corte por arco de plasma consta de
un suministro eléctrico, un circuito de inicio de arco y una antorcha. Estos componentes del sistema proveen
la energía eléctrica, capacidad espacial de ionización y control de proceso que son necesarios para
producir cortes de alta calidad y productividad en diversos materiales.
El suministro de energía es una fuente de energía de CC constante. El voltaje del circuito abierto
normalmente se encuentra en el rango de 240 a 400 V CC. La corriente de salida (amperaje) del
suministro de energía determina la velocidad y capacidad de espesor de corte del sistema. La función
principal del suministro de energía es proveer la energía correcta para mantener el arco de plasma
después de la ionización.
El circuito de inicio del arco es un circuito generador de alta frecuencia que produce una CA de 5000 a
10 000 voltios a aproximadamente 2 megahercios. Este voltaje se usa para crear un arco de alta
intensidad dentro de la antorcha para ionizar el gas, produciendo así el plasma.
La antorcha actúa como el soporte de la boquilla y electrodo consumibles, y les provee (aire de)
enfriamiento a estas piezas. La boquilla y el electrodo constriñen y mantienen el chorro de plasma.
FUNCIONAMIENTO DE LA CORTADORA DE PLASMA
La fuente de energía y el circuito iniciador del arco se conectan con la antorcha mediante conductores y
cables de interconexión. Estos conductores y cables le suministran a la antorcha el caudal de gas, flujo de
corriente eléctrica y alta frecuencia correctos para comenzar y mantener el proceso.
1. Se envía una señal de entrada de inicio al suministro de energía. Esto, al mismo tiempo, activa
el voltaje del circuito abierto y el flujo de gas a la antorcha. El voltaje del circuito abierto puede
medirse del electrodo (-) a la boquilla (+). Observe que la boquilla está conectada al positivo
del suministro de energía mediante un resistor y un relé (relé del arco piloto), mientras que el
metal que se cortará (pieza de trabajo) está conectado al positivo de forma directa. El gas fluye
por la boquilla y sale por el orificio. En este punto no hay ningún arco porque no hay ninguna
trayectoria de corriente del voltaje de CC.
2. Después de que el flujo de gas se estabiliza, se activa el circuito de alta frecuencia. La alta
frecuencia provoca una descarga disruptiva entre el electrodo y la boquilla dentro de la antorcha
de modo tal que el gas debe atravesar este arco antes de salir de la boquilla. La energía
transferida del arco de alta frecuencia al gas hace que este se ionice y se torne conductor de
electricidad. Este gas conductor de electricidad crea una trayectoria de corriente entre el electrodo
y la boquilla, y, como resultado, se forma el arco de plasma. El flujo del gas obliga a este arco a
pasar por el orificio de la boquilla, creando un arco piloto.
3. Si la boquilla está cerca de la pieza de trabajo, el arco piloto se conecta a esta, ya que la
trayectoria de corriente a positivo (en el suministro de energía) no está limitada por una
resistencia como sí lo está la conexión positiva de la boquilla. El flujo de corriente hacia la
pieza de trabajo se detecta electrónicamente en el suministro de energía. Cuando se detecta
este flujo de corriente, se deshabilita la alta frecuencia y se abre el relé del arco piloto. La
ionización del gas se mantiene con energía del arco de CC principal.
4. La temperatura del arco de plasma funde el metal y atraviesa la pieza de trabajo, y el flujo de gas
de alta velocidad elimina el material fundido de la parte inferior de la sangría de corte. En ese
momento se inicia el movimiento de la antorcha y comienza el proceso de corte.
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