corte con plasma

El líder en tecnología El líder en tecnología de corte plasmade corte plasma

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¿Qué es el Corte Plasma?

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¿Qué es el Plasma?

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El Cuarto Estado de la Materia

Gas

Plasma

Ionización

NIVEL

DE

ENERGÍA

Líquido

Sólido

Fusión

Evaporación

El plasmaplasma es un conjunto de partículas que muestra algunas propiedades de un gas, pero se diferencia de éste por ser un buen conductor eléctrico.

Esta propiedad es la base del proceso de corte plasma.

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Formación del Plasma:

• La ionizaciónionización de los gases genera electrones libres entre los átomosde gas.

• Cuando esto ocurre, el gas se vuelve eléctricamente conductor, con capacidadcapacidad de de transportartransportarcorrientecorriente.

• Al circular corriente, éste se vuelveplasmaplasma, la forma de la materia másabundante en el universo.

El plasma en la naturaleza

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¿Qué es el Corte Plasma?

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Definición de Corte Plasma

El corte plasmacorte plasma es un proceso queutiliza el agujero calibrado de unaboquilla para la constricciónconstricción de un flujo de gas ionizado (o plasma), quese encuentra a muy alta temperatura, a fin de controlarlo y usarlo para fundiry seccionar metales conductores.

( + )

Electrodo(-)

Boquilla

Pieza a Cortar (+)

17,000ºC

27,000ºC

11,000ºC

Rangos de Temperatura del arco

Es un proceso térmico !Es un proceso térmico !

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Componentes de un Equipode Corte Plasma

Antorcha

Es donde se genera el plasma y, a la vez, la herramienta de corte.

Fuente de Poder

Es la responsable de entregar la potencianecesaria para la generación del plasma, en forma de corriente continua a un valor constante, generalmente regulable.

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Antorcha PlasmaElectrodo

Anillo

Boquila

Un gas eléctricamente conductor es usado para transferir energía de la antorcha al material a cortar.

La boquilla constriñe y mantiene el chorro de plasma.

El electrodo es el responsable de emitir el arco eléctrico.

El anillo deja ingresar el gas en lascondiciones requeridas.

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Tipos de Antorcha Plasma

Antorcha ManualDirigida por el pulso de un operador. Menos precisa.

Antorcha MecanizadaDirigida por cualquier dispositivode avance mecanizado.

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Tipos de Fuentes de Poder

Convencionales

Gran Tamaño y Peso

Menor Eficiencia Eléctrica

Menor Cantidad de Componentes

Inversores

Pequeños y Livianos

Gran Eficiencia Eléctrica

Mayor Estabilidad de Corriente

44 Kg

210 Kg

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Corte Plasma Manual:Características

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Características del Corte Plasma Manual

Alta Velocidad de Avance

Perfora sin Precalentamiento

Facilidad de Uso

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Características del Corte Plasma Manual

Corta Cualquier Metal Conductor Puede cortar Acero al Carbono, Inoxidable, Aluminio, Bronce, Cobre, Fundición de Hierro, etc.

PermitePermite CortarCortar PlacasPlacas ApiladasApiladas

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Características del Corte Plasma Manual

CortaCorta un un AmplioAmplio RangoRango de de EspesoresEspesoresDependiendo de la capacidad del equipo, es posible cortarmetales desde 0.5mm hasta 60mm de espesor.

Proceso Muy Seguro Proceso Muy Seguro No utiliza peligrosos cilindros de oxígeno y gas

ni mangueras transportando elementos combustibles

No requiere cuidados especiales

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Características del Corte Plasma Manual

Corte Corte LimpioLimpioEl corte no deja escoria, por lo tanto, no es necesaria la posterior limpieza con esmeril.

No No SobrecalientaSobrecalienta el Material el Material Debido a la alta velocidad de avance, la zona afectada porel calor es muy pequeña.

Las planchas de espesor fino no se ondulan.

Borde sin escoria

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Los Equipos Manuales......Pueden Automatizarse Fácilmente

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NuevasTecnologías Aplicadas al Corte Plasma

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Nuevas Tecnologías= Mayor Rendimiento

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Antorcha

Tecnología de arranque sin altafrecuencia

Tecnología Coaxial-assist™ Jet

Gatillo de seguridad

Acople rápido antorcha-fuente

Escudo Frontal de Arrastre

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AntorchaRanurado con plasma

(Reemplazo del proceso Arcair y piedra esmeril)

Ventajas:

Evita gran nivel de ruido y humos de los electrodos de carbón

Disminuye sensiblemente el consumo eléctrico

Posibilidad de automatizar el proceso

Puede aplicarse a acero al carbono, inoxidable o aluminio

Ranurado Manual

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Fuente de Poder

Diseño inverter de 3ra generación, basados en IGBT* y microprocesador

Alta confiabilidad.

Totalmente estado sólido, no tienecontactores, ni relays, ni fusibles

Tecnología Auto Voltage ®. Permiteconexión a cualquier red entre 200-600V, 1-3 fases, 50-60Hz

Interfase para fácil conexión con cualquierdispositivo mecanizado

(*) Insulated Gate Bi-polar Transistor

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Seleccionandoun Equipo

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Indicación de Capacidad del Equipo

Indicación de la Capacidaden Tres Niveles

• Clara información de la eficiencia en cada espesor

• Hace más fácil la eleccióndel equipo correcto

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La Primera Pregunta es: Cuál es el Rango de Espesores que Cubreel 80% de mis Cortes?

22mm 22mm

Capacidad RecomendadaCapacidad Recomendada

29mm

Capacidad Máxima

38mm

Corte Bruto

• Eficiencia Optima del Equipo

• La velocidad de corte es, por lo menos, 500 mm/min

• 80% del trabajo deberíaestar en este espesor o por debajo

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Y la segunda es: Cuál es el Rango de Espesores que Cubreel 20% de Restante?

22mm

Capacidad Recomendada

29mm29mm

Capacidad MáximaCapacidad Máxima

38mm

Corte Bruto

• Capacidad Máxima del Equipo

• La velocidad de corte es, por lo menos, 250 mm/min

• 20% del trabajo deberíaestar en este espesor

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La Capacidad de Corte Bruto: Un Plus en el Rendimiento del Equipo

22mm

Capacidad Recomendada

29mm

Capacidad Máxima

38mm38mm

Corte BrutoCorte Bruto

• Límite Superior del Equipo

• Muy baja velocidad de corte

• Debería utilizarse paraeste espesor sóloocasionalmente

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Indicación Clara del Rendimiento

Permite conocer las velocidades exactas de

trabajo para cada espesor.

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Comparación con Otros Procesos

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Corte Plasma vs. Oxicorte

BeneficiosEl plasma corte cualquier metal conductorMás velocidad y mayor productividadMínima necesidad de operaciones secundariasSignificativamente menor zona afectada por el calorNo produce ondulación en las chapasCorta prácticamente sin escoriaPuede cortar materiales pintados, oxidados o sucios sin inconvenienteProceso mas seguro: no utiliza gases inflamablesProceso más fácil de operar: no requiere operador calificadoCosto operativo menor

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Corte Plasma vs. Oxicorte

Velocidad de corte – mm/min

Espesor 3 mm 6 mm 10 mm 12 mm 16 mm 19 mm 25 mm 32 mm

Oxicorte 686 660 584 508 457 432 356 330

Powermax190c 559 229

Powermax380 1448 813 432 178

Powermax600 4826 1651 864 610 330

Powermax1000 6706 3353 1600 1067 787 559 305 152

Powermax1250 10,973 4089 2388 1524 1016 787 406 203

Powermax1650 11,582 5283 3022 2235 1549 1194 711 482

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Corte Plasma vs. Oxicorte

Capacidad de Producción:Metros cortados mensualmente

Espesor 1/8"3.25mm

1/4"6.35mm

1/2"12.7mm

3/4"19mm

1"25.4mm

1-1/2"38.1mm

Oxicorte 3,802 3,168 2,661 2,281 2,091 1,901

Powermax1250 42,134 25,910 9,656 4,986 2,572

Powermax1650 42,134 33,473 14,161 7,559 4,505 1,457

HySpeed HT2000 38,650 36,749 19,008 12,038 8,237 3,168

Nota: Este cálculo se realizó sobre la misma máquina de corte, con diferentes procesos cada vez (oxicorte / plamsa)

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Corte realizado con proceso oxi acetilenico

Velocidad: 400mm/min

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Corte realizado con equipo Hypertherm Powermax1250Velocidad: 2600mm/min

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Aplicación del Corte Plasma en la Minería

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Mantenimiento de Tolvas

• ProblemaReemplazo de placas de alta dureza en piso y laterales interiores.

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Mantenimiento de Tolvas

• SoluciónEl corte plasma mecanizado por medio de un carro o “tortuga” permite realizar cortes rectos a gran velocidad.

Ejemplo: Corte de 2.5m en acero 500 Brinnel- Oxicorte: 18 minutos / requiere esmerilado- Plasma: 3 minutos / corte sin escoria

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Mantenimiento de Tolvas

• SoluciónEl corte plasma manual permite realizar fácil y rápidamente los ajustes necesarios sobre la tolva.

El equipo es portátil y permite movilizarlo fácilmente. La antorcha larga permite alcanzar lugares alejados.

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Mantenimiento de Vagones

• ProblemaLas paredes laterales de los vagones sufren gran desgaste y deben ser reemplazadas.

Habitualmente se realiza el desarme con el proceso Arcair

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Mantenimiento de Vagones

CorteCorte

RanuradoRanurado o o GougingGouging

• SoluciónLas operaciones de corte y ranurado con plasma resuelven completamente desarme del vagón, con mayor rapidez, mejor calidad y menor contaminación ambiental.

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Mantenimiento de Vagones

CorteCorte

RanuradoRanurado o o GougingGouging

Plasma vs. Arcair• Calidad muy superior• No contamina el material• Más rápido• Menor nivel de ruido• Bajo nivel de humos• Menor consumo eléctrico

(16kW vs. 50kW) y mayor eficiencia eléctrica

• Más económico

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Mantenimiento de Vagones

• ProblemaPara recuperar las “ramas” que trituran la escoria junto a los rieles es necesario reemplazar la pastilla de alta dureza que se encuentra en el extremo.(trabajo imposible para el oxicorte)

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Mantenimiento de Vagones

• SoluciónSe puede quitar fácil y rápidamente la soldadura por medio del ranurado por plasma.

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Mantenimiento de Equipos en General

Corte de protector de talón de cucharón (Acero al Mn)

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Mantenimiento de Palas

• ProblemaReemplazo de protector de solera de cucharón de cargador frontal

• SoluciónEl corte plasma permite cortar la plancha fácilmente para adaptarla a la forma necesaria

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Mantenimiento de Palas• Problema

Dimensionamiento de chaquetas anti-desgaste (placa 500 brinnel)

• SoluciónCon el corte plasma el corte es muy rápido y limpio

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Mantenimiento de Palas

• ProblemaReemplazo de piezas de desgaste, dientes, etc.

• SoluciónEl ranurado con plasma es ideal para remover dientes y otras piezas que deben ser reemplazadas.

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Mantenimiento de Equipos en General

• ProblemaCorte de protector lateral de faja transportadora

• SoluciónEl corte plasma manual permite dimensionar fácilmente cualquier pieza (Acero CrNiMo)

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Corte PlasmaMecanizado

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Corte Plasmade Alta Definición

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Tecnología Alta DefiniciónEsta tecnología se basa en la super-constricción del arco, incrementando dramáticamentela densidad de energía: de 15Amp/mm2 a 90Amp/mm2.

El corte plasma de altadefinición produce calidad de corte muy superior en espesores hasta 1”.

Es un proceso desarrollado y patentado por Hypertherm en 1995

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Tecnología Alta Definición

Excelente tolerancia (0.2mm)

Compite con el láser en el 80% de las aplicaciones y con 1/3 de inversión

Angulo de corte muy peueño

Gran velocidad

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Hyperformance Plasma

Nuevo Sistema HPR130Calidad más consistente

Velocidad de corte superior

Mayor duración de las piezasconsumibles

Amplio rango de procesos con gases

Marcado y corte con la misma antorcha

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Midiendo la Alta PerformanceDuplica la duración de consumibles

HyPerformance Plasma Doubles Consumable Life

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

4 sec 20 sec 60 sec

Average cut time in seconds

Star

ts

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Midiendo la Alta PerformanceCorta más rápido = mayor productividad

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Midiendo la Alta PerformanceTest de Laboratorio

Normas ISO 9013 – Especificaciones de Calidad de Corte

Espesor(mm) ISO Rango 1 ISO Rango 2 ISO Rango 3 ISO Rango 4 ISO Rango 5

Desvio Angulo Desvio Angulo Desvio Angulo Desvio Angulo Desvio Angulo

1.5 0.0021 2.2 0.0063 6.54 0.0163 16.51 0.0327 30.66 0.0493 41.82

3 0.0024 1.1 0.0068 3.21 0.0171 7.97 0.0342 15.64 0.0519 23.05

6 0.0027 0.7 0.0077 1.93 0.0183 4.59 0.0365 9.13 0.056 13.85

10 0.0031 0.5 0.0085 1.39 0.0195 3.18 0.039 6.33 0.0604 9.75

12 0.0035 0.4 0.0094 1.17 0.0207 2.58 0.0415 5.15 0.0647 8

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Set de Consumibles # 1

3 corte porintervalo x 4 lados

= 12 datos180 900 360 540 720 1080 1260 1440

Set de Consumibles # 2

Set de Consumibles # 3

((

Consumiblesusados hasta quefallan

Angulo de inclinaciónmedido en los 4 ladosde cada pieza

Total:36 datos por punto

1st Pieza

Número de Arranques

Midiendo la Alta PerformanceTest de Laboratorio

Angulo máximo usadopara determinar el Rango ISO

Duración del cortees 20 segundoscon 20% de errores

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Midiendo la Alta PerformanceTest de Laboratorio

HyPerformance Plasma provee mayor consistencia en calidad a lo largo de la vida del consumible

20seg - Espesor 3/8"(9.5mm) Acero al CarbonoClasificación de acuerdo a ISO9013

0

200400

600

800

10001200

1400

HyPerformance HD3070 Competitor A Competitor B

No.

de

Arr

anqu

es

Angulo fuera de rango > 9.75 grados

Rango 5 Angulo < 9.75 grados

Rango 4 Angulo < 6.33 grados

Rango 3 Anglulo < 3.18 grados

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Midiendo la Alta PerformanceTest de Laboratorio

• Calidad de cortesuperior

• Angulo de cortemenor a 3.18 grados hasta 900 arranques

• Consistenciadurante toda la vida del consumible

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Midiendo la Alta PerformanceCosto por Metro Cortado

HyPerformance corta el costo operativo a la mitad

HyPerformance HyDefinition Comp A Comp B

Cos

to r

elat

ivo

de

Con

sum

ible

s +

Ele

ctri

cida

d +

Gas

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Tendencias en Equipos Mecanizados

Corte de Alta Definición HyDefinition ®:Tolerancias Bajas (0.2mm)Piezas TerminadasExcelente AcabadoAlta Productividad

HyDefinition ® HD3070 HD4070HyPerformance ® HPR130

Corte de Alta Velocidad HySpeed ®:Mínimo Costo de ProducciónTolerancias aceptables Sin EscoriaMáxima Productividad

HySpeed ® HT2000HT4400

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Corte Plasma Mecanizado = Calidad

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Corte Plasma Mecanizado = Flexibilidad

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Corte Plasma Mecanizado = Productividad

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Uso de Gases para Mejorar la Calidad de Corte

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Mejorando la Calidad de CorteUtilización de Gases

Procesos Dual Gas (Gas Plasma + Gas de Protección)

Acero al Carbono

1) Oxígeno / Nitrógeno – Optima calidad y velocidad 2) Oxígeno / Aire – Excelente calidad y velocidad3) Oxígeno / Oxígeno – Excelente para espesores finos4) Aire / Aire – Terminación aceptable, menor velocidad y soldabilidad5) Nitrógeno / Aire – Terminación pobre, incrementa vida de electrodo

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Mejorando la Calidad de CorteUtilización de Gases

Procesos Dual Gas (Gas Plasma + Gas de Protección)

Acero Inoxidable

1) H35 / Nitrógeno – Optima calidad y velocidad en espesores > 12mm2) F5 / Nitrógeno – Optima calidad y velocidad en espesores < 12mm3) Nitrógeno / Nitrógeno – Buena calidad, menor velocidad4) Aire / Aire – Terminación aceptable, requiere esmerilado

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Mejorando la Calidad de CorteUtilización de Gases

Procesos Dual Gas (Gas Plasma + Gas de Protección)

Aluminio

1) Nitrógeno / Nitrógeno – Buena calidad y velocidad2) Aire / Aire – Calidad aceptable, alta velocidad3) Aire / Metano – Excelente calidad, y velocidad4) H35 / Nitrógeno – Excelente calidad y velocidad en espesores > 6mm

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