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Plasma es el cuarto estado de la materia. Normalmente pensamos en tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Para un elemento común como el agua, estos tres estados son hielo, agua y vapor.

La diferencia entre estos estados son sus niveles de energía relativos. Cuando se aporta energía en forma de calor al hielo, éste se derrite y se transforma en agua; si se agrega más energía, el agua se evapora y se transforma en vapor. Si se pudiese agregar al vapor una energía considerablemente mayor (calentarlo a aproximadamente 11,700° C), se descompondría en una variedad de gases y se transformaría en un conductor de electricidad o en gas ionizado. A este gas ionizado con alto nivel de energía se le llama plasma.

Un sistema de corte por plasma usa un flujo de plasma para transferir la energía a un material conductor. El flujo de plasma normalmente se forma al hacer que un gas como el nitrógeno, oxígeno, argón, o hasta el aire, pase por una boquilla estrecha. Una corriente eléctrica producida por una fuente de energía externa agrega la energía suficiente para que el flujo de gas lo ionice y lo convierta en arco de plasma con temperaturas que alcanzan los 40 000ºF. El arco de plasma corta la pieza al derretirla y disipa el metal derretido.

Componentes sistema de plasma

Un sistema de corte por plasma básico incluye los siguientes componentes:

• Fuente de energía - Una fuente de alimentación CC de corriente constante. El voltaje en circuito abierto por lo general está en el rango de 240 a 400 VCD. La corriente de salida (amperaje) y la clasificación general en kilovatios de la fuente de energía determina la velocidad y la capacidad del espesor de corte del sistema. La principal función de la fuente de energía es suministrar la energía correcta para mantener el arco de plasma después de la ionización.
• Circuito de arranque del arco - En la mayoría de las antorchas de enfriamiento líquido de 130 amperes en adelante, este es un circuito generador de alta frecuencia que produce un voltaje de CA de 5000 a 10 000 voltios a aproximadamente 2 MHz. Este voltaje crea un arco de alta intensidad dentro de la antorcha a fin de ionizar el gas, produciéndose de esta manera el plasma. En lugar del circuito de arranque de alta frecuencia mencionado arriba, las antorchas de plasma normalmente usan un electrodo móvil, o tecnología de encendido por retracción de electrodo (“blowback”) para ionizar el gas.
• Antorcha - Sirve de soporte a la boquilla y al electrodo consumibles y para refrigerar (con agua o gas) estas piezas. La boquilla y el electrodo constriñen y mantienen el chorro de plasma.

Software de corte por plasma

Para las aplicaciones de corte mecanizado, el software de corte por plasma se usa para programar la máquina de corte. En algunos casos, el software del CNC se puede usar para programar piezas individuales o pequeños lotes, pero la mayoría de los fabricantes y constructores confían en software que comúnmente se denomina software de anidamiento CAD/CAM, que ofrece muchas más funciones y capacidades.

Algunos tipos de software de anidamiento CAD/CAM para plasma pueden controlar y establecer de manera automática prácticamente cualquier aspecto de la operación del corte por plasma. Por ejemplo, ProNest^® de Hypertherm admite parámetros como corriente de arco, voltaje, preflujo de gas, ajustes de flujo de corte, velocidades de corte, alturas de corte, alturas de perforación y mucho más. Todo esto está destinado a simplificar el trabajo del operador de la máquina y a aumentar la productividad.

Otras funciones que se encuentran normalmente en un software de corte por plasma son:

• Evasión de colisiones
• Corte en cadena
• Corte de puente
• Corte de línea común
• Corte de varios cabezales
• Cuarteo de estructura

Y, en algunos casos, el software puede ayudar a obtener resultados optimizados, tales como:

• Mejor calidad de orificios
• Fácil ajuste del bisel
• Tiempo de ciclo más veloz

Aplicaciones e industrias típicas

El plasma se usa en sistemas de corte manuales y mecanizados para cortar una amplia variedad de materiales conductores, incluso acero al carbono, acero inoxidable, aluminio, cobre, bronce y otros metales.

Las aplicaciones de corte incluyen:

• Corte recto
• Corte en bisel
• Ranurado
• Corte de orificios
• Corte ranurado y de largo alcance
• Corte fino
• Marcado

Las industrias y mercados incluyen:

• Agricultura y ganadería
• Construcción naval
• Minería
• Energía
• Fabricación mecánica y de climatización
• Centros de servicios del acero
• Equipos de construcción
• Reparación automotriz
• Artes gráficas, señales y ornamentación
• Tuberías y transporte por tubería
• Construcción general
• Construcción de servicios civiles
• Procesos de fabricación y producción y talleres de producción