Equipo de Oxicorte Manual

 

 

MÓDULO SOLDADURA OXIACETILÉNICA Y OXICORTE

DOCENTE: Pablito Chamorro Inocente

 

 

MÉTODOS DE CORTE Casi siempre que se discuten procesos de corte térmico una, de las preguntas que inevitablemente se harían es: Cual es el mejor sistema sistem a de corte que se debería utilizar. La respuesta para esta pregunta puede ser simple y al mismo tiempo extremadamente difícil. Simplemente una respuesta puede ser: USE EL SISTEMA QUE LE SEA MÁS ECONÓMICO. Para analizar el sistema más económico, una serie de factores deben ser considerados antes. Como regla general todos los sistemas de corte hoy existentes son diferentes no queriendo con eso decir que uno sea superior al otro. La verdad es que todos los sistemas se complementan. Para entender mejor lo que cada uno de los procesos pueda ofrecer, vamos inicialmente a dar una revisión general de esos procesos hoy disponibles en el mercado mundial. Observemos el siguiente cuadro.

Podemos notar que el corte por plasma plasm a es un tipo de corte por chorro de gas, térmico y que toda la energía se suministra externamente.  

INFORMACIÓN TECNOLÓGICA 

 

 

EQUIPO DE OXICORTE MANUAL

1.1. GENERALID GENERALIDADES ADES.. El corte con oxígeno (OC) abarca un grupo de procesos de corte empleados para separar o eliminar metales mediante una reacción exotérmica del oxígeno con el metal base. En el caso de algunos metales resistentes a la oxidación, la reacción puede facilitarse con el uso de un fundente químico o un polvo metálico. Los procesos de corte con oxígeno más comunes son el corte con gas oxicombustible, con arco de oxígeno, con lanza de oxígeno, con fundente químico y con polvo metálico.

1.2. FUNDAMENTOS DEL PROCESO.  Los procesos de corte con gas oxicombustible (OFC) separan o eliminan metal mediante la reacción química de oxígeno con el metal a temperaturas elevadas. La temperatura requerida se mantiene con una flama f lama de gas combustible que arde en oxígeno. En el caso de metales resistentes a la oxidación, la reacción se acelera por la adición de fundentes químicos o polvos metálicos al chorro de oxígeno de corte. Este proceso ha recibido vanos otros nombres, como quemado, corte con flama y maquinado con flama. La operación de corte propiamente dicha la realiza el chorro de oxígeno; la flama de oxígeno-gas combustible es el mecanismo empleado para calentar el metal base a una temperatura de precalentamiento aceptable y para mantener la operación de corte. El soplete de OFC es una herramienta versátil que puede llevarse con facilidad al lugar donde se va a trabajar. Sirve para cortar placas de hasta 2 m (7 pies) de espesor. Gracias a que el chorro de oxígeno de corte tiene un "filo" de 360°, constituye un procedimiento pr ocedimiento rápido para cortar tanto bordes rectos como figuras curvas hasta las dimensiones requeridas sin necesidad de equipo de manipulación costoso. La dirección de corte puede alterarse continuamente durante la operación.

1.3. PRINCIPIOS FUNCIONAMIENTO. soplete provisto deDE unaFUNCIONAMIENTO punta (boquilla). .  El proceso de corte con gas oxicombustible se vale de un Las funciones del soplete son producir flamas de precalentamiento mediante la mezcla del gas y el oxígeno en las proporciones correctas y suministrar un chorro concentrado de oxígeno de alta pureza a la zona de reacción. El oxígeno oxida el metal caliente y también hace saltar los productos de reacción fundidos eliminándolos del corte. El soplete mezcla el combustible y el oxígeno para las flamas de precalentamiento y dirige el chorro de oxígeno hacia el corte. La punta de corte del soplete contiene varias salidas para flamas de precalentamiento y un conducto central para el oxígeno de corte. Las flamas de precalentamiento sirven para calentar el metal hasta una temperatura en la que el metal reaccionará con el oxígeno de corte.

 

 

El chorro de oxígeno oxida rápidamente casi todo el metal de una sección angosta para efectuar el corte. Los óxidos del metal y el metal derretido son expulsados del área de corte co rte por la energía cinética del chorro de oxígeno. Cuando el soplete se desplaza sobre la pieza de trabajo a una velocidad apropiada, se obtiene una acción de corte continua. El soplete puede moverse a mano o con un carro mecanizado. La precisión de una operación manual depende en gran medida de la habilidad del operador. La operación mecanizada casi siempre mejora la precisión y la rapidez del corte y el acabado de las superficies cortadas.

1.4. ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL EQUIPO DE OXICORTE.                    

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Botella de Oxígeno. Botella de Acetileno. Bloqueador de flama. Manguera de oxígeno. Manguera de acetileno. Soplete de corte. Regulador de Oxigeno. Regulador de Acetileno. Válvulas anti retorno.

1.5. OTROS ELEMENTOS DEL EQUIPO.  Reguladores de presión de gas. Para poder realizar un buen corte no sólo es necesaria una selección correcta de soplete de corte y punta para el gas combustible seleccionado, sino también una forma de regular con precisión las presiones y volúmenes apropiados de los gases. •

Los reguladores son dispositivos de control que sirven para reducir las presiones fuente, elevadas a presiones de trabajo requeridas mediante válvulas de ajuste manual. Su diseño varía, así como su rendimiento y características de comodidad de uso. Los reguladores de presión de gas están diseñados para emplearse con tipos específicos de gases e intervalos de presión bien definidos. Los reguladores de presión de gas utilizados para OFC en general son similares en cuanto a su diseño a los utilizados para soldadura con gas oxicombustible. Los reguladores para casi todos los demás gases combustibles son similares en diseño a los reguladores de acetileno. Para operaciones de OFC con múltiples sopletes o cortes pesados es posible que se requieran reguladores con mayores capacidades e intervalos de presión de salida que los utilizados para OFW.

 

 

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El regulador de presiones, partes y accesorios.

Un regulador se compone de dos cámaras:

a) Una cámara de alta presión en comunicación directa con la botella cuando la válvula está abierta, sobre esta cámara está conectado un manómetro de alta presión que indica la presión en la botella. b) Una cámara de presión reducida o baja presión separada de la cámara por un orificio cuya abertura progresiva se gobierna con el tornillo ajustador ajust ador de la presión y luego se regula automáticamente con, acción del diafragma y de los resortes (obturador y de regulación); sobre la cámara de baja presión se coloca un segundo manómetro, llamado manómetro de baja presión, que indica la presión del gas reducido. En esta figura se puede apreciar lo indicado.

- Tornillo de ajuste. Sirve para graduar la presión de trabajo. A medida que se hace girar en el sentido de las agujas del reloj, sube la presión en el manómetro de baja, de hacerlo en sentido contrario de trabajo bajará.

 

 

- Regulador de Acetileno. Los reguladores de acetileno para operaciones de soldar y cortar, en las que se emplea acetileno disuelto, tienen manómetros que indican la presión de las botellas, que llega hasta 350 libras/pulg2 = (24,607 Kg/cm2) y manómetros que indican la presión de trabajo, que están gradualmente hasta 15 libras/pulg2 (1,054 Kg/cm2), teniendo en cuenta que esta última presión nunca debe ser superada. Todos los manómetros para acetileno tienen a un lado agujeros de ventilación ventilac ión para aliviar cualquier presión anormal.

 

 

- Regulador de oxígeno. Los reguladores de oxígeno son construidos de manera que la cámara de alta presión se haga cargo de la presión total de la botella, teniendo un manómetro con capacidad hasta 3000 libras/ pulg.2 = (210 Kg/cm2). Para que el mecanismo del manómetro no trabaje forzado en vista de que el margen que queda es bastante amplio. La presión de la botella es de 2000 libras/ pulg. 2 = (154,67 Kg/cm2). En la cámara de baja presión, los reguladores están provistos de dispositivos de seguridad que, en el caso de que dicha cámara se forme una presión excesiva (debido a una válvula que tenga fugas o sea defectuosa), dará salida al gas, antes de que la presión rebase el límite de seguridad. Los manómetros de baja presión (presión de trabajo) están graduados hasta 100 libras/pulg. 2 (7,03 Kg/cm2). Para las operaciones de corte, que exigen presiones más elevados que las de soldadura, se suelen alcanzar una graduación hasta de 400 libras /pulg.2 = (28,123Kg/cm2).

- Técnica para el montaje de los reguladores. Para realizar correctamente el montaje haya que seguir las siguientes operaciones. I. Colocación de las botellas. Sujetarlas a la carretilla, o en alguna parte fija, de forma que queden seguras y no exista peligro que queden seguras y no exista peligro de vuelco. Quitar los capuchones de protección y verificar si se encuentra en buen estado el asiento y la rosca de acoplamiento de los manorreductores. Hay que tener en cuenta que una rosca en malas condiciones puede deteriorar la tuerca del manorreductor, y que un asiento que no permita un acoplamiento prefecto puede originar fugas. II. Purgar las botellas. En los orificios de salida de las botellas suele acumularse polvo y suciedad. Si no se limpian convenientemente, al abrir las botellas esta suciedad pasará a los manorreductores y puede obstruir algún conducto. Para evitarlo, antes de acoplar los manorreductores hay que abrir el grifo de cada botella, durante unos instantes, y cerrarlo inmediatamente. (Fig. 1)

 

 

III. Acoplar los manorreductores. Conectar los manorreductores de oxígeno y de acetileno a las correspondientes botellas (Fig. 2). Utilizar una llave adecuada y procurar no forzar las roscas. El empleo de una llave demasiado grande puede deteriorar las esquinas de las tuercas.

IV. Conectar las mangueras a los manorreductores. La goma de oxígeno, que suele ser gris o negra, se conecta al manorreductor de oxígeno, la detornillos acetileno, que suele de serlos roja, se conecta al manorreductor correspondiente (Fig. 3).comprobar quey los de regulación manorreductores están flojos y abrir los grifos de las botellas. A continuación apretar los tornillos de regulación de los manorreductores, para soplar las mangueras y eliminar cualquier suciedad que puedan contener (Fig. 4). Una vez limpias las gomas aflojar af lojar los tornillos de regulación, para cortar la circulación de gas.

 

 

V. Conectar las mangueras al soplete. La de oxígeno se conecta a la toma del soplete soplet e marcada OX, y la de acetileno a la toma marcada AC. (Fig. 5) Recordar que el conector de la manguera de acetileno lleva rosca a la izquierda y el de oxígeno a la derecha.

VI. Comprobar si hay fugas. Una vez realizadas todas las conexiones y antes de utilizar el equipo es necesario comprobar si existe alguna fuga. Esta verificación debe repetirse periódicamente para tener la seguridad de que no se ha desarrollado ninguna. Además de las pérdidas de gas que suponen, las fugas son muy peligrosas y pueden provocar accidentes graves. Para realizar la comprobación se abren las botellas de oxígeno y acetileno, y con los grifos del soplete cerrados se aprietan los tornillos de regulación de los manorreductores hasta alcanzar una presión similar a la de trabajo. A continuación se indican los puntos que deben ser objeto de verificación: 1) Grifo de la botella de oxígeno. 2) Grifo de la botella de acetileno. 3) Acoplamiento entre la botella de oxígeno y el manorreductor. 4) Acoplamiento entre las botellas de acetileno y el manorreductor. 5) Conexiones de las gomas a manorreductores y soplete. 6) Grifos de soplete. La verificación se realiza aplicando agua jabonosa sobre las zonas a comprobar: La formación de burbujas nos indica la existencia de fugas. En ningún caso deben utilizarse otros medios para realizar esta comprobación.

 

 

Si la botella de acetileno presenta fugas que no pueden cortarse cerrando el grifo, ni apretando la tuerca de prensaestopas; o si la fuga se produce a través de la válvula de seguridad, debe sacarse la botella fuera del taller, colocándola lejos de posibles focos de ignición, y avisar inmediatamente al suministrador. Para corregir las fugas en los acoplamientos, aumentar ligeramente el apriete de las tuercas. Si a pesar de todo la fuga persiste, cerrar las botellas, desmontar el equipo y verificar asientos y roscas. Las mangueras muy usadas tienen tendencia a presentar fugas, por lo que también deben comprobarse cuidadosamente. - Mangueras. Las mangueras de oxígeno y de gas combustible empleadas empl eadas para OFC son las mismas que se utilizan para OW.

1.6. EQUIPO MECANIZADO.  El OFC, mecanizado requiere recursos adicionales que dependen de la aplicación:

(1) Una máquina para mover uno o más sopletes en el patrón de corte requerido. (2) Monturas de soplete y medios de ajuste en la máquina. (3) Una mesa de corte para sostener el trabajo. (4) Medios para cargar y descargar la mesa de corte. (5) Dispositivos de encendido del precalentamiento automáticos, en el caso de máquinas de múltiples sopletes. La complejidad del equipo de OFC mecanizado puede variar desde simples máquinas guiadas a mano hasta unidades muy avanzadas de control numérico. En principio, el equipo mecanizado es análogo al equipo manual, pero difiere en su diseño para manejar presiones de combustible más altas y velocidades de corte más rápidas, y realizar el inicio de los cortes. Muchas máquinas están diseñadas para fines especiales, como c omo las que efectúan cortes verticales, las que preparan bordes para soldadura, y las que cortan y biselan tubos. En el mercado se encuentran muchas variaciones de los sistemas de corte mecanizados.

1.7. MÁQUINAS DE CORTE.  Las máquinas de corte con gas oxicombustible pueden ser portátiles o estacionarias. Las máquinas portátiles casi siempre se llevan dónde está el trabajo. Las máquinas estacionarias están fijas en un lugar y el trabajo se lleva a la máquina

Máquinas portátiles. Se utilizan primordialmente para cortes en línea recta, aunque pueden adaptarse para cortar círculos o figuras.

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Estas máquinas normalmente consisten en un carro impulsado impuls ado por motor provisto de una montura ajustable para el soplete de corte, como se aprecia en la figura.

 

 

En la mayor parte de los casos, la máquina se desplaza sobre rieles, cuya función es la de guiar el soplete. La velocidad del carro puede ajustarse dentro de un intervalo amplio. El grado de precisión del corte depende tanto de la exactitud de los rieles o de la guía, como del ajuste entre los rieles y las ruedas impulsoras del carro. Las máquinas portátiles son de muy diversos tamaños y pesos, dependiendo del trabajo al que están destinadas. Las máquinas más pequeñas pesan sólo unos cuantos kilogramos y están limitadas a sopletes de trabajo ligero para cortar materiales delgados. Las máquinas de corte portátiles grandes son pesadas y de construcción robusta; pueden llevar ll evar uno o más sopletes de trabajo pesado y el equipo auxiliar necesario para cortar secciones gruesas. En general, el operador debe ir siguiendo el carro para realizar los ajustes que se requieran para obtener cortes de buena calidad. El operador enciende el soplete, lo coloca en el punto inicial, abre el flujo de oxígeno de corte y echa a andar el carro. También ajusta la altura del soplete para mantener las flamas de precalentamiento a la distancia correcta de la superficie de trabajo. Al terminar el corte, el operador apaga el soplete de corte y detiene el carro. •

Máquinas estacionarias. Están diseñadas para permanecer en un mismo sitio.

La materia prima se lleva a la máquina y las figuras f iguras cortadas se retiran y transportan a otro lugar. La estación de trabajo constaa lademáquina la máquina, un sistema para suministrar el oxígeno y el combustible de precalentamiento y un sistema de manipulación del material. El carro que sostiene los sopletes corre sobre rieles. La estructura abarca el trabajo mediante un puente tipo grúa corrediza entre los rieles, o bien se proyecta a un lado de los rieles como viga voladiza. La longitud que puede cortarse es la distancia de recorrido de los rieles. La longitud de corte máxima la determinan las limitaciones físicas de las líneas de suministro de gas y energía eléctrica. Casi siempre, la máquina incluye un puesto para el operador con controles consolidados para el flujo de gas, el movimiento de sopletes soplet es y el recorrido de la máquina. En las máquinas de corte de figuras se pueden montar varios sopletes, dependiendo del tamaño de la máquina. La máquina puede cortar figuras de casi cualquier tamaño y grado de complejidad. En operaciones de sopletes múltiples, es posible cortar simultáneamente simult áneamente varias figuras idénticas; el número depende del tamaño de las piezas, el tamaño de la placa y el número de sopletes con que se cuenta.

 

 

Las máquinas de impulsor rectilíneo o coordinado suelen tener un potenciómetro seno-coseno que coordinan motores impulsores individuales para el movimiento longitudinal y transversal transv ersal del soplete. El carro y el brazo transversal, cada uno con su propio motor impulsor, se mueven en las direcciones apropiadas, y la velocidad lineal del soplete se mantiene en un valor constante previamente seleccionado. Este tipo de construcción permite diseñar y fabricar máquinas de corte con la suficiente rigidez para llevar todos los equipos de control modernos. Es posible alimentar información a los motores m otores eléctricos impulsores del carro y del brazo transversal desde cualquier control adecuado. Un método se vale de un trazador de celda fotoeléctrica que puede seguir dibujos de líneas o siluetas. sil uetas. Las máquinas de control numérico emplean programas de perfil grabados en cintas perforadas o magnéticas o en discos para computadora. Estos dispositivos de almacenamiento, a su vez, v ez, controlan el corte de figuras mediante el envío de señales apropiadas a los motores impulsores de la máquina de corte.

2. SOPLETES, TIPOS.

2.1. SOPLETES.  Las funciones de un soplete de OFC son las siguientes:

(1) Controlar el flujo y el mezclado del gas combustible y del oxígeno de precalentamiento. (2) Controlar el flujo del oxígeno de corte. (3) Descargar los gases a través de la punta de corte a las velocidades y tasas de flujo volumétrico apropiadas para el precalentamiento y el corte. Estas funciones están bajo el control parcial del operador, pero también dependen de las presiones de alimentación de los gases y del diseño del soplete y de las puntas de corte. Para el corte manual es preferible un soplete que pueda ser fácilmente manipulado por el operador. Existen sopletes para corte manual con oxígeno en vanos tamaños. La selección del soplete y de la punta en general depende del intervalo de espesores del acero que se va a cortar. Las puntas empleadas en el equipo de corte manual tienen muy diversos diseños, dependiendo del gas combustible y del tipo de trabajo por realizar.

 

 

Por ejemplo, para cortar acero oxidado o con incrustaciones, hay que escoger una punta que proporcione una gran cantidad de precalentamiento.

2.2. TIPOS DE SOPLETES.  Son dos los tipos básicos de sopletes para OFC: 1. El tipo de mezclado en la punta, en el que el combustible y el oxígeno para las flamas de precalentamiento se mezclan en la punta, y 2. El tipo de premezclado, en el que el mezclado se efectúa dentro del soplete. Además, los sopletes del tipo de premezclado tienen dos diseños principales: de presión igual (positiva) o de inyector (baja presión). Los sopletes del tipo de presión positiva se usan cuando la presión del gas combustible es suficiente para suministrar al mezclador del soplete el volumen requerido del gas. Los sopletes del tipo de inyector se emplean cuando la presión del gas combustible (por lo regular gas natural a menos de 2 psi.) es tal que el gas debe ser succionado hacia el soplete por la acción de Venturi del mezclador del inyector. Los dos tipos de sopletes se muestran en las figuras siguientes teniendo en cuenta que cada uno de los sopletes cumple funciones específicas por lo que se debe requerir en el momento que se hace un trabajo determinado, es necesario distinguir las formas o métodos de cortar y dar el uso adecuado de cada soplete. Algunos fabricantes ofrecen un diseño de mezclador que opera efectivamente a presiones del combustible altas y bajas. Este diseño se conoce como mezclador de presión universal.

2.3. CLASES DE SOPLETES. Los sopletes de corte pueden ser de dos clases: Manuales y Automáticos.

 

 

Manuales. Son los que más se emplean en los principales talleres para corte y mantenimiento; pueden ser de dos tipos: el acoplado a un mango soldador y el soplete de corte fijo.

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Automáticos. El corte mecanizado usa un soplete en un tubo recto. El tubo va montado en la máquina de forma que el operario pueda subir y bajar el soplete sobre la pieza.

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Una ventaja del oxicorte mecanizado es que se pueden usar hasta seis sopletes al mismo tiempo, incrementado la productividad por operario. Las funciones de este soplete de oxicorte son:  

Controlar el caudal y la mezcla de gas combustible y oxígeno de calentamiento.   Controlar el flujo del oxígeno de corte.   Descargar los gases por la boquilla de corte a la velocidad correcta y con el caudal correcto para precalentamiento y corte. Hay dos tipos básicos de sopletes para oxicorte mecanizado: Soplete inyector (baja presión) y el soplete de mezclador. En ambos casos, se mezclan el gas combustible y el oxígeno en el soplete. En el soplete inyector, el oxígeno de precalentamiento pasa por un inyector a alta velocidad y seguidamente se expande muy rápidamente, creando una succión que fuerza el gas al interior del chorro. La intensa mezcla produce una combustión sumamente eficaz, y por ello se recomiendan los sopletes inyector para el corte mecanizado. Hay varios sopletes inyectores. En la l a siguiente figura se ve uno que está ganando aceptación en el oxicorte mecanizado debido a que:  

Reduce el riesgo de retroceso sostenido.   Facilita la perforación. Reduce el desgaste de la boquilla.

 

 

3. BOQUILLAS. TIPOS. 3.1. BOQUILLAS DE CORTE. CORTE.   Su función consiste en controlar la combustión del gas combustible con oxígeno, de forma que las llamas de precalentamiento sean lo suficientemente efectivas, y formar el chorro del oxígeno de corte para obtener la velocidad y la calidad de corte deseadas. Las boquillas de corte suelen fabricarse en cobre o aleación de cobre. Hay distintos diseños y ttamaños, amaños, según la aplicación, el espesor del material y los gases combustibles. Todas las boquillas de oxicorte tienen orificios para llamas de precalentamiento, que suelen estar dispuestas en forma de círculo alrededor del orificio central de oxígeno de corte. Según la configuración de los orificios para llama, se distinguen entre boquilla de llama de ranura, taladrada y forjada o de llama anular, véase la siguiente figura.

El tamaño y el número de los orificios de llama varían según el gas combustible para el que se ha diseñado la boquilla. Para los gases combustibles tales como el propileno, el GLP y el gas natural, los orificios de llama están ligeramente embutidos en la boquilla de corte con objeto de soportar las llamas de precalentamiento, véase la siguiente figura.

 

 

La boquilla cilíndrica era la única alternativa hasta los años 50, cuando se introdujo la boquilla divergente, aumentando la velocidad de corte en un 20 ó 30%. Durante mucho tiempo, las boquillas con ducto cilíndrico de corte eran la única alternativa disponible. El uso de este tipo de boquilla de corte da como resultado una baja velocidad de corte. Dándole al ducto de corte una forma convergente divergente. Se pudo aumentar considerablemente la velocidad de corte, debido a la mayor velocidad de salida del chorro de corte. Las boquillas con salidas convergentes  –  divergentes han sido concebidas primordialmente para corte mecanizado en el que se puedan aprovechar altas velocidades de corte. La última mejora es la boquilla de cortina, que aumenta la velocidad en un 30% más. (Esta boquilla tiene un conducto de cortina para oxígeno que protege el chorro de oxígeno de corte contra la contaminación). Como se muestra en la figura.