Soldadura Por Plasma

SOLDADURA POR PLASMA

La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este último proceso. [1] Sin embargo, tanto la densidad energética como las temperaturas son en este proceso mucho más elevadas ya que el estado plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y electrones. La mayor ventaja del proces o PAW es que su zona de impacto es dos o tres veces inferior en comparación a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una técnica óptima para soldar metal de espesores pequeños.  [1] La soldadura por plasma alcanza una densidad energética y temperaturas superiores a la TIG. El arco eléctrico es formado entre el electrodo y la pieza a soldar. La energía para conseguir la ionización la logra el arco eléctrico eléct rico que se forma entre el electrodo y el metal a soldar. En la soldadura por plasma plas ma se emplea un gas, generalmente argón puro, que pasa a estado plasmático por medio de un orificio de reducción que estrangula el paso del gas logrando aumentar la velocidad del mismo, dirigiendo al metal que se desea soldar, un chorro concentrado que puede alcanzar una temperatura entre 20.000 y los 28.000°C. El flujo de gas de plasma no protege al arco, el baño de fusión y el material expuesto al calentamiento de la atmósfera, por lo que se utiliza un segundo gas que protege al conjunto envolviéndolo. Los electrodos utilizados para la soldadura por plasma mayormente son fabricados con tungsteno sinterizado. [2]

Figura Nº1: Componentes de la soldadura PAW. [3] Características de la Soldadura por Plasma:

La soldadura por plasma se utiliza principalmente en uniones de alta calidad tales como las requeridas en construcción aeroespacial, plantas de procesos químicos e industrias  petroleras. Este tipo de soldadura no contamina el metal base, no produce escoria y se  puede utilizar para soldar los mismos materiales que se sueldan con TIG y otras aleaciones y materiales muy mu y delgados. [2]

Podemos clasificarla de mejor manera dentro de tres modalidades: [2] 

Soldadura microplasma, con corrientes de soldadura desde 0.1 A hasta 20 A.

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Soldadura medioplasma, con corrientes de soldadura desde 20 A hasta 100 A

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Soldadura Keyhole, por encima de los 100 A, en la cual el arco plasma penetra todo el espesor del material a soldar.

Corte por Plasma:

El plasma es un conductor eléctrico gaseoso de alta densidad de energía, constituido por una mezcla de electrones libres, iones positivos, átomos disociados y moléculas de un gas, que se produce cuando un chorro de dicho gas inicialmente frío se calienta con un arco eléctrico y se hace pasar por un orificio estrecho para reducir su sección. [4]  No solamente ciertas operaciones de corte utilizan plasma, sino también la soldadura, mediante el conocido proceso de soldadura por plasma.  [4] El corte por plasma convencional (denominado plasma seco) usa un arco transferido, es decir, un arco que se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo. Al comienzo del  proceso, cuando el gas aún no está ionizado, no es posible establecer el arco, por lo que se emplea un generador de alta frecuencia que produce un arco piloto entre el electrodo y la tobera. El arco piloto calienta el gas plasmágeno y lo ioniza. En este momento el arco  piloto se apaga automáticamente y se estabiliza el arco plasma. [4]

Figura Nº2: Corte por Plasma. [4] Componentes del equipo de plasma

1  –  Cilindro de gas plasmágeno: toda operación de corte por plasma implica el uso de gases (denominados gases primarios) para crear el plasma. El circuito de gas está equipado con manómetro y regulador. Los gases más usados son aire, nitrógeno, argón con hidrógeno o una mezcla de estos. También es común el uso de los llamados gases

secundarios, o agua, alrededor del chorro de plasma, que ayudan a confinar el arco y limpiar el canal de metal fundido para evitar la acumulación de escoria. [4] 2  –   Fuente de energía:  generalmente es un transformador eléctrico de alimentación monofásica o trifásica, equipado con refrigeración, elevada tensión de vacío (100-400 V) e intensidad constante. [4] 3  –   Pieza de trabajo:  el corte con plasma se emplea para cortar casi cualquier metal eléctricamente conductor. A menudo, los metales cortados mediante PAC incluyen aceros al carbono simple, acero inoxidable y aluminio, pero últimamente también se corta hierro, cobre, latón, bronce y titanio.  [4] 4  –   Antorcha: es la pieza que realiza el corte y está equipada con mangueras para aire comprimido y electricidad y con una serie de elementos que veremos en detalle más abajo. [4]

Figura Nº3: Componentes del equipo de plasma. [4] Ventajas de la Soldadura PAW: [5] 

Buena estabilidad del arco

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Mejor control de la penetración que otros procesos de soldadura por arco AW.

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Altas velocidades de avance.

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Excelente calidad de soldadura.

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Puede ser usado en la mayoría de los metales.

La principal ventaja del arco constreñido es la direccionalidad y estabilidad del plasma jet que lo hace prácticamente insensible a fenómenos tales como el soplo magnético. [6] Además con un arco constreñido se logran alta densidad de corriente y alta concentración de energía que implican mayor temperatura en el arco constreñido. [6]

Otra importante ventaja del proceso PAW es la posibilidad de ajustar adecuadamente ciertos parámetros tales como: [6] 

Amperaje.

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Diámetro y forma del orificio de la tobera de construcción.

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Tipo de gas en la tobera.

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Caudal de gas en la tobera de constricción que nos permitirán un amplio rango de energía, desde muy bajas para soldar espesores finos hasta muy alta energía para soldaduras de espesores gruesos y para el corte de metales.

Desventajas de la Soldadura PAW: [5] 

Alto costo del equipo.

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Mayor tamaño de la boquilla que otros procesos AW.

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Tendencia a restringir el acceso a ciertas juntas.

BIBLIOGRAFIA: [1]Soldadura

por

Plasma.

Disponible https://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_plasma. Fecha de revisión (15-09-17)

en:

[2] Soldadura PAW. Disponible en: http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/soldadura-por-plasma-paw. Fecha de revisión (16-09-17) [3] Soldadura Por plasma. Disponible en: http://soldaduracursos.blogspot.pe/2016/03/soldadura-por-plasma-o-paw.html. Fecha de revisión (16-09-17) [4] Corte por Plasma: Disponible en: http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/corte-por-plasma-generalidades. Fecha de revisión (16-09-17) [5] Procesos de Soldadura PDF- Ing. William Mendoza. Fecha de revisión (16-09-17) [6] Proceso de soldadura Paw. Disponible en: https://www.taringa.net/posts/apuntes-ymonografias/18018643/Soldadura--Proceso-PAW.html. Fecha de revisión (16-09-17)