O corte a plasma é de longe o processo mais utilizado na indústria hoje para cortar metais. As outras opções são corte por chama, corte a laser e corte por jato de água.
Os especialistas prevêem o crescimento do mercado Corte a plasma em 11,23% durante o período 2022-2027. A razão por trás desse crescimento é a maior precisão nas operações de corte, a crescente demanda de usuários finais convencionais (como amadores) e o alto potencial de crescimento nas economias emergentes, principalmente na Ásia.
Portanto, o corte a plasma veio para ficar. Então, vale a pena saber tudo sobre isso.
O que é corte a plasma?
Corte a plasma é o nome dado a um processo industrial que utiliza uma tocha de plasma para cortar metais eletricamente condutores e outros materiais. O sistema usou um gerador de alta frequência para ionizar um gás de alta temperatura e criar um arco de plasma que derrete o metal e ejeta o material fundido com um jato de alta velocidade de gás ionizado. O arco de plasma corta a peça de trabalho primeiro derretendo-a e depois ejetando o metal fundido.
O princípio de operação é que um feixe de gás eletricamente ionizado superaquecido (em temperaturas acima de 20.000 °C) é aplicado em alta velocidade através de um bico a uma peça de metal condutora, formando um arco. À medida que a eletricidade viaja, ela fornece calor suficiente para derreter a peça de trabalho. O gás comprimido sopra para longe o metal fundido quente e corta a peça de trabalho.
O Ar comprimido é geralmente usado para corte a plasma, mas alguns gases inertes como argônio, argônio/hidrogênio ou nitrogênio também podem ser usados, especialmente onde alta definição é necessária.
O processo pode ser usado para cortar vários tipos de materiais, incluindo aço, alumínio, latão, cobre, níquel, titânio e outros metais e ligas condutivas. Pode ser usado em materiais ferrosos e não ferrosos. Além disso, o corte a plasma pode ser usado para cortar materiais de diferentes espessuras, tornando-o um método de corte versátil.
O corte a plasma é comumente usado em aplicações industriais, como fabricação de metais, reparação de automóveis e construção. É um método de corte de alta precisão, que permite cortes limpos e precisos com o mínimo de desperdício de material.
Devido ao seu baixo custo, possibilidade de automação, precisão e muito mais, tornou-se a forma mais eficiente e eficaz de cortar metais.
O que é o plasma?
O plasma é matéria superaquecida que forma um gás ionizado.
Muitas vezes é chamado de “o quarto estado da matéria”, juntamente com sólido, líquido e gasoso. Da mesma forma, um líquido ferverá quando a energia (calor) for adicionada a ele, um gás se transformará em plasma quando aquecido ou submetido a um forte campo eletromagnético.
As estrelas e até o nosso próprio sol são feitos de plasma. De fato, estima-se que 99% do universo seja constituído de plasma.
A história do corte a plasma
O corte a plasma tem suas raízes no início do século 20, quando a soldagem por arco elétrico foi desenvolvida pela primeira vez. O primeiro sistema de corte por arco plasma foi inventado na década de 1950 por engenheiros da Linde Air Products Company em Nova York. O corte a plasma foi demonstrado pela primeira vez pelo Dr. Robert Gage na Union Carbide em 1957 como substituto do corte por chama.
Nos anos que se seguiram, a tecnologia de corte a plasma continuou a evoluir e melhorar. Na década de 1960, os pesquisadores desenvolveram um método de usar ar comprimido em vez de nitrogênio como gás de plasma, tornando o processo mais barato e fácil de usar. Naquela época, o equipamento de corte a plasma era grande, lento e caro. Ele geralmente se dedicava a repetir padrões de corte em um modo de produção em massa.
Na década de 1970, foram desenvolvidas máquinas de corte por plasma controladas por computador que permitiam um corte mais preciso e eficiente, dando-lhes maior flexibilidade para cortar uma variedade de formas a pedido, com base num conjunto de instruções introduzidas no controlo numérico da máquina.
Hoje, o corte a plasma é amplamente utilizado em vários setores, incluindo automotivo, aeroespacial, construção e fabricação de metais. O processo tornou-se uma ferramenta essencial para cortar metal e outros materiais com rapidez, precisão e eficiência, e continua a ser refinado com os avanços da tecnologia e dos materiais.
Passos para corte a plasma
O corte a plasma funciona usando uma tocha de plasma para criar um arco de plasma de alta temperatura que pode derreter o metal e outros materiais. O processo envolve as cinco etapas a seguir:
- A tocha de plasma é conectada a uma fonte de energia, que fornece a energia elétrica necessária para criar o arco de plasma.
- A tocha contém um bocal (ou cartucho), que concentra um fluxo de gás ionizado (geralmente ar comprimido ou nitrogênio) em um fluxo estreito.
- A fonte de alimentação gera uma corrente elétrica de alta tensão e alta frequência que passa pelo gás na tocha. Isso faz com que o gás fique ionizado, criando um arco de plasma.
- O arco de plasma é direcionado sobre a superfície do material a ser cortado. O calor intenso do plasma derrete o metal, criando um corte estreito
- À medida que o arco de plasma corta o material, o gás ionizado que flui através da tocha expele o metal fundido, deixando um corte limpo e preciso.
O processo pode ser automatizado usando máquinas controladas por computador que movem a tocha de plasma ao longo de um caminho predeterminado para criar formas e designs complexos.
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Quais são as vantagens do corte a plasma?
O corte a plasma oferece várias vantagens sobre outros métodos de corte. A seguir estão algumas das razões pelas quais você deve obter sua fonte de energia de corte a plasma o mais rápido possível.
- Versatilidade: O corte a plasma pode ser usado para cortar uma ampla gama de materiais, incluindo aço, alumínio, cobre e outros metais condutores.
- Velocidade: É um método de corte rápido, que permite o corte rápido e eficiente de peças grandes ou pequenas.
- Precisão: É um método de corte preciso, que permite cortes limpos e precisos com o mínimo de desperdício de material.
- Económico: Pode ser mais econômico do que outros métodos de corte, especialmente ao cortar materiais mais espessos.
- Portabilidade: As máquinas podem ser relativamente leves e portáteis, tornando-as ideais para corte no local ou trabalho de campo.
- Automação: As máquinas podem ser automatizadas com sistemas controlados por computador, permitindo cortes precisos e repetíveis, mesmo em formas complexas.
- Zona reduzida afetada pelo calor: Produz um corte estreito e uma pequena zona afetada pelo calor, minimizando a distorção e a deformação do material cortado.
No entanto, também devemos revelar as desvantagens do corte a plasma. Então vamos falar sobre isso agora.
Quais são as desvantagens do corte a plasma?
Embora o corte a plasma ofereça muitas vantagens, também há algumas desvantagens no processo, incluindo as seguintes.
Espessura limitada: O corte a plasma geralmente não é tão eficaz em materiais com uma certa espessura. Materiais mais espessos requerem mais potência e podem resultar em velocidades de corte mais lentas, menor precisão e maior desgaste dos consumíveis.
Limpar: Ele pode gerar quantidades significativas de fumaça, fumos e detritos, que podem ser perigosos para a saúde e requerem tempo adicional de limpeza.
Barulho: Ele pode ser muito barulhento, o que pode causar danos à audição e ser uma fonte de poluição sonora.
Consumíveis: Requer consumíveis, como eletrodos individuais, bicos ou cartuchos, que podem se desgastar e precisam ser substituídos periodicamente. Isso pode aumentar o custo do processo de corte.
Riscos de segurança: Envolve altas temperaturas e correntes elétricas, que podem apresentar risco de queimaduras, eletrocussão e incêndio se os procedimentos de segurança adequados não forem seguidos.
Custo inicial: O equipamento pode ser mais caro do que outros métodos de corte, como o corte por chama, o que pode torná-lo menos lucrativo para operações de menor escala.
Agora, depois de entender os prós e contras do corte a plasma, vamos considerar seus principais usos.
Quais são os principais usos do corte a plasma?
Desde seu desenvolvimento inicial, o corte a plasma evoluiu e melhorou. Hoje é amplamente utilizado em muitas indústrias. Os principais usos do corte a plasma são os seguintes:
Fabricação de metais industriais: O corte a plasma é comumente usado na fabricação industrial de metal, onde é usado para cortar grandes chapas de metal com rapidez e precisão. É usado para cortar uma variedade de metais, incluindo aço, alumínio e cobre.
Reparação e restauro automóvel: Também é comumente usado em reparação e restauração de automóveis. É usado para cortar peças metálicas enferrujadas ou danificadas, como painéis de carroceria e sistemas de escapamento, permitindo que sejam reparados ou substituídos.
Instalação e Reparo de HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado): É usado na instalação e reparo de sistemas HVAC. É usado para cortar conduítes e outros componentes de chapa metálica.
Metalurgia Artística: Também é usado na criação de obras de arte em metal. Ele permite que os artistas criem desenhos e formas complexas em metal que seriam difíceis ou impossíveis de alcançar com os métodos de corte tradicionais.
Demolição e salvamento: É usado em operações de demolição e salvamento para cortar estruturas metálicas, como navios, pontes e edifícios. Permite a remoção rápida e eficiente de componentes metálicos.
Equipamento necessário para corte a plasma
Em comparação com outros processos industriais, o corte a plasma é relativamente simples de aplicar, pois requer poucos elementos. Vamos descrevê-los.
Fonte de energia: Este é o principal equipamento utilizado para corte a plasma. É uma máquina que gera um jato de plasma de alta velocidade e o direciona para o metal que está sendo cortado.
Compressor de ar: Ele é necessário para fornecer ar comprimido ao cortador de plasma. A fonte de energia usa ar comprimido para criar o fluxo de plasma.
Suprimento de gás: Além do ar comprimido, algumas máquinas de corte a plasma requerem um suprimento de gás separado, como oxigênio, nitrogênio ou argônio. O gás é usado para aprimorar o processo de corte a plasma e melhorar a qualidade do corte.
Tocha: A tocha é a parte do equipamento de corte que realmente entra em contato com o metal que está sendo cortado. Inclui eletrodo, bocal, anel giratório ou um único cartucho.
Consumíveis: Os consumíveis são as peças da tocha que se desgastam com o tempo e precisam ser substituídas periodicamente. Isso inclui o eletrodo, o bocal e o anel de turbulência, ou o cartucho único, no caso da linha de produtos Hypertherm SYNC.
Equipe de proteção: O corte a plasma produz calor e luz intensos, assim como faíscas e fumaça. Como resultado, equipamentos de proteção como luvas, proteção para os olhos e um respirador podem ser necessários.
Suporte da peça: A peça de trabalho que está sendo cortada deve estar bem apoiada para evitar que ela se mova durante o processo de corte. Isso pode envolver o uso de grampos ou outros tipos de hardware para manter o metal no lugar.
O processo de corte mais confiável
O corte a plasma nunca foi tão fácil
Normas segurança ao usar equipamentos de corte a plasma
Geralmente, existem 2 riscos principais associados ao corte a plasma: olho em arco e ser atingido por faíscas quentes.
Olho de arco é como chamam o brilho que sai de um arco elétrico de solda ou corte. Isso pode causar danos aos olhos. Por esse motivo, a OSHA recomenda o tom 8 ao usar uma corrente de arco inferior a 300 amperes. O tom recomendado pode variar dependendo do fabricante, mas em condições normais, entre 7 e 9 é aceitável.
Faíscas quentes e metal quente do corte a plasma podem queimar os operadores. Luvas, aventais e jaquetas de couro são fortemente recomendados. Em algumas situações, essas faíscas podem voar até 1,5 metros (5 pés) e cair em objetos inflamáveis, o que pode iniciar um incêndio em pouco tempo. Ter um extintor por perto é essencial.
Além do operador, as pessoas na área devem ser mantidas a salvo dos riscos do corte a plasma. Recomenda-se que todos usem no mínimo luvas e óculos de proteção, para evitar qualquer dano.
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