Kitabı oku: «Corte y mecanizado de tuberías. FMEC0108»

Capítulo 1

Corte de tuberías

1. Introducción

El presente capítulo contempla los distintos procesos de corte existentes en la industria para seccionar una tubería con las calidades y dimensiones adecuadas. Para ello, se estudiará cómo preparar y manejar las distintas máquinas y herramientas que se emplean en dichos procesos, además de identificar el procedimiento y útiles adecuados según el material y calidades deseadas.

Se enseñará a comprobar el correcto funcionamiento de la maquinaria empleada, así como a garantizar un adecuado mantenimiento.

Se tendrán siempre presentes las normas de calidad y de prevención de riesgos laborales que hay que seguir en las distintas fases del mecanizado de tuberías.

2. Seguridad en el corte de tuberías

El corte de tuberías, ya sea en su elaboración como en una tubería ya constituida, es una de las actividades relacionadas con el proceso de fabricación que tiene más riesgo, y por tanto, en la que más cuidado y seguridad hay que poner.

Estos riesgos y sus protecciones están relacionados con el corte metálico. En este primer punto se hará un recorrido general por los riesgos y protecciones a tener en cuenta, concretando también los problemas específicos de cada tipo de corte.

Gafas de protección

2.1. Protección y riesgos

En el trabajo de cualquier empresa industrial es imprescindible conocer todas las actividades productivas asociadas, así como los riesgos laborales y protecciones relacionados con ellas.

Equipos de protección individual

Definición

Riesgo laboral

Se refiere a la posibilidad de que un trabajador sufra un daño derivado de la tarea que realiza. Estos daños pueden ser enfermedades, patologías o lesiones.

Equipos de protección

Son aquellos elementos que usan los trabajadores para evitar los riesgos y los daños derivados de ellos.

Los mayores peligros relacionados con el corte metálico van ligados principalmente a la energía por la que se realiza la operación: la energía calorífica. Esto puede provocar situaciones de incendios, quemaduras de operarios, exposiciones a altas temperaturas, deslumbramientos e inhalaciones de humos metálicos y gases combustibles. A estos peligros específicos hay que añadir otros riesgos como el ruido producido en el corte o tropiezos con el cableado, además de nuevos problemas si se trabaja en lugares cerrados o en altura.

Los riesgos anteriormente descritos deberán evitarse o corregirse de las siguientes formas:

1 Quemaduras: uso de guantes protectores en las operaciones de corte.

2 Deslumbramientos: uso de gafas de corte para evitar que las radiaciones afecten a los ojos.

3 Inhalaciones de humo: uso de mascarillas para impedir la inspiración de gases perjudiciales.

4 Gases combustibles. Incendios: hacer un adecuado almacenaje de los gases empleados en el corte así como una correcta distribución de extintores para apagar el incendio en caso de que se produzca.

5 Ruido en el proceso de corte: uso de equipo de protección auditiva.

6 Caídas y tropiezos a mismo o distinto nivel: orden y limpieza del lugar de trabajo y uso de equipo de protección para labores de altura si trabajamos por encima del suelo.

Todos estos riesgos van a requerir que el operario destinado al corte metálico sea un perfecto conocedor del funcionamiento de los equipos y de las circunstancias que pueden provocar situaciones peligrosas.

Operaria con protecciones en máquina de corte de arcoplasma

3. Oxicorte. Equipo de oxicorte

El proceso de oxicorte permite seccionar un metal mediante su propia combustión. Esto se consigue calentando el material a altas temperaturas en presencia de oxígeno puro, lo que provoca una fuerte oxidación de sus partículas dando lugar al corte o sección del mismo.

Proceso de oxicorte

El seccionamiento del acero por medio del oxicorte comprende un procedimiento inicial que eleva la temperatura del metal a unos 850 °C. Posteriormente se proyecta el oxígeno sobre la superficie candente, produciendo una oxidación tan rápida del metal que su combustión atraviesa el espesor de la pieza a cortar.

El proceso de oxicorte solo es posible si se reúnen los siguientes condicionantes:

1 El punto de fusión del metal debe ser mayor a la temperatura de fundición del mismo, de no ser así el metal se derretiría formando un fluido viscoso y moldeable.

2 De igual forma, el óxido resultante de la combustión del metal debe poseer un punto de fusión menor, con el objetivo de evitar el entorpecimiento del corte por la escoria producida.

3 El procedimiento sólo puede aplicarse en metales que se inflamen por medio de oxígeno puro.

De los condicionantes anteriormente estudiados obtenemos un listado de materiales en los que se puede aplicar este proceso de corte:

1 Hierro dulce.

2 Chapa.

3 Aceros al carbono.

4 Aceros para moldes.

5 Aceros de baja aleación.

Sabía que...

Las aleaciones de acero hacen muy difícil su propia combustión, ya que en muchos casos tienen propiedades incombustibles, con lo que el proceso de oxicorte no podría utilizarse para éste tipo de materiales.

Por el contrario, en aceros altamente aleados, aceros inoxidables y fundiciones de cobre y aluminio no puede llevarse a cabo el proceso de oxicorte.

Recuerde

El oxicorte es un proceso que puede ser aplicado en materiales oxidables, donde una mezcla de gas combustible realiza un precalentamiento del material y un chorro de oxígeno puro realiza el corte por oxidación de sus partículas.

3.1. Características, descripción de los componentes e instalación

Para el oxicorte se emplea un equipo muy similar al usado en la soldadura oxiacetilénica, con la diferencia del soplete, que en este caso está constituido por tres tubos, dos para el gas de precalentamiento y uno para el oxígeno de corte.

Elementos del equipo de oxicorte

El equipo de oxicorte está formado por los siguientes dispositivos:

1 Soplete. Provisto de varias llaves que permiten el paso del gas de precalentamiento y del oxígeno de corte. La misión del soplete es realizar la mezcla de combustible y oxígeno para efectuar el proceso de corte.Soplete

2 Boquilla. Está construida en latón y su diseño incorpora unas hendiduras exteriores que permiten la circulación de la mezcla formada por gas y oxígeno para el precalentamiento de la pieza y un orificio interior que deja el paso del oxígeno de corte.Boquilla

3 Reguladores de presión. Los gases empleados en el proceso se guardan en recipientes a presiones superiores de las necesarias para efectuar el oxicorte. Por medio de manorreductores y reguladores de presión, se consigue la fuerza adecuada para la ejecución correcta del procedimiento, así como la mezcla perfecta para el corte continuo del material.Reguladores de presión

4 Mangueras. Son las encargadas de conectar el manorreductor situado a la salida de las bombonas de gas y oxígeno, con la entrada del soplete.

5 Bombonas o botellas. Sirven de recipiente para el gas de combustión y el oxígeno a presión.

Nota

El oxicorte es un proceso muy válido para el corte de tuberías de acero, sin embargo su uso en otras aplicaciones deja de ser útil debido a la gran superficie afectada por la temperatura, dando lugar a defectos y deformaciones del material.

3.2. Manejo y ajuste de parámetros

Los parámetros que influyen en el proceso de oxicorte son:

1 Clase de material.

2 Presión y tipo de gas combustible.

3 Grado de limpieza de la superficie de la pieza.

4 Porcentaje de pureza del oxígeno.

5 Tipos y diámetros de las boquillas.

6 Clases de inyectores.

7 Presión del oxígeno.

En la tabla siguiente se observa cómo influye el diámetro de la boquilla en algunos de los parámetros de corte.

Los gases más utilizados para el precalentamiento son el acetileno y el propano, aunque el propano es más barato que el acetileno, su utilización disminuye en un 16% la velocidad de corte. También influye el grado de pureza del oxígeno, la reducción del 1% en el grado de pureza puede disminuir entre un 20 y un 26 % la velocidad del corte.

Importante

Mantener una adecuada velocidad de salida del oxígeno puro permite obtener un rendimiento óptimo, así como un corte limpio sin escorias.

En esta tabla se muestran algunos parámetros aproximados que se deben contemplar a la hora del proceso de corte de una tubería mediante oxicorte con gas acetileno.

Aplicación práctica

Durante la mañana de trabajo, el dueño de la fábrica de mecanizados donde trabaja se ha acercado a usted para preguntarle sobre la compra de un equipo nuevo para el corte de tuberías. La siguiente imagen muestra un equipo de corte y algunas herramientas de un catálogo. Identifique de qué sistema se trata y explique los componentes que lo forman.

SOLUCIÓN

El equipo está formado por un carrito que soporta dos botellas, una de oxígeno y otra de acetileno. A la salida de cada botella se encuentran los reguladores de presión que están conectados con el soplete mediante dos mangueras.

El soplete tiene un cuerpo formado por varios tubos y una maneta que regula el paso del oxígeno, por tanto se trata de un equipo de oxicorte. El maletín trae además unas gafas de protección y distintas boquillas para acoplar al soplete.

Máquinas y herramientas para oxicorte

En la industria, además del oxicorte manual podemos encontrar una serie de máquinas semiautomáticas y automáticas que permiten la realización de tareas de corte con una precisión y velocidad de ejecución mayor. Para ello solo es necesario la programación y el ajuste adecuado de todos los parámetros que intervienen en el proceso.

Oxicorte automático

Nota

Este tipo de máquinas son muy empleadas en la industria de fabricación de tuberías y en ocasiones están provistas de una serie de tubos de aspiración que permiten recoger la escoria producida durante el corte, lo que mejora la calidad de la cortadura y evita impurezas que puedan afectar a procesos posteriores en el mecanizado de tuberías.

Aplicación práctica

Para empezar su jornada laboral en el taller de mecanizado, debe programar la máquina de oxicorte. Lo único que conoce de las tuberías es el material, que se trata de acero dúctil y el espesor, que está entre 5 y 8 mm. A continuación, se muestran algunos de los parámetros de entrada que necesita la maquinaria para iniciar su funcionamiento:

1 Tipo de material.

2 Geometría de la pieza.

3 Espesor de la chapa.

4 Diámetro de la boquilla.

5 Gas de precalentamiento.

6 Presión del oxígeno.

7 Velocidad de corte.

SOLUCIÓN

1 Tipo de material Acero dúctil

2 Geometría de la pieza Tubular

3 Espesor de la chapa 5 - 8 mm

4 Diámetro de la boquilla 0,8 mm

5 Gas de precalentamiento Acetileno

6 Presión del oxígeno 1,5 bar

7 Velocidad de corte 17 m / h

4. Arcoplasma. Equipo de arcoplasma

El fundamento del corte con plasma es diferente al del oxicorte. En el plasma, el corte se realiza a altísimas temperaturas, que funden casi instantáneamente el metal llegando a volatilizarlo.

En el corte por plasma se alcanzan temperaturas de hasta 50.000 °C.

4.1. Características, descripción de los componentes e instalación

El plasma, responsable del corte en este procedimiento, se produce cuando un chorro de un gas que inicialmente está frío, es calentado por un arco eléctrico y se le hace pasar por un orificio estrecho para reducir su sección. Con el proceso anteriormente descrito, el gas adquiere gran temperatura y velocidad, de tal forma que funde y volatiliza la pieza a cortar, produciendo una cortadura limpia.

Las características de las máquinas de arcoplasma, varían si son plasmas manuales o mecánicos. En el caso de sistemas manuales de plasma, estos se manipulan directamente por el operador. En el caso de plasmas mecánicos, la cortadura la realiza una máquina en una mesa de corte mediante control informático.

Nota

Los componentes esenciales del corte por plasma son el soplete y las fuentes de potencia.

Soplete

Es el elemento donde se produce el arco eléctrico y la elevación de temperatura que da lugar al plasma. Los tipos y tamaños de los sopletes de arcoplasma dependen del espesor del material a cortar. A continuación se presenta un esquema general de un soplete de arcoplasma:

Los componentes principales del soplete son:

1 Electrodo: responsable del proceso eléctrico que eleva la temperatura del gas.

2 Boquilla: lugar por el que sale el gas a gran velocidad y temperatura y que produce el corte del material.

3 Copa de protección o cápsula protectora: elemento responsable de la protección del electrodo y de la boquilla de las proyecciones y chispas derivadas del corte del metal.

La posición del soplete en la operación del corte con plasma es variable. Hay veces que se mantiene en contacto el soplete y la pieza, y en otras ocasiones, es necesaria una separación con el trozo a cortar.

Fuentes de potencia

El proceso de corte por arcoplasma requiere una fuente de potencia de corriente continua. El voltaje de trabajo varía entre los 50-60 voltios hasta los 200, por lo que los voltajes de la fuente de potencia a la que va conectada la máquina deben tener entre 150 y 400 voltios.

Las instalaciones de máquinas de arcoplasma son diferentes dependiendo si se trata de equipo manual o equipo de arcoplasma mecanizado.

Equipo de arcoplasma manual

La máquina se compone de:

1 Equipo eléctrico portátil: es la fuente de potencia del aparato de arcoplasma. Está conectado a la red eléctrica, pudiendo transportarse al lugar donde se realiza el trabajo.

2 Equipo de gases: es el mecanismo, también portátil, que transfiere el gas al proceso de arcoplasma. Normalmente está constituido por las bombonas de los gases correspondientes.

3 Pistola: es la herramienta con la que se realiza el corte en sí. En ella se encuentra el soplete con todos sus elementos.

Equipo de arcoplasma mecanizado

En este equipo la instalación eléctrica y de gases no es portátil.

El arcoplasma mecanizado se caracteriza porque se transporta la pieza y no la máquina.

Se constituye principalmente por los aparatos fijos eléctricos y de gases, por la mesa de corte y por un equipo informático, llamado control numérico, en el que se introducen las piezas a cortar.

Nota

El corte realizado en este equipo es mucho más preciso que el corte manual.

4.2. Manejo y ajuste de parámetros

La puesta en funcionamiento de los mecanismos de corte de arcoplasma dependen de la naturaleza del equipo: manual o mecánica. Por otro lado, los parámetros a ajustar en el corte, serán principalmente, la velocidad de corte y la distancia de la boquilla del plasma al material.

En el equipo de plasma manual

El manejo de los sopletes manuales de plasma es bastante simple. Su funcionamiento se basa en un gatillo que se oprime para iniciar el corte sobre la pieza y se suelta para finalizarlo.

El ajuste de parámetros en el corte de plasma manual variará según la experiencia del operador. Dependiendo del espesor y de la forma del material a cortar realizará el corte a mayor o menor velocidad y separará más o menos la boquilla del material.

Soplete de arcoplasma manual

En el equipo de plasma mecanizado

El equipo de plasma mecanizado se basa en una mesa de corte en la que descansa el material a seccionar. Sobre esta mesa, se mueve un dispositivo de corte por plasma que es controlado por un equipo electrónico o informático, ubicado fuera de la mesa donde se realiza el corte.

Equipo de arcoplasma mecanizado

El trabajador realiza las operaciones de corte desde el equipo informático. Mediante un software específico, introduce la dimensión y forma de la pieza a cortar. Igualmente, detalla la velocidad de corte y la distancia entre la boquilla y el material, por lo que la variabilidad de estos parámetros es nula si se compara con el corte por plasma manual.

5. Corte mecánico

Además de los tipos de corte de anteriormente descritos, existen otros que se realizan por medio de esfuerzos mecánicos. Para estos cortes se emplea una cuchilla de material generalmente más duro que la pieza a seccionar.

5.1. Tipos, características, funcionamiento y utilización

El aserrado es otro tipo de corte producido por sierras manuales o mecánicas. Entre sus variantes se encuentran:

1 El aserrado manual realiza el corte de la pieza a través de un movimiento de vaivén, generado por el operario.

2 El aserrado automático, donde se incluye el tronzado, es producido por un movimiento de origen eléctrico o neumático.

La sierra de arco se usa para el corte manual de piezas de pequeños espesores. La hoja de corte es plana y recta, formada por numerosos dientes. La diferencia con el serrucho es el tamaño de la hoja y la geometría del cuerpo de la herramienta que forma un arco.

Sierra de arco

Serrucho

El funcionamiento de la sierra de calar es muy parecido al arco de sierra pero con movimiento mecánico. Esta herramienta permite el corte de piezas metálicas de pequeños grosores de forma rápida y fácil, aunque su uso principal es para el corte de madera y plástico.

Sierra de calar

La tronzadora es la herramienta comúnmente empleada en el corte de tuberías metálicas de espesores considerables, su accionamiento es eléctrico o neumático.

La sierra de cinta se emplea para la ejecución de cortes curvos. La hoja de la sierra es accionada mediante dos poleas que le confieren el movimiento necesario para la ejecución del corte.

Sierra de cinta

El cizallamiento es un tipo de corte o sección que comprende el cincelado, el uso de cizalla y las tijeras de carrocero.

Nota

En el uso de herramientas de corte, tanto manuales como automáticas es necesario mantener un correcto afilado de la cuchilla.

1 El cincelado consiste en el golpeo de una herramienta de punta para realizar el seccionado de la pieza. Esta operación requiere tiempo y mucho esfuerzo, por lo que se desaconseja su uso.Cincel

2 Las cizallas y las tijeras de carrocero tienen un funcionamiento muy similar. El corte se consigue al aplicar fuerza en los mangos de la herramienta, de forma que los filos de la tijera se cierran produciendo la separación o corte del material. Estas herramientas se usan para el corte de chapas metálicas de pequeño espesor.Cizalla

Aplicación práctica

Un cliente ha llamado a la oficina donde trabaja porque necesita que repare un trozo de tubería de desagüe que se ha dañado. Se dirige hacia el lugar de destino y al llegar se da cuenta que se trata de una tubería de acero de unos 5 mm de espesor. La solución pasa por cortar el trozo de tubería dañado y sustituirlo por uno nuevo. Explique brevemente cómo procedería y las herramientas de las que haría uso.

SOLUCIÓN

Al tratarse de un caso fuera de la zona habitual de trabajo, no se disponen de todas las herramientas, e incluso es imposible el traslado de algunas de ellas. Por tanto no se usarán aparatos pesados y peligrosos como los equipos térmicos de arcoplasma y oxicorte.

Si se dispone de tronzadora eléctrica manual se haría uso de ella, empleando un disco de corte para acero de 5 mm y siempre asegurándose que no existan riesgos de contactos eléctricos. El corte se efectuaría de forma perpendicular a la superficie y en movimiento continuo. Si la tubería es de gran diámetro se seguiría el contorno exterior de la tubería en un recorrido circular evitando profundizar en la cortadura.

Si la zona presenta riesgos eléctricos, se pasará a realizar un corte mecánico de forma manual, bien cortando con la sierra de arco, en cuyo caso se seguiría el proceso descrito para la tronzadora, o bien realizando una mueca inicial con el cincel y seccionando con la cizalla.

A continuación se van a analizar con mayor detenimiento dos de las herramientas más utilizadas en procesos de corte mecánico.

Tronzadora

El tronzado es una técnica que permite cortar o seccionar la pieza mediante el arranque de virutas.

Para el arranque de virutas la hoja de corte de la tronzadora se compone de varios dientes, cuyo filo está especialmente diseñado para el corte de una fina capa de material.

Tronzadora

El disco de corte se encuentra acoplado a un motor eléctrico que genera la velocidad suficiente para realizar el seccionado.

Esta máquina-herramienta permite realizar cortes y secciones en tuberías en tiempos muy reducidos.

El disco o sierra puede ser refrigerado durante el proceso, ello dependerá de los parámetros de corte como velocidad, material a cortar, tipo de diente, etc.

Disco de sierra

También pueden emplearse discos abrasivos en las tronzadoras que efectuarán el corte mediante abrasión.

El corte por abrasión consiste en hacer girar un disco formado por un material abrasivo que al ser girada a gran velocidad produce el desgaste del material y su consecuente seccionado.

Lijas

Ejemplo

Los materiales abrasivos son aquellos de aspecto rugoso formados por pequeños cristales de naturaleza dura, aunque en la actualidad pueden emplearse materiales sintéticos diseñados para realizar dicha tarea. Las lijas son materiales abrasivos.

Cizalla

El cizallamiento es otro tipo de corte mecánico que separa una pieza en dos mediante la aplicación de presión en el filo de la herramienta. Un uso muy común son las tijeras de carrocero que mediante presión manual realizan cortes en chapa de pequeños grosores.

Tijeras de carrocero

6. Velocidades de corte en relación con el material y espesor de las piezas

Se puede definir la velocidad de corte como la cantidad de material cortado en milímetros por el tiempo transcurrido en segundos.

Las velocidades de corte son variables dependiendo principalmente del espesor y del tipo de material que se quiera cortar.

Recuerde

El metal es un gran conductor del calor, por tanto, si cortamos a poca velocidad, el calor que se introduce se transfiere rápidamente a las otras partes de la pieza metálica. Dado que se trabaja con grandes temperaturas, habrá que tener cuidado, ya que se puede calentar en exceso la pieza y afectar a su composición química y a su calidad.

En el primer caso se puede decir que la velocidad de corte será mayor cuanto más pequeño sea el espesor, y por tanto, la velocidad será menor si se trata de chapas o tubos más gruesos.

El segundo caso, se analiza en unas tablas teniendo en cuenta tres materiales muy usuales en la fabricación de tubos: aleaciones de aluminio, acero inoxidable y acero al carbono en un proceso de corte con arcoplasma.

Tras analizar estas tres tablas se puede ver cómo la velocidad de corte se reduce de forma importante cuando se encuentra con chapas o tubos más gruesos. Por otro lado, se observa que entre los tres materiales que se exponen, la velocidad de corte mayor se da en las aleaciones de aluminio.

También existen tablas como las anteriores, pero usadas en el proceso de oxicorte. A continuación, se expone una tabla de recomendación de velocidad de corte para acero al carbono con máquina de oxicorte.

Nota

Para espesores pequeños el proceso de plasma ofrece mayores rendimientos en términos de velocidad que el oxicorte, pero para espesores mayores de 40 mm se suele usar este último, entre otras razones por el coste económico, ya que las máquinas de corte de plasma para espesores muy grandes son bastante costosas y sus consumibles no son duraderos en estos espesores.

Aplicación práctica

¿Qué velocidad de corte llevará un equipo mecanizado de corte por arcoplasma, que es capaz de seccionar una longitud de 10 metros en 3 minutos?

SOLUCIÓN

Longitud cortada (l) = 10 metros = 10.000 milímetros

Tiempo de corte (t) = 3 minutos = 3 *60 s =180 s

Por tanto Velocidad (v)= l/t=10.000/180 = 56 mm/s

7. Técnicas de corte con los equipos de oxicorte y arcoplasma

En el proceso de oxicorte es muy importante realizar de forma correcta el encendido de la llama a fin de evitar posibles accidentes y quemaduras. Para el encendido de la llama se exponen las siguientes recomendaciones:

1 Asegurar el correcto funcionamiento del equipo.

2 Revisión de las botellas de oxígeno y de combustible, observando que estén en los niveles adecuados.

3 Revisión de manómetros y selección de los parámetros de presión adecuados.

4 Apertura de la válvula del oxígeno y después la del combustible.

5 Realización de este proceso abriendo despacio y poco a poco la válvula que aporta la presión.

Recuerde

Siempre haremos uso de los equipos de seguridad adecuados y nos aseguraremos de su correcta colocación.

Apretando la manivela se puede regular el chorro de oxígeno. Acercando a unos 3 o 4 cm la llama del encendedor a la boquilla se producirá la combustión del acetileno, consiguiendo la llama del soplete. Acto seguido se soltará poco a poco la palanca del oxígeno de corte que deberá regularse hasta que el chorro de oxígeno sea recto.

Para el apagado de la llama, se soltará la manivela del oxígeno de corte y posteriormente se cortará el flujo de combustible. Finalmente cerrará la válvula del oxígeno.

7.1. Técnica para cortar en oxicorte

Para el corte en oxicorte, es importante afianzar la pieza en el banco de corte, trazar la línea de cortadura y asegurar la no existencia de impedimentos u obstáculos que puedan generar situaciones de peligro, además de equiparse con los dispositivos de seguridad adecuados.

Por otro lado, tendrá que limpiar de posibles virutas y escoria la zona a cortar y proceder con precaución al precalentado de la pieza en la zona a seccionar. Para efectuar correctamente el precalentado se colocará en la línea previamente marcada y posicionará el soplete a unos 5 mm de forma perpendicular a la tubería. Cuando el metal torne a rojo, apretará de forma suave y continua la manivela que deja pasar el oxígeno de corte.

En ningún momento la boquilla o la mano del trabajador debe tocar el metal incandescente y el corte siempre se realizará hacia delante alejando la llama del operario. Una vez finalizado el seccionado, ejecutará el apagado de la llama de forma segura.

7.2. Técnica para cortar en arcoplasma

Antes de iniciar el corte de una tubería con arcoplasma hay que trazar la línea de corte y afianzar de forma correcta y segura la pieza a la bancada.

Al igual que en el oxicorte, se colocará los equipos de protección necesarios de forma correcta y segura y se cerciorará de la inexistencia de impedimentos u obstáculos a lo largo del recorrido de corte.

Se ajustarán los parámetros de cortadura tanto en intensidad como tensión y la cantidad de gas necesaria así como su presión.

Para iniciar el arco, se abre la válvula del gas y se hace saltar una chispa entre el electrodo y la punta del soplete, acto seguido se acerca el soplete a la pieza ionizada y se comienza el corte.

La velocidad del corte dependerá de los parámetros previamente establecidos y del tipo de material.

Técnica de arcoplasma

Nota

El movimiento del soplete será continuo y se mantendrá tanto la distancia como la perpendicularidad de la boquilla con respecto a la superficie de la tubería.

Una vez finalizado el proceso se cerrará el paso de gas y de corriente eléctrica y se dejará el soplete en un lugar seguro evitando tocar de forma directa la punta de la boquilla.

8. Defectología asociada a los procesos de corte

Los procesos de corte realizados con cualquiera de los procedimientos anteriormente expuestos pueden provocar una serie de aspectos no deseados llamados defectos de corte. A continuación, se hará un recorrido de los defectos de corte que se pueden encontrar en los distintos procesos de segmentación, analizando sus causas.

8.1. Defectos en corte mediante oxicorte

Los defectos de las superficies que se oxicortan son producidos por el mal ajuste de parámetros de corte. Dichos defectos se clasifican en función del daño que realiza en la chapa o tubo. Algunos de ellos son:

Defectos en el filo superior del corte

1 Fusión de las esquinas: el filo de corte se redondea debido a que el material en esta zona se funde excesivamente. Causas: velocidad de corte demasiado baja y/o llama demasiado fuerte.

2 Formación de cadena de gotas fundidas: en el filo superior de corte se encuentran una serie de gotas fundidas. Causas: existencia de superficies de corte oxidadas.

3 Filo de corte colgante: se forma un filo colgante sobre el filo de corte ideal. Causas: llama demasiado fuerte.

4 Borde separado de la zona de corte: se produce un borde separado del filo ideal de corte. Causas: demasiada distancia entre la boquilla y la chapa o tubo.

Defectos en la superficie del corte

1 Concavidad del borde superior: se produce una concavidad de corte con respecto al corte ideal. Causas: presión de oxígeno alta y suciedad en la boquilla de corte.

2 Estrechamiento del filo: este fallo es producido cuando las superficies de corte derecha e izquierda convergen hacia la parte inferior. Causas: velocidad de corte alta, alta distancia de la boquilla o empleo de una boquilla de diámetro excesivamente pequeño.

3 Ensanchamiento del filo: defecto contrario al anterior. Las superficies convergen hacia la parte superior. Causas: velocidad de corte baja y poca distancia de la boquilla.

4 Concavidad de la sección de corte: se produce una concavidad en toda la superficie de corte siendo más acentuada en la parte central. Causas: velocidad de corte demasiado elevada o poca presión de oxígeno.

5 Ondulación en la superficie de corte: son oscilaciones cóncavas y convexas alternadas en la superficie de corte. Causas: alta velocidad de corte o uso de boquillas demasiado grandes.

6 Desvío respecto a la vertical de la superficie cortada: se produce cuando no hay paralelismo entre las superficies de corte. Causas: incorrecto posicionamiento angular de la antorcha de corte.

7 Borde inferior redondeado: la superficie de corte en la parte inferior no queda lisa sino redondeada. Causas: defectos de la boquilla de corte.

8 Escalón en el borde inferior de corte: en la superficie de corte inferior se da un escalonamiento que difiere del corte ideal. Causas: defectos de la boquilla de corte y alta velocidad de corte.

9 Dirección defectuosa de corte y superficie transversal ondulada: la superficie de corte no sigue una línea recta sino una línea ondulada. Causas: excesiva velocidad y suciedad de la boquilla.

8.2. Defectos en corte mediante arcoplasma

En las superficies cortadas mediante arcoplasma las irregularidades encontradas en las superficies seccionadas son similares a las del oxicorte. La gran diferencia es que el corte por plasma produce menos defectos, siendo la calidad de la cortadura su principal ventaja frente a la otra técnica.

En contraposición, el arcoplasma se suele usar para espesores más pequeños y su coste es mayor.

Aplicación práctica

Se encuentra en su máquina de oxicorte cortando unas chapas de acero al carbono de 50 mm con una boquilla adaptada a este grosor. La velocidad en su mesa de oxicorte es de 4 mm/s. Tras cortar la primera chapa ve que las superficies de corte no son ideales dándose el siguiente dibujo:

¿Qué defecto se está dando?

¿Qué parámetro debería ajustar y en qué medida?

SOLUCIÓN

Se está produciendo un estrechamiento del filo, convergiendo la parte inferior izquierda y derecha del corte.

Por un lado se debería reducir la velocidad de corte hasta 1,9 mm/s que es la velocidad de corte ideal para este tipo de chapa. Por otro lado habría que revisar la distancia de la boquilla a la chapa y analizar que no esté demasiado elevada.