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O que é Corte a Arco de Plasma?

E como funciona?

Plasma é definido em Websters como uma “coleção de partículas carregadas … contendo aproximadamente igual número de íons positivos e elétrons e exibindo algumas propriedades de um gás, mas diferente de um gás em ser um bom condutor de eletricidade …”. Você também pode pensar nisso como um fluxo de gás aquecido eletricamente. Eu gosto de pensar nisso como uma condição onde todos os elétrons de cada átomo estão fluindo de átomo para átomo, em vez de apenas orbitarem. Independentemente do que se passa dentro de um fluxo de plasma, a forma de cortar metais com ele é bastante simples. Pegue esse fluxo de eletricidade fluindo através de um gás e construa-o através de um pequeno orifício. Agora esse fluxo é realmente denso e se move muito rápido. O fluxo resultante pode derreter e soprar através da maioria dos metais com bastante facilidade. Isso é uma tocha de plasma.

Tochas de corte de plasma geralmente usam um bico de cobre para constringir o fluxo de gás com o arco fluindo através dele. Esse arco salta de um eletrodo na tocha para outra coisa – geralmente o material condutivo que está sendo cortado. Isso é um ‘arco transferido’. Há alguns sistemas que utilizam um arco ‘não transferido’ onde ele salta do eletrodo de volta para o bico, mas esses normalmente não são usados para o corte. Isso significa que o corte a plasma só é usado para materiais condutores, principalmente aço macio, aço inoxidável e alumínio. Mas muitos outros metais e ligas também são condutores, tais como cobre, latão, titânio, monel, inconel, ferro fundido, etc. O problema é que a temperatura de fusão de alguns desses metais os torna difíceis de cortar com uma aresta de boa qualidade.

O eletrodo é normalmente feito de cobre, mas com uma inserção de metal no ponto em que o arco se fixa. Isto porque o cobre derreteria muito rápido se o arco a ele se prendesse diretamente. O tungstênio faz um grande material de eletrodo, então muitos eletrodos têm um inserto de tungstênio. Algumas tochas menores usam um eletrodo estilo ‘lápis’ feito inteiramente de tungstênio com uma ponta afiada. O problema com o tungstênio é que ele queima na presença de Oxigênio. Assim, ao utilizar Oxigênio ou ar comprimido como gás cortado, o inserto é feito de um material chamado Hafnium. O háfnio dura muito mais tempo na presença de Oxigênio, mas ainda se veste um pouco a cada início do arco.

Então por que usar Oxigênio em uma tocha de plasma? O mesmo motivo pelo qual você usa Oxigênio em uma tocha de acetileno – o Oxigênio no fluxo de plasma reage com o aço macio. É por isso que o Oxigénio puro só é utilizado quando se corta aço macio, ou ‘aço carbono’. Essa reação química entre o Oxigênio no gás plasma e o metal base ajuda a acelerar o processo de corte e a melhorar a qualidade da borda. Mas como o Oxigênio não tem a mesma reação com o Aço Inoxidável ou Alumínio, gases menos caros podem ser utilizados para esses metais, como o Nitrogênio ou o ar comprimido (que de qualquer forma é principalmente Nitrogênio).

Outros gases especiais são às vezes utilizados para outros fins. O gás árgon é usado na marcação de plasma (todo um outro assunto). Uma mistura de Argônio e Hidrogênio é freqüentemente usada ao cortar Aço Inoxidável ou Alumínio de maior espessura. Algumas pessoas usam uma mistura de Hidrogênio e Nitrogênio, ou Metano e Nitrogênio ao cortar Aço Inoxidável mais fino. Cada mistura tem suas vantagens (melhor qualidade de corte) e suas desvantagens (custo & manuseio).

Então essas são algumas das bases do corte a plasma – um arco transportado em um fluxo de gás de um eletrodo através de um orifício e depois no metal condutivo que está sendo cortado. Há muitas outras considerações que abordarei mais tarde, tais como: gases de turbilhonamento, kerf, controle de altura, partida do arco, gás de escudo, etc. Mas quer seja manual ou montado numa máquina CNC, o básico é o mesmo.