SOLDADURA POR TRANSFERENCIA DE ARCO PLASMA. PTAW
Principio “PLASMA”
El “Plasma” es el cuarto estado de la materia. La materia se presenta en diferentes estados, como sólido, líquido y gas.
Por ejemplo…
El agua puede estar en estado sólido (hielo), en estado líquido (agua) y en estado gaseoso (vapor), en función de la temperatura que apliquemos a esta materia (agua) obtenemos un estado.
En el sistema de arco de plasma transferido, se utiliza un gas inerte como el argón. El gas inerte fluye a través del arco eléctrico de alta potencia entre el electrodo (-) y la boquilla (+). Este gas se ionizará. En estado ionizado, el átomo del gas inerte se descompondrá en electrones (-) y cationes (+). Un valor típico de temperatura obtenido en el chorro de plasma es entre 24.000ºC y 28.000 ºC, en comparación con los aproximadamente 5500 ºC en el arco de soldadura eléctrica común.
Los gases y el plasma
Los gases y el plasma
El gas se convierte en plasma cuando se le suministra calor u otra forma de energía. Los átomos del gas comienzan a perder sus electrones y se convierten en iones cargados positivamente. Los electrones desprendidos pueden moverse libremente. A este proceso se le conoce como ionización. Cuando una porción significativa del gas se ha ionizado, las características eléctricas de la sustancia cambian drásticamente y es este estado el que se conoce como plasma.
Principio de funcionamiento (Equipo)
El arco de plasma se crea mediante la ionización del gas argón que pasa a través del arco eléctrico formado entre el electrodo de tungsteno (-) y la antorcha o boquilla de soldadura (+).
Segundo arco eléctrico llamado Arco Transferido, que se produce entre el electrodo (-) y el sustrato o pieza de trabajo (+). Este segundo arco aumentará aún más la temperatura entre 8.000 ºC y 18.000 ºC
El metal de aporte en polvo (*) se introduce continuamente en la pieza de trabajo a través del arco de plasma. Un gas inerte como el argón ayuda a transportar el polvo.
(*) También se realizan aportes de metal a través de hilo macizo (frío) de forma externa, no combinados con el aporte de polvo de metal.
El gas de protección, puede ser argón u otros gases como helio, argón + helio o argón + hidrógeno, se utiliza para proteger el área del arco y protegerlo de la oxidación.
A través de un circuito de refrigeración, se bombeará líquido refrigerante (específico para equipos de soldadura) a una temperatura regulada a través de la antorcha para extraer el calor del arco acumulado en la boquilla. Este líquido caliente será tratado por un enfriador y enviada de regreso a la boquilla a través de un circuito cerrado.
El arco se estrecha mediante una boquilla de cobre, lo que da como resultado una alta densidad de potencia. El arco concentrado, junto con el gas de plasma controlable, permite lograr velocidades de soldaduras más altas, lo que ahorra tiempo y dinero. La fuerte agrupación del arco y la velocidad de soldadura significan que solo se forma una zona estrecha afectada por el calor, lo que da como resultado una menor distorsión térmica en el componente.
Ventajas
- Baja dilución con el metal base, alcanzándose la dureza del material depositado en una sola capa.
- Excelente adherencia, resistencia de unión de aproximadamente 65.000 psi (como soldadura sobre el material base o sustrato).
- Baja adición de calor. La alta velocidad de trabajo reduce la adición de calor a la pieza de trabajo. Con la misma tasa de deposición, en comparación con otras soldaduras por fusión, la estructura metalúrgica es mucho mejor. La eficiencia energética es muy alta, por ejemplo, 12 kW de energía eléctrica son suficientes para depositar aproximadamente 6 kg/hora de metal.
- Pequeña zona afectada por el calor (ZAT).
- Flexibilidad del sistema. Constancia del resultado y fácil automatización que proporciona un alto grado de reproducibilidad.
- Dosificación precisa de la materia prima de polvo metálico, lo que da como resultado una menor cantidad de polvos utilizados.
- Produce un depósito liso cercano a la geometría final. Reduce el tiempo de mecanizado necesario.
- Produce depósitos de aleación que son más duros y resistentes a la corrosión que sus contrapartes creadas mediante procesos GTAW o FCW.
- Baja contaminación. Menos humos de soldadura que los métodos de soldadura tradicionales.
- Válvulas para la industria automotriz, marina y petroquímica.
- Husillos en industrias de plásticos, madera, petróleo.
- Rodillos industriales.
- Moldes y émbolos en la industria del vidrio.
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