¿Se ha preguntado alguna vez cómo se cortan con tanta precisión enormes estructuras de acero? El corte por gas, un proceso extraordinario pero a menudo olvidado, ha revolucionado el sector de la fabricación de metal. En este artículo, nos adentraremos en la ciencia que hay detrás del corte por gas, exploraremos sus aplicaciones y descubriremos cómo ha transformado nuestra forma de dar forma y crear con el metal. Prepárese para asombrarse con la potencia y versatilidad de esta tecnología de vanguardia.
El oxicorte, también conocido como oxicorte o corte oxiacetilénico, es un proceso de corte térmico de gran eficacia muy utilizado en la fabricación de equipos. Este método aprovecha la reacción exotérmica entre el oxígeno puro y el metal calentado para crear cortes precisos en materiales ferrosos.
La sencillez y facilidad de manejo de los equipos de oxicorte los hacen especialmente adecuados para procesar acero al carbono y acero de baja aleación. Sobresale en la producción de cortes precisos en líneas rectas, círculos y formas complejas, con capacidad para manejar una amplia gama de espesores de material, normalmente de 5 mm a 300 mm.
Los recientes avances en tecnología CNC, sistemas de seguimiento fotoeléctrico y boquillas de corte de alto rendimiento han mejorado significativamente el potencial de automatización del oxicorte. Estas innovaciones han permitido mejorar la precisión del corte, aumentar la productividad y reducir la dependencia del operario.
El proceso de oxicorte utiliza un soplete que mezcla un gas combustible (normalmente acetileno) con oxígeno para generar una llama de alta temperatura. Esta llama precalienta el metal en el punto de corte hasta su temperatura de ignición (aproximadamente 870°C para el acero dulce). Posteriormente, se dirige un chorro de oxígeno puro a la zona precalentada, iniciando una rápida reacción de oxidación. El óxido fundido resultante es expulsado del corte por la fuerza del chorro de oxígeno, creando un corte limpio.
Para un rendimiento de corte óptimo, la pureza del oxígeno debe ser superior a 99,5%. Aunque el acetileno es el gas combustible preferido debido a su alta temperatura de llama (3160°C) y a su eficacia de corte, pueden utilizarse gases combustibles alternativos como el propano, el gas natural o el gas MAPP en aplicaciones específicas o cuando no se disponga de acetileno.
El soplete de corte es el componente crítico de los equipos de oxicorte. Su diseño influye en la velocidad de corte, la calidad y la eficacia general. Los sopletes modernos suelen incorporar características como precalentamiento de llama múltiple, boquillas de alta velocidad y diseños ergonómicos para mejorar el rendimiento y la comodidad del operario.
Los sistemas de oxicorte abarcan desde instalaciones manuales portátiles que utilizan bombonas de gas hasta sofisticadas máquinas automatizadas. Los sistemas avanzados pueden incluir varios cabezales de corte, control numérico por ordenador (CNC) y software CAD/CAM integrado para operaciones de corte complejas. Estos sistemas automatizados son especialmente beneficiosos para la producción en serie, ya que aumentan el rendimiento y la uniformidad.
Las principales ventajas del oxicorte son:
Sin embargo, es importante tener en cuenta que el oxicorte se limita a materiales ferrosos y puede no ser adecuado para aplicaciones de alta precisión o corte de materiales finos (menos de 5 mm), donde el corte por plasma o láser podría ser más apropiado.
El corte por gas, también conocido como oxicorte, es un proceso de corte térmico que utiliza una combinación de gas combustible y oxígeno para cortar metales. El mecanismo consiste en precalentar el metal hasta su temperatura de ignición y, a continuación, oxidarlo rápidamente con una corriente de oxígeno de gran pureza. Este proceso crea un corte continuo y preciso a través de la pieza de trabajo.
El mecanismo de corte se desarrolla en las siguientes etapas:
Para que el corte de gas tenga éxito, deben cumplirse las siguientes condiciones:
Las máquinas de corte por gas son sistemas automatizados que sustituyen a los sopletes de corte manuales y ofrecen una mayor productividad, una calidad de corte superior, una menor fatiga del operario y una mayor rentabilidad en los procesos de fabricación de metales.
1) Máquina semiautomática de corte por gas:
Este sistema consta de un carro compacto autopropulsado que guía la boquilla de corte por una trayectoria predeterminada. Aunque el movimiento del carro está automatizado, la trayectoria requiere un ajuste manual, lo que permite un equilibrio entre la automatización y el control del operario.
2) Máquina de corte de perfiles por gas:
a) Tipo pórtico: Utiliza una robusta estructura de pórtico en la que la boquilla de corte se desplaza a lo largo del perfil de la pieza mediante mecanismos de ruedas diseñados con precisión, lo que garantiza la estabilidad y la precisión en operaciones de corte complejas.
b) Tipo de brazo articulado: Emplea un sistema de brazo articulado que pivota para guiar la boquilla de corte, ofreciendo una mayor flexibilidad para el corte de perfiles intrincados, especialmente adecuado para formas curvas o irregulares.
3) Máquina de corte por gas de seguimiento fotoeléctrico:
Este avanzado sistema incorpora sensores fotoeléctricos para detectar y seguir patrones o plantillas previamente dibujados. El soplete de corte se guía automáticamente a lo largo del perfil, lo que permite un corte automatizado de alta precisión de formas complejas con una intervención mínima del operario.
4) Máquina de corte por gas CNC:
El control numérico por ordenador (CNC) representa una sofisticada metodología de control en la que las instrucciones digitales gobiernan las operaciones de la máquina. En los sistemas CNC de corte por gas, un ordenador interpreta y ejecuta las trayectorias de corte programadas, controlando parámetros como el movimiento de la antorcha, la velocidad de corte y el caudal de gas. Esta tecnología permite:
Las modernas máquinas de corte por gas CNC suelen incorporar control multieje, lo que permite realizar cortes en bisel y perfilados en 3D, ampliando aún más sus capacidades en procesos avanzados de fabricación de metales.
El proceso de corte por gas incluye principalmente la presión del oxígeno de corte, la velocidad de corte, la eficacia de la llama de precalentamiento, el ángulo de inclinación de la boquilla de corte y la pieza de trabajo, y la distancia entre la boquilla de corte y la pieza de trabajo.
1) Presión del oxígeno de corte:
Influyen el grosor de la pieza, el tipo de boquilla de corte y la pureza del oxígeno.
Al cortar materiales finos, una tamaño de la boquilla de corte y debe seleccionarse una presión de oxígeno más baja.
La pureza del oxígeno tiene un impacto significativo en la velocidad de corte, el consumo de gas y la calidad del corte.
2) Velocidad de corte:
Depende del grosor de la pieza y de la forma de la boquilla de corte. A medida que aumenta el grosor, disminuye la velocidad de corte.
La velocidad de corte no debe ser ni demasiado rápida ni demasiado lenta, ya que puede provocar un arrastre excesivo y cortes incompletos.
La corrección de la velocidad de corte se juzga principalmente en función de la cantidad de arrastre en el corte.
3) Eficacia de la llama de precalentamiento:
Para el precalentamiento en el corte con gas se utiliza una llama neutra o ligeramente oxidante, y no debe utilizarse una llama carburante.
La eficacia de la llama de precalentamiento se expresa en términos de tasa de consumo del gas combustible por hora.
La eficacia de la llama de precalentamiento está relacionada con el grosor de la pieza.
4) Ángulo de inclinación de la boquilla de corte y la pieza:
El ángulo de inclinación de la boquilla de corte y la pieza viene determinado principalmente por el grosor de la pieza.
El ángulo de inclinación de la boquilla de corte y la pieza afecta directamente a la velocidad de corte y la resistencia.
Una inclinación hacia atrás puede reducir la resistencia y aumentar la velocidad de corte.
5) Distancia entre la boquilla de corte y la superficie de la pieza:
La distancia entre la boquilla de corte y la superficie de la pieza debe determinarse en función de la longitud de la llama de precalentamiento y del grosor de la pieza, generalmente entre 3 y 5 mm.
Cuando δ<20mm, la llama puede ser más larga, y la distancia puede aumentarse en consecuencia.
Cuando δ>=20mm, la llama debe ser más corta, y la distancia puede reducirse.
6) Requisitos de calidad de los cortes de gas:
La superficie del corte con gas debe ser lisa y limpia, con líneas gruesas y finas uniformes. La escoria de óxido de hierro producida durante el corte con gas es fácil de desprender. La separación del corte con gas debe ser estrecha y uniforme, y no debe producirse fusión de la pieza. chapa de acero bordes.
Criterios de evaluación y clasificación de la calidad del corte:
a) Rugosidad de la superficie: La rugosidad superficial se refiere a la distancia entre los picos y los valles de la superficie de corte (media de cinco puntos arbitrarios), indicada por G.
b) Planitud: La planitud se refiere al nivel de desnivel a lo largo de la dirección de corte perpendicular a la superficie de corte. Se calcula como porcentaje del espesor δ de la chapa de acero cortada, indicado por B.
c) Grado de fusión del borde superior: Se refiere al grado de fusión o colapso durante el proceso de corte con gas, manifestado por la presencia de esquinas colapsadas y la formación de gotas o tiras fundidas intermitentes o continuas, indicado por S.
d) Escoria colgante: La escoria colgante se refiere al óxido de hierro adherido al borde inferior de la superficie cortada. Se clasifica en diferentes grados en función de la cantidad de adherencia y la dificultad de eliminación, indicada por Z.
e) Espaciado máximo entre defectos: El espaciado máximo de defectos se refiere a la aparición de ranuras en la superficie de corte a lo largo de la dirección de la línea de corte debido a vibraciones o interrupciones, causando una disminución repentina de la rugosidad de la superficie. La profundidad de la ranura está comprendida entre 0,32 mm y 1,2 mm, y su anchura no supera los 5 mm. Estas ranuras se consideran defectos. La separación máxima entre defectos se indica mediante Q.
f) Rectitud: La rectitud se refiere a la distancia entre la línea recta que une los puntos inicial y final a lo largo de la dirección de corte y la superficie de corte de la nube en forma de corona. Se indica mediante P.
g) Perpendicularidad: La perpendicularidad se refiere a la desviación máxima entre la superficie de corte real y la línea perpendicular a la superficie del metal que se está cortando.
7) Causas y métodos de prevención de defectos comunes:
(1) Anchura excesiva y superficie rugosa del corte:
Esto se debe a una presión de oxígeno de corte excesiva. Cuando la presión de oxígeno de corte es demasiado baja, la escoria no se puede soplar, lo que hace que la escoria se pegue y sea difícil de eliminar.
Prevención: Ajuste la presión de oxígeno de corte a un nivel apropiado para el ancho de corte y la rugosidad superficial deseados.
(2) Superficie irregular o fusión de los bordes:
La causa es una intensidad excesiva de la llama de precalentamiento o corte lento velocidad. Una intensidad insuficiente de la llama de precalentamiento puede provocar interrupciones en el proceso de corte y una superficie irregular.
Prevención: Asegurar una intensidad de llama de precalentamiento adecuada para conseguir un corte regular y uniforme.
(3) Arrastre excesivo tras el corte:
Esto ocurre cuando la velocidad de corte es demasiado rápida, lo que provoca un arrastre excesivo y cortes incompletos. En casos graves, la escoria puede volar hacia arriba y provocar un recalentamiento.
Prevención: Ajustar la velocidad de corte a un nivel adecuado para conseguir un corte correcto sin un arrastre excesivo.
8) Formas de mejorar la calidad superficial del corte:
(1) Presión de oxígeno de corte adecuada:
Una presión de oxígeno de corte excesiva puede provocar un corte más ancho y una superficie áspera, al tiempo que se desperdicia oxígeno. Una presión de oxígeno de corte insuficiente puede hacer que la escoria se pegue y sea difícil de eliminar.
Solución: Ajuste la presión de oxígeno de corte a un nivel adecuado para la calidad de corte deseada.
(2) Intensidad adecuada de la llama de precalentamiento:
Una intensidad excesiva de la llama de precalentamiento puede provocar la fusión de los bordes de la superficie cortada, mientras que una intensidad insuficiente puede causar interrupciones en el proceso de corte y una superficie irregular.
Solución: Garantizar una intensidad de llama de precalentamiento adecuada para un corte suave y uniforme.
(3) Velocidad de corte adecuada:
Cuando la velocidad de corte es demasiado rápida, puede producirse un arrastre excesivo, cortes incompletos y que la escoria salga despedida hacia arriba, provocando un recalentamiento. Cuando la velocidad de corte es demasiado lenta, los bordes de la placa de acero pueden fundirse, desperdiciar gas y las placas más finas pueden experimentar una deformación y adherencia excesivas, dificultando la limpieza posterior al corte.
Solución: Ajuste la velocidad de corte a un nivel adecuado para la calidad de corte deseada.
Ventajas del corte con gas
Desventajas del corte con gas
Se utiliza ampliamente en la fabricación de acero para el corte de precisión de chapas y la preparación del bisel de soldadura, lo que permite procesos de unión eficientes en el trabajo de acero estructural y la fabricación de equipos pesados.
Muy eficaz para eliminar sistemas de inyección en piezas de fundición a gran escala, capaz de manipular espesores sustanciales superiores a 300 mm. Esto la convierte en una herramienta inestimable en operaciones de fundición y en la producción de componentes industriales pesados.
Se emplea principalmente para cortar diversos grados de acero al carbono y acero de baja aleación, ofreciendo una solución rentable para materiales de sección gruesa en los que otros métodos de corte pueden resultar menos eficaces o económicos.
Cuando se procesan aceros con alto contenido en carbono o aceros de baja aleación propensos al enfriamiento rápido, es necesario tomar precauciones especiales para evitar el endurecimiento de los bordes o la formación de grietas:
El corte por gas se utiliza mucho en las industrias naval, de la construcción y de la demolición, donde resulta ventajosa su capacidad para cortar chapas gruesas y formas irregulares.
En la fabricación de tuberías, el corte por gas se emplea para crear biseles y cortes en cuña precisos, lo que facilita el ajuste adecuado en la construcción de tuberías y la fabricación de recipientes a presión.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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