Funcionamiento y Aplicaciones del Corte por Plasma y Láser CO2

Fundamentos del Plasma y su Aplicación Industrial

El plasma es un gas que se ha calentado a gran temperatura y conduce la electricidad. Esto significa que los átomos sin carga se han descompuesto en iones y electrones al suministrarle la energía de ionización. Esta energía puede suministrarse en forma de altas temperaturas o de campos eléctricos de gran intensidad. Básicamente, el plasma se comporta como un gas y, exteriormente, resulta neutro.

El Proceso de Corte por Plasma

El corte por plasma forma parte de los procedimientos térmicos de corte por fusión y se lleva a cabo con un arco eléctrico que se estrecha a través de una boquilla. En el proceso de corte, se crea en primer lugar un arco piloto entre la boquilla y el electrodo (cátodo) por medio de alta tensión. Este arco es de baja energía y produce la ionización parcial del tramo de separación entre la antorcha y la pieza.

Cuando el arco piloto se transmite a la pieza, se cierra el circuito eléctrico y el arco principal se enciende al aumentar la potencia. La elevada energía térmica del arco eléctrico y la elevada energía cinética del gas plasmágeno funden la pieza y expulsan el material fundido de la vía de corte. El procedimiento presenta grandes ventajas debido al pequeño tamaño de la zona afectada térmicamente y a las elevadas velocidades de corte que se alcanzan.

Tecnología de Láser CO2

Aunque recibe el nombre de láser CO2, realmente consiste en una mezcla de CO2, Nitrógeno y Helio. En este caso, la energía inicial se produce mediante una descarga eléctrica (con corriente continua CC o pulsada) entre dos electrodos situados en los extremos de la cámara (llamada resonador) que contiene el gas (a una presión baja del orden de 100 mbar), lo que excita las moléculas del gas, que emiten energía en forma de luz.

Esta emisión estimula la continuidad de la misma de forma que la emisión es amplificada. La luz emitida en la dirección de la generatriz se refleja en los espejos situados en los extremos del tubo de forma que se produce una segunda amplificación. Como uno de los espejos es semitransparente, solo refleja parcialmente la luz permitiendo el paso del resto para la generación del rayo láser. Existen láseres del orden de 25 kW, pero generalmente se usan de forma comercial para corte hasta 5 kW.