CORTE TÉRMICO

OXICORTECORTE COM ELETRODO DE CARVÃOCORTE A PLASMA

OXICORTE

• Obtido pela reação do metal com o oxigênio puro, em alta temperatura

• O metal a ser cortado é aquecido até a temperatura em que ocorre a reação (temperatura de ignição), e então submetido a ação de um jato de oxigênio puro

• O óxido formado funde e é expulso pelo jato de oxigênio

• Não é aplicado a aços com elementos de liga que formem óxidos refratários.

Oxi-Corte das Ligas Ferrosas• O Ferro forma óxidos que fundem entre 1200 oC e 1400 oC

(dependendo do tipo de óxido e grau de pureza), ou seja abaixo da temperatura de fusão do próprio ferro (1540 oC).

• A oxidação do ferro em altas temperaturas pode ser feita através das reações

2Fe + O2 → 2FeO + 534 kJ 3Fe + 2O2 → Fe3O4 + 1120 kJ 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 + 1650 kJ• A liberação de calor da reação ajuda a manter o

aquecimento.

EQUIPAMENTOS

• Cilindro de Oxigênio, cilindro do gás combustível, reguladores e mangueiras para os gases, maçarico de corte.

• O corte manual pode utilizar dispositivos e equipamentos para seguir curso ou realizar ‘caminho’ regular.

• O corte mecanizado utiliza mesas com múltiplos cabeçotes de corte e deslocamento controlado nas direções X e Y. É comum o equipamento com controle CNC.

EQUIPAMENTOS

• Cilindros, mangueiras, válvula e reguladores, são idênticos aos utilizados na soldagem a gás.

• O Maçarico de Corte tem um bico apropriado para a operação. Ele possui canais para conduzir a mistura que vai formar a chama de aquecimento, e um canal central para o jato de oxigênio puro (este comandado por uma válvula gatilho).

Cabeçote com múltiplos bicos de corte

Gases para a Chama de Aquecimento

• Acetileno Extensamente usado devido à suas características de alta potência de chama (tempo de

preaquecimento relativamente curto, mesmo em grandes espessuras). Necessita proporcionalmente pouco oxigênio para sua combustão. • Gás Natural (metano CH4) Requer dois volumes de oxigênio para combustão completa. Como a potência de chama é menor, tempo de preaquecimento é muito longo.

• Propano (ou GLP) Requer quatro vezes o volume de oxigênio para combustão completa. Poder calorífico maior que o do metano, o que diminui os tempos de aquecimento em relação a

este. Estocado em forma líquida, o que facilita seu armazenamento e transporte.

• Outros gases e combustíveis: Metil Acetileno – Propadieno Estabilizado (MPS), Propileno, Gasolina.

Consequências do Oxi-Corte

• O oxi-corte, devido ao aquecimento localizado, pode introduzir deformações no material que está sendo cortado. Usar seqüência de corte que minimize esse efeito.

• O aquecimento pode provocar modificações químicas e metalúrgicas na região do corte. Remoção de camada enriquecida em carbono (devido à perda de ferro por oxidação na superfície do corte) é aconselhável em alguns tipos de peça.

CORTE COM ELETRODO DE CARVÃO

• Processo de corte a arco, em que o metal é fundido por um arco elétrico mantido entre a peça e um eletrodo de grafite cobreado.

• Um jato de ar comprimido remove o metal fundido.• Normalmente o processo é manual, mas também pode ser

mecanizado.• Aplicado para aços, ferros fundidos, e outros metais não

ferrosos.• Muito aplicado na goivagem e remoção de soldas

(necessário proceder limpeza posterior, quase sempre por esmerilhamento).

Equipamentos e Consumíveis

• Fonte de Energia a mesma que a utilizada na soldagem com eletrodos revestidos (retificador, transformador etc).

• Compressor.• Porta eletrodo apropriado.

• Consumíveis: Eletrodo de carvão cobreado (diversos diâmetros) Ar comprimido

Outras Características• Em princípio não há limitação quanto a espessura de corte• Corta em todas as posições• Corrente na faixa de 100 a 1200 A (para correntes muito

altas, uso de fontes especiais)• O corte é rápido mas impreciso.• Há riscos de contaminação na região cortada (cobre do

eletrodo, líquido expulso, carbono). Na goivagem, fazer limpeza posterior.

• Emissão de radiação como todo processo a arco, projeção de partículas muito quentes, ruído excessivo (tudo isso requer proteção)

CORTE A PLASMA

• Utiliza o calor de um jato de plasma (15.000 K)• Corta todos os metais, ferrosos e não ferrosos.• O arco constrito funde e remove o material (ação do

jato de plasma de alta velocidade).• Pode ser processo manual ou mecanizado.• Atualmente é o processo por excelência para cortar

Aços Inoxidáveis e Alumínio (ambos formam óxidos refratários).

• Corta na faixa de pequenas a médias espessuras (em aço carbono normalmente até 35 mm).

Gases Utilizados

• Gás de Plasma Corte do Ti e Zr : Argônio Não Ferrosos: Nitrogênio e misturas N2+H2 ou Ar+H2

Aço Carbono e Inox: ar comprimido ou nitrogênio

• Gás de Proteção Aço carbono: CO2 ou Argônio, ou ar comprimido Aço Inoxidável: CO2, ou ar comprimido Alumínio: Ar + H2

Melhor Combinação de Gases(para obter maior qualidade e produtividade)

Corte a Plasma com injeção de água

Esquema genérico de um bocal

Plasma com jato de ar coaxial

Corte a Plasma Manual

Casos Típicos• No corte plasma com injeção de água, o jato de água que

passa pelo bocal constritor aumenta o efeito de confinamento do plasma. Isso permite maior velocidade de corte.

• Corte com proteção de água também melhora a aparência do corte e aumenta vida útil do bocal.

• No corte com ar comprimido são usados tochas e eletrodos especiais (pastilha de Hafnio, Hf, na forma de óxido).

• No corte dos inoxidáveis, muitas vezes a peça é submersa em água na mesa de corte, para minimizar ruídos e deformações.

Outras Características

• Eletrodo refrigerado a água.• Bico de constrição também refrigerado.• Usa corrente contínua eletrodo negativo. Correntes na

faixa de 100 a 1000 A.• O arco também pode ser do tipo não transferido.• Com boa regulagem, a qualidade do corte pode ser

superior aos outros processos de corte.• Tensão em vazio elevada (da ordem de 300V).

Isolamento tem de ser eficiente para evitar risco de choque elétrico.

Operação do Processo

• Abertura do arco pode usar alta frequência.• As principais variáveis são a corrente, a velocidade de

corte, o fluxo do gás de plasma (vazões de 50 a 150 l/min), e a distância bocal-peça (de 5 a 15mm). Em tochas com múltiplos orifícios, a disposição destes também é importante.

• Dependendo do tipo de tocha, a direção de corte pode influenciar sobre o acabamento, com tendência a arredondamento da aresta superior.

• Menores velocidade de corte dão melhor acabamento.

Exemplos de ParâmetrosMaterial Espessura

(mm)Diâmetro do orifício (mm)

Corrente(A)

Velocidade de corte (mm/s)

Aço carbonoar comprimido

13 3,2 275 42

25 4,0 425 21

Aço InoxidávelN2 e Ar

13 3,2 300 42

25 4,0 400 21

AlumínioN2 e Ar + H2

13 3,2 250 86

25 4,0 400 38

Níveis de Qualidade da Superfície de corte(Segundo ISO 9013)

A geometria da peça e a tolerância de alinhamentos etc, são funções do grau de exatidão do sistema de manipulação da tocha.

Plasma de alta definição opera com qualidade média nível 3, com vida útil dos bicos de 6 horas ou mais.

Exemplos de peças cortadas com alta definição