Soldadura Por Arco de Plasma

La soldadura por arco de plasma, es un tipo de soldadura de estado líquido también conocida como (PAW), fue inventada por Robert M. Gage en la década de los 50's y patentado en 1957, es considerado como un proceso único porque podría realizar cortes de precisión en metal delgado y grueso.

Dicha soldadura de arco de plasma se efectúa para llevar a cabo la unión del metal a metal que se forma en estado fundido, para este proceso el blindaje se obtiene del gas ionizado caliente, lo que se conoce como plasma, que sale del orificio y que además se complementa con una fuente auxiliar de gas de protección. Dicho gas protector puede ser un gas inerte o una mezcla de gases. La presión puede también ser utilizada o no ser utilizada, y finalmente el metal de relleno puede ser o no ser suministrado.

Una de las grandes ventajas de la soldadura por arco de plasma es que utiliza menos entrada de corriente para producir el mismo calor en comparación con los procesos TIG o MIG.

¿Cómo funciona?

La Soldadura por Arco de Plasma (PAW), está constituido por un proceso de coalescencia por el calor que es llevado a cabo en el desarrollo a partir de una configuración especial entre un electrodo de aleación de tungsteno y la boquilla enfriada por agua (arco no transferido), o también entre un electrodo de aleación de tungsteno y el trabajo (arco transferido). Dicho proceso emplea dos gases diferentes para dos propósitos diferentes.

• Se usa un gas para formar el arco de plasma
• Se usa un segundo gas para proteger el arco de plasma

Características del equipo

Fuente de Alimentación: Por lo general se utiliza una fuente de alimentación de corriente continúa con características de tensión en circuito abierto de 70 voltios o más.

Parámetros de soldadura típico:

• Corriente: 50 a 350 Amperes
• Tensión: 27 a 31 Volts
• Caudal de Gas: 2 a 40 litros cada minuto.

Generador de alta frecuencia y resistencias limitadoras de corriente: Ambas se utilizan para la ignición de arco.

Antorcha de plasma: La antorcha posee un electrodo y un sistema de enfriamiento de agua que de alguna forma evita que la vida útil de la boquilla y el electrodo se derrita debido al calor excesivo producido durante la soldadura. Recordar que es importante que se evite la contaminación atmosférica del metal fundido debajo del cordón.

Gas Protector: Un gas inerte, ya sea argón, helio o una mezcla, se utiliza para proteger el área del arco de la atmósfera. El argón es más común porque es más pesado y proporciona una mejor protección a tasas de flujo más bajas.

Proceso de Trabajo

Como se explico al comienzo, el proceso de soldadura por arco de plasma funciona por gas ionizante. Cuando dicho gas se ioniza éste mismo puede conducir electricidad. Así el gas se usa para transferir un arco eléctrico a la pieza de trabajo que se está soldando. El gas puede ser argón y adicionalmente un gas secundario de helio que proteja el charco de soldadura de arco.

El proceso de soldadura por arco de plasma normalmente se compara con el proceso de arco de tungsteno de gas.

Veamos el siguiente procedimiento de trabajo para éste tipo de soldadura.

1. La antorcha de plasma contiene un electrodo hecho de material de tungsteno y éste es fijado en la boquilla que está hecha de cobre. El arco se comienza a generar entre el electrodo y la punta de la boquilla. Luego, el arco o la llama se transfiere al material que se va a soldar.
2. La pequeña abertura obliga de alguna forma al gas a viajar a través de una abertura estrecha, esto concentra el calor en una área más pequeña, y dicha acción permite que el soldador produzca una soldadura de muy alta calidad.
3. El resultado es sin duda una soldadura sin distorsión, más consistente, sin muchas salpicaduras y más control sobre el área soldada.

Dos modos diferentes del proceso de soldadura por plasma

Existen dos modos diferentes para el proceso de soldadura por plasma.

Arco Transferido:

En el modo de arco transferido, el flujo de la corriente se transfiere desde el electrodo de tungsteno que se ubica dentro del soplete de soldadura a través del orificio de la pieza de trabajo y da un retorno hacía la fuente de alimentación. Este modo de soldadura, se utiliza para soldar metales.

Arco no Transferido:

En este modo, el flujo de corriente va del electrodo dentro de la antorcha a la boquilla que contiene el orificio, y éste vuelve a la fuente de alimentación. Por lo general, este modo de soldadura se utiliza para pulverización de plasma.

Ventajas

Veamos algunas ventajas para éste tipo de soldadura.

✅ Al tener un orificio restringido en el proceso, el calor es más concentrado en un área más pequeña.

✅ Es más estable y no se desvía del metal base.

✅ Posee una capacidad de penetración más profunda.

✅ Es una soldadura de alta velocidad.

✅ Más control en las pequeñas áreas de soldadura.

Desventajas

❌ El reemplazo de orificio es necesario.

❌ Son equipos demasiados caros

❌ Se necesita una buena formación y asesoría técnica antes de aprender a usar la soldadura por arco de plasma

❌ La boquilla se derrite, por lo que se tiene que cambiar con frecuencia.

Aplicaciones

💡 Como se dijo anteriormente, se utiliza en la fabricación de tubos, por lo general de acero.

💡 Se usa para soldar pequeños componentes de metal

💡 Se utiliza para realizar juntas a tope de tubos de pared.

💡 Es requerido para soldar chips electrónicos delgados y configuraciones médicas.