Plasma, Oxicorte e Laser

Os processos de corte que envolvem fusão localizada são por plasma, oxicorte e por laser. Cada um possui uma faixa de aplicações relativamente definida em função da espessura da peça a ser cortada. Esses processos são caracterizados por obter formas complexas em peças muito espessas (oxicorte ou plasma) ou em altas velocidades de produção aliadas à flexibilidade de tipos de corte (laser).

O oxicorte com maçarico ou corte por chama é de longe o processo de corte mais antigo que pode ser utilizado em aço macio. É geralmente considerado um processo simples e o equipamento e consumíveis são relativamente baratos. Um maçarico de oxicorte consegue cortar chapa muito grossa, limitado principalmente pela quantidade de oxigénio que pode ser fornecida. No entanto é o menos preciso (+/-1mm) e também o mais lento (0,5m/min). Quando devidamente regulado, um maçarico de oxicorte fornece uma superfície de corte recta lisa. A escória no bordo inferior é muito reduzida e o bordo superior é apenas ligeiramente arredondado derivado das chamas do pré-aquecimento. Esta superfície é idealmente adequada para muitas aplicações sem tratamento posterior.

Neste processo de corte poderão surgir algumas imperfeições de fabrico como, entalhes devido a corte inadvertido, entalhes devido a perturbação do fluxo (Tensões Residuais), desempeno a calor (temperaturas dos 480º a 570 ºC), entre outras.

Por sua vez, o plasma é um processo que tem uma precisão de mais +/-0.8mm e uma velocidade elevada (2 m/min). Uma das vantagens deste processo é o corte resultante ser mais limpo do que o do processo do oxi-corte. As suas principais desvantagens são o facto de o corte ficar inclinado relativamente à superfície da chapa (2º - 10º), dependendo da velocidade da operação bem como o facto do limite da espessura de chapa que corta ser de 35mm (a partir deste valor o corte fica imperfeito).

O corte por plasma é um processo em que o material metálico é fundido na zona de corte pelo jacto de plasma, sendo a junta de corte removida por jacto de ar. Também são utilizados gases de corte de efeito oxidante e gases com injecção suplementar de água. O consumo de energia é relativamente elevado, porque o material tem de ser fundido numa junta larga. Os gases utilizados nas aplicações de corte por plasma são o árgon, o hidrogénio e o azoto.

Figura 45 – Máquina de Corte de Chapa, Marca Peddinghaus, modelo Hsfdb2500/B, através do processo de plasma.

A máquina acima apresentada para além do corte de chapa por plasma permite ainda a furação através de brocas.

O corte plasma, pode ser combinado com cabeça de oxicorte, em mesas de corte controladas por sistemas CNC (ver Figura 46).

Figura 46 – Máquina de Corte marca ESAB e modelo SXE P4500, corta através de Plasma e Oxi-Corte dependendo da espessura da chapa,

No processo por laser, a energia eléctrica é transformada em uma luz com um só comprimento de onda (λ), que concentra energia de forma muito eficaz. O meio para formação do laser pode ser sólido (YAG) ou gasoso (CO2 , N2 ou He). Como nos demais processos de corte térmico, no corte por laser é empregado um gás de assistência, dentre os quais os mais utilizados são: o oxigénio, o nitrogénio ou o ar comprimido. A definição da combinação entre o gás de assistência e o metal cortado é feita conforme a espessura, a

velocidade e a qualidade de corte necessárias para as peças a serem obtidas. A precisão do corte por laser dependerá de factores adicionais: regulação do equipamento, qualidade superficial da chapa, nível de tensão residual e composição química. Neste caso, a rugosidade do corte de chapas de aço aumenta com maiores teores de carbono, fósforo e molibdênio e a qualidade do corte é melhorada com menores teores de enxofre e silício. Através deste último método de corte as peças não necessitam de acabamento uma vez que as superfícies não apresentam rebarbas.

No corte por laser são utilizadas máquinas com comandos numéricos para maximizar as potencialidades de corte.

Figura 47 – Máquina de Corte de Laser, Marca Trumpf.

4.6.1.5 Furação

A furação é normalmente realizada segundo dois processos: Broca e Punção. Pode igualmente ser realizada com oxi-corte, plasma ou laser, embora no plasma e oxi-corte nem sempre tenha a qualidade exigida e, no caso do plasma revela-se uma solução pouco competitiva.

4.6.1.6 Notas Finais

Para o caso em estudo o corte de elementos lineares foi realizado com recurso a um serrote de fita, que pode ser visto na figura 44. Trata-se de uma máquina Kaltenbach, modelo

KDS615+KBS750, que para além do processo de corte através de uma serra vertical, procede à furação dos perfis.

Para corte de Elementos Planos (chapas) recorreu-se ao laser, ilustrado na figura 47. Entre os diversos processos podemos chegar às seguintes conclusões:

Quadro XXII – Comparação das características associadas às tecnologias de corte de chapas[52]

Atendendo ao caso em concreto, verificou-se que o processo de corte foi influenciado pelos seguintes elementos:

 Pela qualidade exigida à superfície de corte/ furação, imposta pelo Plano de Inspecção e Ensaio e pelos requisitos legais e impostos pelo cliente;

 Pela tecnologia disponível e pela combinação de processos;

 Pela quantidade de perfis/chapas no aproveitamento de corte do material base, este é um factor que pode em muito condicionar a celeridade do processo;

 Pela quantidade de furos a cortar;

 Pelo aproveitamento versus emendas de material, pois quanto menor for o aproveitamento maior é o incremento no custo;

 E por último pelos tempos de movimentação do material, o layout da fábrica é neste ponto crucial.

Verificou-se que as três tecnologias de corte térmico têm características diferentes, como se ilustra no Quadro XXIII, no entanto, constata-se que aquele que garante melhor qualidade é o corte por laser, contudo costuma ser preterida devido aos seus elevados custos com o consumo de energia e manutenção comparativamente ao oxicorte e plasma.