ESAB Factors Affecting Quality in Oxy-Fuel Cutting Manual de usuario
- Tipo
- Manual de usuario
FACTORES QUE AFECTAN A LA CALIDAD
DEL OXICORTE
Manual del operario
0558006478 06 / 2006
Este equipo se funcionará en conformidad con la descripción contenida en este manual y las etiquetas de
acompañamiento, y también de acuerdo con las instrucciones proporcionadas. Este equipo se debe comprobar
periódicamente. La operación incorrecta o el equipo mal mantenido no deben ser utilizados. Las piezas que es-
tán quebradas, faltantes, usadas, torcidas o contaminadas se deben sustituir inmediatamente. Si tal reparación o
el reemplazo llegan a ser necesario, el fabricante recomienda que una llamada por teléfono o un pedido escrito
de servicio esté hecha al distribuidor ESAB de quien fue comprado.
Este equipo o cualquiera de sus piezas no se deben alterar sin la previa aprobación escrita del fabricante. El usu-
ario de este equipo tendrá la responsabilidad única de cualquier malfuncionamiento que resulte de uso incor-
recto, de mantenimiento inadecuado, daños, reparaciones o de la alteración incorrecta por cualquier persona
con excepción del fabricante o de un distribuidor autorizado señalado por el fabricante.
ASEGURE DE QUE ESTA INFORMACIÓN ALCANCE EL OPERADOR.
USTED PUEDE CONSEGUIR COPIAS ADICIONALES A TRAVÉS DE SU DISTRIBUIDOR ESAB.
Estas INSTRUCCIONES están para los operadores experimentados. Si usted no es completa-
mente familiar con la teoría de operación y las prácticas seguras para la soldadura de arco
y equipos de corte, le pedimos leer nuestro librete, “precautions and safe practices for arc
welding, cutting, and gouging,” la forma 52-529. No permita a personas inexperimentadas
instale, opere, o mantenga este equipo. No procure instalar o funcionar este equipo hasta
que usted ha leído completamente estas instrucciones. Si usted no entiende completamente
estas instrucciones, entre en contacto con a su distribuidor ESAB para información adicio-
nal. Asegure leer las medidas de seguridad antes de instalar o de operar este equipo.
PRECAUCIÓN
RESPONSABILIDAD DEL USUARIO
Introducción ................................................................................................................................................................................................................5
Precalentamiento ......................................................................................................................................................................................................7
Haz de oxígeno ..........................................................................................................................................................................................................11
Boquillas de antorcha y de corte .........................................................................................................................................................................15
Velocidad de corte ....................................................................................................................................................................................................21
Tipo de material que se está cortando ..............................................................................................................................................................25
Glosario .........................................................................................................................................................................................................................29
Procedimientos ..........................................................................................................................................................................................................31
ÍNDICE
4
ÍNDICE
5
Introducción
Aunque el oxicorte por lo general se ve como un proceso sencillo, los que se dedican a ello se dan cuenta que
hacerlo funcionar correctamente no es una tarea sencilla. Los operarios experimentados pueden lograr un nivel
de calidad de corte similar al de una superficie trabajada con maquinaria y hacerlo en una fracción del tiempo.
Sin embargo, lograr esa calidad con consistencia requiere un entendimiento de los muchos factores que están
en juego, de su efecto directo en la calidad, y de su interacción entre sí. Para muchos operarios, eso solo puede
lograrse con años de experiencia.
La información contenida en este manual pretende reducir el tiempo de aprendizaje de los usuarios menos
experimentados ofreciéndoles los “cómo” y los “por qué” del oxicorte. Sin embargo, hasta los operarios más
experimentados se beneficiarán y aprenderán algunos de los malos hábitos que, aunque algunos consideran
que mejoran la calidad y el rendimiento del corte, pueden hacer más mal que bien.
En el manual se divide el proceso de oxicorte en varios elementos clave que afectan a la calidad y se observa la
interacción entre ellos. Entendiendo estas relaciones fundamentales, los operarios pueden razonar cuáles son
las Causas de los defectos y llevar a cabo acciones correctivas para prevenirlas.
SECCIÓN 1 INTRODUCCIÓN
6
Información básica sobre el oxicorte
P. ¿En qué consiste el oxicorte?
R. Es una reacción química entre oxígeno puro y acero para formar óxido de hierro. Puede describirse
como una oxidación rápida y controlada.
P. ¿Cómo funciona?
R. Se utilizan llamas de precalentamiento para elevar la temperatura de la superficie del acero a unos
1.800°F (rojo vivo). A continuación se dirige oxígeno puro hacia el área calentada en forma de un haz
fino y a alta presión. A medida que el acero de oxida y forma una cavidad, el haz se va desplazando
a velocidad constante para formar un corte continuo.
P. ¿Puedo utilizar el oxicorte para cortar cualquier metal?
R. No. Sólo pueden contarse con este método los metales cuyos óxidos tengan un punto de fusión
inferior al del metal base. De lo contrario, en cuanto el metal se oxida, termina la oxidación formando
una costra protectora. Solamente los aceros con poco carbono y algunas aleaciones cumplen esas
condiciones y pueden cortarse efectivamente con el proceso oxicorte.
¿Cómo es un oxicorte de calidad?
1. Esquina superior cuadrada (con radio mínimo)
2. Cara de corte plana de arriba a abajo (sin cortes sesgados)
3. Cara de corte cuadrada con respecto a la superficie superior
4. Superficie limpia y fina con líneas de arrastre casi verticales
5. Sin escoria, o muy poca, en el borde inferior (se elimina fácilmente rascando)
Elementos del oxicorte
Llama de precalentamiento
Haz de oxígeno
Boquilla de antorcha y de corte
Velocidad de corte
Material que se está cortando
SECCIÓN 1 INTRODUCCIÓN
7
Llama de precalentamiento
La llama de precalentamiento está compuesta por una mezcla de gas y de oxígeno en una proporción adecuada
que produzca la máxima temperatura para la mejor eficacia de corte.
TEMPERATURAS DE LAS LLAMAS
Base de Proporción Temperatura
Tipos de combustible marcas de combustibles Oxy/combustible máxima
Acetileno Ninguna 1.5/1 5720
o
F
Tipo metilacetileno MAPP. 3.5/1 5340
o
F
Propileno Chemoleno, 3.5/1 5240
o
F
Mapoleno,
Hpg, FG-2
Propano Chemgas, Flamex. 4.5/1 5130
o
F
Gas natural Flamex* 1.9/1 5040
o
F
*Flamex se ha añadido a las líneas de suministro de gas natural.
EFICACIA DEL COMBUSTIBLE
Tipos de BTU/Cu.Ft. Proporción Factor de Factor de
combustible Total Interior Oxy/combustible uso de combustible oxígeno
Acetileno 1470 507 1.5/1 1.0 1.50
MAPP. 2406 517
3.5/1 1.2 4.20
Propileno 2371 379
3.5/1 1.2 4.20
Propano 2561 280
4.5/1 1.5 6.75
Gas natural 1000 40
1.9/1 4.0 5.00
*Pertenece a materiales de hasta 2” de grosor. Los factores de plancha más pesados se desplazan hacia
combustibles con BTU interno.
Ajuste para temperaturas de llama máximas
1. Encienda la antorcha y ajuste la llama.
2. Sin modificar la válvula de gas de la antorcha, cierre lentamente la válvula de oxígeno de
precalentamiento hasta que los conos internos sean largos y no uniformes.
3. Abra lentamente la válvula de precalentamiento mientras permanece atento al cambio de longitud
del cono interno. Se reducen, permanecen con la misma longitud por un momento, y empiezan
a alargarse de nuevo mientras continua añadiendo oxígeno.
4. Repita los pasos 2 y 3 pero deje de abrir la válvula de oxígeno cuando el cono interno alcanza su
longitud más corta. En este punto la temperatura y la intensidad de la llama son máximas.
SECCIÓN 2 PRECALENTAMIENTO
8
ACETILENO
MAPP
PROPILENO
PROPANO
FLAMEX GAS NATURAL
OXÍGENO
A $1.00
$1.50 $1.25 $1.00 $.75 $.50 $.25 $1.00 $2.00 $3.00 $4.00 $5.00 $6.00 $7.00 $8.00 $9.00 $10.00 $11.00 $12.00 $13.00 $14.00
COSTE DE OXÍGENO POR 100 PIES CÚBICOS COSTE TOTAL - 100 PIES CÚBICOS DE COMBUSTIBLE MÁS OXÍGENO DE PRECALENTAMIENTO
ACETILENO A $3.50
MAPP A $3.50
PROPANO A $1.00
$7.00
$6.00
$5.00
$4.00
$3.00
$2.00
$1.00
COSTE TOTAL DE OXÍGENO NECESARIO PARA
QUEMAR 100 PIES CÚBICOS DE COMBUSTIBLE
$7.00
$6.00
$5.00
$4.00
$3.00
$2.00
$1.00
COSTE DE COMBUSTIBLE POR 100 PIES CÚBICOS
Figura 1: Gráfico de cálculo del coste de la llama de precalentamiento
Cómo se utiliza el Gráfico de cálculo del coste de la llama de precalentamiento:
1. Introduzca el gráfico abajo a la izquierda con el coste de oxígeno por 100 cu. ft.
2. Desplácese verticalmente por la línea de costes hasta la intersección con el ángulo que representa
el tipo de combustible que se utiliza.
3. Desplácese hacia la derecha hasta la intersección con la línea “COSTE DE COMBUSTIBLE POR
100 CU. FT.”. El coste de oxígeno de precalentamiento para quemar 100 cu. ft. se lee en el punto en
el que la línea horizontal se cruza con el eje vertical.
4. Desplácese hacia abajo desde la línea “COSTE DE GAS PARA 100 CU. FT.” hasta el eje horizontal,
donde se lee “COSTE TOTAL DE 100 CU. FT. DE COMBUSTIBLE Y OXÍGENO DE PRECALENTAMIENTO”.
SECCIÓN 2 PRECALENTAMIENTO
9
Efecto del precalentamiento en la calidad de corte
Características de un buen precalentamiento:
1. Cuadrado de la esquina superior inferior a 1/16” fundido (superficie redondeada).
2. La cara de corte contiene una capa fina de escoria que puede eliminarse con facilidad y que cubre
una superficie limpia con líneas de arrastre bien definidas que van de arriba a abajo
.
3. Muy poca, o ninguna, escoria, fácil de retirar, en el extremo inferior.
Características de demasiado precalentamiento:
1. Demasiada deformación y posible rotura en la superficie.
2. La escoria negra de la superficie se adhiere y resulta difícil de limpiar.
3. La porción superior del corte casi no tiene líneas de arrastre debido a la fusión.
Características de demasiado poco precalentamiento:
1. El borde superior es casi perfectamente cuadrado.
2. La antorcha está constantemente apunto de apagarse.
3. Dificultad para atravesar planchas gruesas (de más de 4”).
Comentarios generales/Recomendaciones sobre el combustible:
1. Si utiliza oxígeno en cilindro, intente utilizar un combustible con factor de oxígeno mínimo a fin de
minimizar costes. Consulte “Gráfico de cálculo del coste de la llama de precalentamiento” en la página 8.
2. Para cortar planchas muy finas (de menos o igual a 1/4”), el acetileno ofrece una distorsión mínima
y el corte más limpio debido al BTU interno elevado y al BTU total bajo.
3. Todos los combustibles producen la misma calidad de corte si se ajustan bien en las planchas entre
1/4” y 2” de grosor. Sin embargo, los costes de funcionamiento varían.
4. El acetileno resulta más difícil de utilizar por encima de las 2” debido a la tendencia de que salte
durante el taladro.
5. Cuando aumenta el grosor, es mejor utilizar combustibles con contenido BTU interno inferior ya que
no queman ni redondean el borde superior de la plancha.
6. Deben utilizarse cinco controladores de precalentamiento en cada centro de servicio. Eso permite
ajustar la intensidad de la llama durante el precalentamiento y el corte a fin de mantener la máxima
calidad y eficacia y minimizar costes.
7. El gas natural es el combustible preferido en las zonas en las que está disponible. Ofrece bajos
costes y buena calidad en todas las planchas menos las finas. Precaución: debe tener oxígeno y una
presión de 10 psi como mínimo. Si es inferior, debe instalarse una bomba. Una buena Antorcha de
inyección puede mejorar el rendimiento por debajo de 10 psi. Consulte “Boquillas de antorcha y de
corte”, desde la página 15.
8. No cambie de tipo de gas arbitrariamente sin consultar con el proveedor para asegurarse de que
utiliza las boquillas y la antorcha correctas. Consulte “Boquillas de antorcha y de corte”, desde la
página 15.
9. Sea escéptico en cuanto a las afirmaciones de los proveedores de combustible acerca de
temperaturas de llama más elevadas, velocidades de corte mayores o mejor calidad de corte. La
velocidad de corte en una plancha fina (de menos o igual a 1/2”) se controla con intensidad de
precalentamiento (temperatura de la llama) y, en planchas más gruesas, con la forma y la calidad del haz
de oxígeno, no con el tipo de combustible. La calidad de corte es una función de haz de oxígeno y
velocidad de corte.
SECCIÓN 2 PRECALENTAMIENTO
10
SECCIÓN 2 PRECALENTAMIENTO
11
Haz de oxígeno: El factor más importante en la calidad de corte
Características esperadas:
Alta pureza
Alta presión
Haz largo y uniforme
Adecuado al grosor que se está cortando
Pureza:
Calidad de corte Pureza del 99.5%-100%
Disminución de calidad Pureza del 99.5%-95.0%
Cese de la operación de corte 95.0% e inferior
Alta presión:
Se utiliza para ofrecer la cantidad adecuada de oxígeno para que reaccione con una banda estrecha de acero y
para eliminar la escoria del corte.
Haz largo y uniforme:
El valor debe ser columnar y debe ampliar la visibilidad hasta por lo menos 6”. El diseño de la boquilla, la limpieza
del orificio de oxígeno y la presión de funcionamiento controlan la calidad del haz.
Diámetro del haz:
Imagine el oxicorte como un hacha que corta madera. El volumen de madera que se elimina por minuto corresponde
al acero eliminado al cortar. En otras palabras
:
Grosor de la plancha (“) x Velocidad de corte (”/min) x Ancho de corte (“)
=
pulgadas
3
por minuto
Figura 2: Volumen de corte
SECCIÓN 3 HAZ DE OXÍGENO
LONGITUD
POR MINUTO
GROSOR
SANGRÍA
12
Grosor (pulgadas) Ancho (pulgadas) Velocidad (pulgadas/minuto) Pulgadas cortadas por minuto
0.5 0.055 20 0.55
1.0 0.070 18 1.26
2.0 0.090 11 2.16
4.0 0.120 08 3.84
8.0 0.160 05 6.40
A medida que aumenta el grosor de la plancha, también lo hace el volumen de corte.
El flujo de oxígeno debe aumentar en la misma proporción a fin de oxidar suficientemente el acero, o el volumen
de corte debe permanecer constante recudiendo la velocidad.
Ejemplo:
Utilice una boquilla de 1 pulgada para cortar una plancha de 4 pulgadas:
Grosor (pulgadas) Ancho (pulgadas) Velocidad (pulgadas/minuto) Pulgadas cortadas por minuto
1.0 0.070 18 1.26
4.0 0.120 08 3.84
Pueden utilizarse boquillas más pequeñas para cotar planchas más gruesas con una enorme reducción de la
velocidad y un posible aumento de la calidad. En el ejemplo anterior se ha exagerado. Por lo general, sólo se
utiliza el tamaño siguiente más pequeño.
Ejemplo:
Utilice una boquilla de 4 pulgadas para cortar una plancha de 1 pulgada:
Desafortunadamente, el ejemplo anterior no logrará los resultados esperados. La utilización de boquillas
demasiado grandes produce un corte con un ángulo considerable porque el haz de oxígeno demasiado grande
lo excede y atraviesa la plancha. El resultado es que la parte inferior del corte es más ancha que la superior.
Puede obtenerse un incremento de la velocidad pero en detrimento de la calidad de la superficie y del ángulo. Es
como utilizar un serrucho. En el ejemplo anterior se desperdiciaron casi 250 pies cúbicos de oxígeno por hora.
Grosor (pulgadas) Ancho (pulgadas) Velocidad (pulgadas/minuto) Pulgadas cortadas por minuto
4.0 0.120 08 3.84
1.0 0.070 18 1.26
Figura 3: Resultado de la utilización de una boquilla demasiado grande
SECCIÓN 3 HAZ DE OXÍGENO
13
¿Qué ocurre cuando se aumenta la presión?
La cantidad de oxígeno que fluye por un orificio está directamente relacionada con el cambio de presión de
funcionamiento absoluta.
Presión absoluta (psia) = Presión (psig) + 14.7
Aumentar la presión de funcionamiento de 60 psig a 120 psig tiene el siguiente efecto en el flujo de oxígeno.
Desafortunadamente, cuando la presión aumenta, el diámetro del haz aumenta incluso más rápido que el flujo
de oxígeno. Esto aumenta el ancho del corte y el volumen de corte resultante, al mismo tiempo que ofrece
menos oxígeno al acero oxidado. El resultado es una pérdida de calidad y de velocidad.
Utilice la configuración de presión recomendada.
120 psig
60 psig
15 (absoluto)
15 (absoluto)
135 psia
75 psia
= 80% más oxígeno+ =
=
1.8
Efecto del diseño del taladro y de la presión oxígeno en la calidad del corte
Material: Acero con carbono de 1-1/2”
Velocidad de desplazamiento: 15 ipm
Boquilla: Estándar 0.052”. Taladro divergente
Presión de oxígeno:
110 100 90 80 70 60
Figura 4: Perfiles de corte con presión modificada
Efecto del diámetro del taladro y de la presión de oxígeno en la calidad del corte
Material: Acero con carbono de 1”
Velocidad de desplazamiento: 14 ipm
Boquilla: estándar con diámetro de taladro de 0.060 pulgadas
Presión de oxígeno, psig:
60
55 50 45 40 35 30 25
Figura 5: Perfiles de corte con presión modificada. Taladro de 0.06
SECCIÓN 3 HAZ DE OXÍGENO
14
Boquilla: Estándar diámetro de taladro de 0.04 pulgadas
Presión de oxígeno, psig:
60
55 50 45 40 35 30 25
Perfiles de corte con presión modificada. Taladro de 0,04
Comentarios generales/Recomendaciones sobre el haz de oxígeno
1. La pureza del oxígeno debe ser del 99.5% como mínimo. Cuanto más puro, mejor.
2. Si bien la mala pureza del oxígeno es el motivo de una mala calidad de corte, debería
comprobarse utilizando otra fuente de oxígeno. Una pureza insuficiente se caracteriza por la
imposibilidad de desplazarse a las velocidades recomendadas y presencia de mala calidad en casi
cualquier velocidad.
3. Utilice el tamaño de boquilla y la presión de funcionamiento recomendados por el fabricante para
obtener los mejores resultados.
4. A veces se utiliza un tamaño de boquilla inferior al recomendado y el resultado son velocidades
inferiores para lograr la mejor calidad. Desafortunadamente, esto no reduce la eficacia del
funcionamiento.
5. Para crear líneas rectas a alta velocidad, utilice boquillas 1 ó 2 tamaños mayores que los recomendados.
Avance la antorcha de ángulo unos 30 ó 45 grados de la posición vertical y aumente la velocidad
hasta el punto donde sale escoria por debajo en la dirección vertical. La calidad será inferior a la
aceptada normalmente pero la velocidad será sustancialmente superior a la normal.
Figura 7: Bandas a alta velocidad
SECCIÓN 3 HAZ DE OXÍGENO
DESPLAZAMIENTO
ESCORIA
15
Antorcha
Variaciones
Longitud
Número de mangueras y válvulas
Idea de mezclado y capacidad
Las longitudes pueden variar de unas 5 pulgadas de longitud en las unidades biseladas y máquinas portátiles
pequeñas hasta 20 pulgadas en las máquinas de corte industrial. No repercute en la calidad de corte pero quizás
sí en el límite de capacidad.
Algunas antorchas no contienen válvulas y se utilizan con otras piezas de aparatos como unidades biseladas
que ya contienen válvulas de ajuste. No repercute en la calidad del corte
.
El número de mangueras depende de la existencia de reguladores de oxígeno de precalentamiento y de corte
o de si se activan desde la misma fuente. Todas las máquinas industriales tienen tres mangueras para que el
control sea independiente. Dos son para el oxígeno de precalentamiento cuando el grosor de la plancha es
importante, cuyo resultado es una pérdida de calidad y una reducción importante de la potencia.
Dispositivos de mezclado
Mezclador de presiones iguales
Mezclador de presiones iguales (combustible de 5 psig, aprox., y oxígeno en el dispositivo mezclador).
Figura 8: Mezclador de presiones iguales
Inconvenientes
• Es difícil equilibrar las proporciones de llama y oxígeno en
múltiples instalaciones de antorchas (máquinas de corte).
Ventajas
• Dispositivo sencillo
• Puede utilizarse con cualquier combustible
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
COMBUSTIBLE
OXÍGENO
COMBUSTIBLE Y OXÍGENO
16
Inyector (mezclador de baja presión)
Inyector con combustible a 0-5 psig y oxígeno a 10-50 psig
Ventajas
• Puede utilizarse con cualquier presión de combustible disponible.
Se equilibra fácilmente en operaciones con múltiples antorchas.
Inconvenientes
• Debe seleccionarse en función del tipo de gas utilizado y del
Grosor de la plancha que se va a cortar.
Figura 9: Inyector
Ejemplo:
Gas natural de baja presión y capacidad media
(< 3 psig) (2” de capacidad)
Gas natural de baja presión y capacidad media
(3 - 10 psig) (8” de capacidad)
Gas natural de presión y capacidad medias
(3 - 10 psig) (18” de capacidad)
Gas natural de presión media y alta capacidad
(3 - 10 psig) (> 20” de capacidad)
La elección correcta del inyector depende del equilibrio de antorchas y
capacidad.
La elección de un inyector demasiado
grande puede hacer que el
equilibrio de antorcha sea pobre si la plancha es demasiado fina.
La elección de un inyector demasiado
pequeño puede hacer que el
tiempo de precalentamiento sea largo debido a la imposibilidad de
quemar suficiente combustible y oxígeno para precalentar la superficie
de la plancha con rapidez.
Entrada de 20 PSIG
Poca
capacidad
Capacidad
media
Capacidad
elevada
Figura 10: Tamaños de orificios del inyector
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
COMBUSTIBLE Y OXÍGENO
OXÍGENO
COMBUSTIBLE
COMBUSTIBLE
ORIFICIO
FIJO
VACÍO
17
Boquillas de corte
Elementos básicos
Diseño de precalentamiento
Diseño de taladro de oxígeno
Gas Nº de piezas Presión Notas
Acetileno 1 solamente Estándar y alta 2 piezas rendimiento
Todos los demás 2 piezas/1 pieza Estándar y alta 1 pieza recomendada para
combustibles (gran durabilidad) cortar a mano
2 piezas ofrece una mejor intensidad
de la llama, es menos durable
Recomendado para cortes a
máquina
Boquillas de acetileno (alta velocidad de llama de quemado)
Superficie.
La llama se mantiene con facilidad.
Velocidad de quemado elevada que tiende a producir saltos.
Mejor eficacia con el diseño de 1 pieza.
Boquillas de gas (velocidad de llama inferior)
Cara oculta como soporta llama.
Más difícil de encender.
Con poca o nula tendencia a saltos.
Mejor eficacia con el diseño de 2 piezas.
La profundidad depende del combustible.
El diseño de precalentamiento afecta poco a la calidad del corte más allá del extremo superior. Un diseño
no adecuado puede alargar el tiempo de precalentamiento. Cierta limitación de la capacidad si la llama de
precalentamiento es demasiado pequeña.
Figura 11: Diseños de boquilla de precalentamiento
Precalentamiento y diseño
Acetileno
Gas
Tipos de boquilla
Tipo de gas
1 pieza/2 piezas
Presión estándar/Presión elevada
(alta velocidad)
Función especial (precalentamiento elevado,
purgado, bandas, lamina de metal, etc.)
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
18
Diseño de taladro de oxígeno
El factor más importante en la calidad de corte
Diseño de taladro de presión estándar
Figura 12: Taladro de oxígeno recto
20 - 60 psig
oxígeno
Entrada de 1/2
Presión
(PSIA)
Utilizaciones básicas
Cortes a mano
Cortes a máquina (operarios sin conocimientos)
Ventajas
• Fácil de limpiar
• Funcionamiento a baja presión (menos escoria)
• Más concesiones
Inconvenientes
• Entre un 10 y un 15% más lento que los diseños de alta presión
Diseño de taladro de alta presión (alta velocidad)
60 - 110 psig
oxígeno
0-5 por encima
de la atmósfera
Figura 13: Taladro de oxígeno divergente
Utilizaciones básicas
Cortes a máquina con antorcha sencilla y múltiple
Ventajas
• Entre un 10 y un 15% más rápido que los diseños de presión
estándar
Inconvenientes
• Más difíciles de limpiar
• Se recomienda utilizar herramientas de limpieza especiales
Limpieza de la boquilla
Debido al diseño de precisión de las boquillas de alta velocidad, deben limpiarse con cuidado a fin de no
destrozar la geometría.
Esquina recta
Cámara
Figura 14: Salida de esquina emergente
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
19
Limpieza
Garganta recta - Utilice un alambre suave de tamaño adecuado e insértelo para eliminar las partículas.
Puede utilizar alambres con rebabas pero siempre recto y no como si serráramos. La clave es eliminar
el metal.
Divergencia - Existen herramientas especiales para la limpieza de estas piezas. El objetivo es rascar la
superficie para eliminar las partículas y lo que no sea metal. Un dispositivo de limpieza sencillo es un
palillo de madera redondo introducido en el orificio y que se hace girar entre los dedos para adecuarlo
a la forma.
Esquina de Salida - Suelen crearse rebabas en la esquina de salida del taladro de oxígeno porque tiene a
calentarse más y a acumular escoria. La utilización de un recipiente de 1/4” de diámetro puede ayudar
a prevenirlo. Basta con tomarlo entre el pulgar y el índice, insertarlo en el orificio y encajarlo suavemente.
Esto coloca un bisel muy fino de 45 grados alrededor del orificio para reducir su tendencia a
rebabas y mejorará la calida del corte.
Efecto de la condición del taladro de oxígeno en la calidad del corte
1. Si está sucio o dañado, el haz de corte no será uniforme El resultado son defectos como “barrigas”
en la cara de corte.
2. En el corte de formas, hará que la intensidad y la ubicación del defecto se desplace alrededor de la
circunferencia de una pieza.
Figura 15: Efecto de los defectos del taladro de oxígeno
3. Para corregir esos defectos, compruebe que la velocidad, el tamaño de la boquilla y la presión del
oxígeno son las recomendadas por el fabricante. Si no mejora, cambia la boquilla por una de mejor
calidad o reduzca la velocidad de desplazamiento.
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
DEFECTO
DESPLAZAMIENTO
OXÍGENO
TALADRO
20
SECCIÓN 4 BOQUILLAS DE CORTE Y DE ANTORCHA
21
Intervalos de velocidad - Existen gráficos de corte del fabricante para la mayoría de boquillas de corte. La
velocidad de corte o se representa como una sola gama o dividida en categorías como “Alta calidad”,
“Calidad” y “Rasgaduras”.
Efecto de la velocidad de corte en la calidad de corte
1. Cuando se utiliza un corte para cada grosor, la calidad aumenta a medida que disminuye la velocidad.
Esto se debe a que los niveles superiores fuerzan la posibilidad del haz de corte para que ofrezca toda
la pureza del oxígeno con la geometría del haz perfecta para la sangría. En condiciones normales, las
velocidades máximas no pueden lograrse sin sacrificar mínimamente la calidad. Los fabricantes son
optimistas.
2. A medida que aumenta la velocidad, las líneas de arrastre se hacen más finas hacia la parte trasera.
El resultado es cierto redondeo del extremo inferior de la forma de corte.
3.
Cuando la velocidad es mayor, aparecen barrigas en la superficie de corte que destruyen la lisura deseada.
4. Con velocidades extremas, el arrastre será tan marcado que la esquina inferior del corte no se
completará cuando termine el corte. Esto recibe el nombre de corte severo. La calidad no es
importante.
5. Las velocidades bajas pueden producir problemas también. La disponibilidad de demasiado oxígeno
puede producir inestabilidad de funcionamiento cuando no se crea acción de corte suficiente en el
extremo. Recuerde que toda la acción de corte tiene lugar en la mitad delantera del haz, donde
entra en contacto con el metal. La inestabilidad puede producir agujeros mal hechos en la superficie
de corte, normalmente cerca del final.
6. Cuando se cortan planchas gruesas (de grosor mayor o igual a 8”), la mayoría del calor que se genera
durante el corte procede de la reacción exotérmica entre oxígeno y hierro y sólo un pequeño porcentaje
procede del precalentamiento. Cuando se cortan planchas finas ocurre justamente lo contrario.
La estabilidad y la uniformidad de la reacción de corte depende del calor generado por la oxidación
ya que la escoria fundida se desplaza por el borde del haz de oxígeno cuando atraviesa el grosor de
la plancha.
Si la velocidad de desplazamiento es demasiado lenta, el volumen de metal oxidado y el calor generado
son insuficientes para mantener la operación de corte a lo largo del grosor de la plancha. Esto
suele producir también un agujero mal hecho en la cara de corte y a veces la penetración no es total.
En cambio, si la velocidad es demasiado elevada, se genera mucho calor. Sin embargo, no hay
suficiente oxígeno para manejar el mayor volumen de metal que debe oxidarse oara que el corte sea
correcto. El resultado es negativo para la operación y se detiene.
7. Cuando se cortan planchas muy pesadas (de más de 10”), no es extraño dejar un trozo sin cortar
al final. Esto resulta del arrastre de la operación de corte, que hace que el taladro de oxígeno se salte
la última esquina de la parte superior de la plancha antes de que el haz llegue a la esquina inferior.
Cuando el haz se detiene arriba, la operación de corte se detiene.
Figura 16:
Corte de plancha gruesa
DESPLAZAMIENTO
TROZO
SIN
CORTAR
SECCIÓN 5 VELOCIDAD DE CORTE
22
Efecto de la velocidad de desplazamiento en la calidad de corte
Material: Acero con carbono de 1/2”
Boquilla: Estándar 0.031”. Taladro divergente
Presión de oxígeno: 75 psig
Flujo de oxígeno: 64 cfh
Velocidad de desplazamiento, IPM:
22 20 18
28 26 24
Figura 17: Perfiles de corte con variación de la velocidad de desplazamiento, 1/2” de grosor
Efecto de la velocidad de desplazamiento en la calidad de corte
Material: Acero con carbono de 1”
Boquilla: Estándar de 0,069”. Taladro divergente
Presión de oxígeno: 40 psig
Velocidad de desplazamiento, IPM:
20 18 16 14 12 10
Figura 18: Perfiles de corte con variación de la velocidad de desplazamiento, 1” de grosor
Efecto de la velocidad de desplazamiento en la calidad de corte
Material: Acero con carbono de 1-1/2”
Boquilla: Estándar 0.052”. Taladro divergente
Presión de oxígeno: 70 psig
Flujo de oxígeno: 165 cfh
Figura 19: Perfiles de corte con variación de la velocidad de desplazamiento, 1-1/2” de grosor
Velocidad de desplazamiento, IPM:
20 18 16 14 12
SECCIÓN 5 VELOCIDAD DE CORTE
23
Efecto del desplazamiento en el contorno del haz
Boquilla: 1502-6
Presión de oxígeno: 40 psig
Velocidad de desplazamiento: 12 ipm
5
°
Ángulo de revestimiento
Figura 20: Cara de corte a 12 ipm
11
°
Ángulo de revestimiento
Figura 21: Cara de corte a 20 ipm
Calidad de corte de plancha pesada
Boquilla: Exp. 0,110”x0,140”, taladro divergente
Presión de oxígeno: 90 psig
Velocidad de desplazamiento: 4-1/2 ipm
Material: Acero con carbono de 11-1/2”
Flujo de oxígeno: 1000 cfh
Ángulo de revestimiento: 2,0°
Ancho de la sangría superior: 0,182 pulgadas
Ancho de la sangría inferior: 0,2999 pulgadas
Ángulo de revestimiento: inclinación de +0,5°
Q/A, pie
3
/hora/pulgada
2
Sangría: 28.500
Garganta: 97.000
Calidad de corte excelente
Figura 22: Corte de plancha pesada
SECCIÓN 5 VELOCIDAD DE CORTE
24
SECCIÓN 5 VELOCIDAD DE CORTE
25
Química de la plancha
Permitir elementos como carbono, níquel, cromo, manganeso y sílice puede tener un efecto evidente en el
oxicorte incluso cuando las concentraciones son bajas.
Cada uno de esos elementos actúa como un contaminante para la plancha y presentan una concentración que
no se oxida con facilidad, con lo que se altera el haz de escoria
.
Normalmente, los elementos tienen concentraciones distintas en la plancha y eso hace que el proceso de corte
sea errático
.
Cuando se permite que los elementos aumenten la concentración:
1. La dureza del corte y las líneas de arrastre también aumentan. La frecuencia de pérdida de corte
aumenta.
2. La velocidad de corte utilizable se reduce debido a la reducción de oxidación.
3. La intensidad del precalentamiento debe aumentarse a fin de compensar la pérdida de calor de
oxidación. El redondeo del extremo superior es más difícil de controlar sin correr el riesgo de pérdidas
de corte frecuentes.
Plancha de poca calidad
Las grandes cantidades de escoria y de óxido requieren un mayor precalentamiento para penetrar en la superficie
protectora que es menos reactiva al Oxígeno. En ocasiones se crea un espacio de aire entre ésta y la plancha,
y esto puede causar dificultades para mntener el precalentamiento. Un ejemplo típico ocurre en panchas más
delgadas de hasta 1/2” de grosor. El precalentamiento más intenso o una velocidad menor son las soluciones
que resultan en el redondeo del extremo superior.
Las planchas laminadas y las planchas con inclusiones son los peores enemigos del quemador. Ambos defectos
actúan como barreras para la reacción de oxidación continua de la plancha, resultando en una pérdida del corte.
Si el quemador sospecha de la existencia de mala calidad, puede aumentar el precalentamiento y reducir la
velocidad. Esto tendrá ciertos efectos perjudiciales en la calidad general pero reducirá la posibilidad de pérdida
de corte. Las planchas laminadas pueden agujerear secciones más fuertes casi imposibles debido a la barrera
térmica que presenta en la plancha.
Planchas aceitosas
El aceite tiene pocos efectos negativos en el rendimiento y en la calidad del corte. Además de una ligera
reducción de la velocidad en materiales muy finos, y la producción de humo es de poco impacto.
7 fallos de la máquina de oxicorte
1. Corregir la técnica de corte
La superficie de corte es suave y cuadrada,
y las paredes de la sangría son paralelas. Las
líneas de escoria son casi verticales y hay
poca adherida al extremo inferior. El extremo
superior está ligeramente redondeado cuando
las llamas del precalentamiento están bien
ajustadas. Esta superficie resulta ideal para
muchas aplicaciones sin más tratamiento.
2. Velocidad de corte demasiado baja
Una velocidad de corte anormalmente baja
implica la formación de agujeros mal hechos
en la superficie de corte, y la adherencia de
escoria. En este caso, se malgasta el Oxígeno
y el combustible.
SECCIÓN 6 TIPO DE MATERIAL QUE SE VA A CORTAR
26
3. Velocidad de corte demasiado elevada.
Una velocidad de corte extremadamente
elevada tiene como resultado mucha
escoria, como indican las líneas de escoria
curvas de la superficie de corte. La cara
está razonablemente suave pero un poco
cóncava. La escoria se adhiere durante el
corte, pero puede eliminarse con facilidad.
Se recomienda cortar las acumulaciones de
escoria solo en líneas de corte rectas.
4. La boquilla está demasiado lejos de la
superficie
Cuando se eleva la boquilla demasiado
tiene lugar un redondeo excesivo del borde
superior. Además, es posible que se tenga
que reducir la velocidad de corte. Con la
utilización de la boquilla adecuada, las llamas
de precalentamiento no deberían superar 1/4
de pulgada de la superficie de trabajo.
5. La boquilla está demasiado cerca
de la superficie. Cuando la boquilla se
sitúa demasiado abajo, parte de los conos
internos de las llamas de precalentamiento
se entierran en la sangría. Esto produce
surcos en la cara de corte y un derretimiento
excesivo en el borde superior. Además, la
llama queda sujeta a pequeñas explosiones y
puede producirse una pérdida del corte.
6. Exceso de oxígeno de corte
Si la presión del oxígeno de corte es demasiado
elevada o si la boquilla es demasiado grande,
se reduce la calidad del corte. Las boquillas
están pensadas para funcionar a intervalos
limitados de presión de antorcha. Así,
una presión de oxígeno excesiva produce
distorsiones en el haz de oxígeno cuando
abandona la boquilla.
7. Llama de precalentamiento excesiva
Los operarios poco experimentados suelen
intentar aumentar la velocidad de corte
utilizando una llama de calentamiento fuerte.
Un precalentamiento excesivo hace que se
derrita el borde superior y es posible que
reduzca la velocidad de corte. Además, se
malgastan tanto oxígeno como combustible.
8. Se utiliza una boquilla sucia
La boquilla se ha manchado por la escoria y
el haz de oxígeno pierde su forma paralela.
La superficie ve corte ya no es suave ni
cuadrada y las muestras de escoria son
evidentes. La boquilla debería limpiarse con
cuidado para no distorsionar el taladro de
oxígeno de corte.
SECCIÓN 6 TIPO DE MATERIAL QUE SE VA A CORTAR
27
Sistemas de control del flujo de combustible
1. Presión fija + orificio variable
Flujo
variable
Apertura de la
válvula variable
Presión
fija
Figura 24: Control del flujo de combustible: presión fija + orificio variable
2. Presión variable + orificio fijo
Figura 25: Control del flujo de combustible: presión variable + orificio fijo
Flujo
variable
Orificio
fijo
Presión
variable
SECCIÓN 6 TIPO DE MATERIAL QUE SE VA A CORTAR
28
SECCIÓN 6 TIPO DE MATERIAL QUE SE VA A CORTAR
29
Diseño cilíndrico de boquilla
Un sencillo orificio cilíndrico. Funcionan a 25-60 Puig dependiendo del fabricante.
Divergencia
La parte del taladro de oxígeno que se encuentra directamente detrás de la garganta en boquillas de presión
alta (alta velocidad). La divergencia permite que la presión elevada se acerque a la atmosférica antes de que
abandone la boquilla. Esto aumenta la velocidad del haz y mejora la calidad del corte ya que lo mantiene
uniforme. El aumento de velocidad genera unas velocidades entre un 10 y un 15% más elevadas.
Arrastre
La deflexión en grados que el proceso de corte asume al atravesar la plancha. El arrastre aumenta y disminuye con
varias condiciones tales como la velocidad, la presión de oxígeno, el grosor de la plancha, la pureza del oxígeno, etc.
Eficacia del combustible
Factor relacionado con el volumen de combustible necesario para duplicar la eficacia de acetileno (se designa
como 1.0 pies
3
).
Diseño de boquilla de alta velocidad
Funciona a entre 60 y 110. 110 psig, según la marca. Utiliza alta presión y divergencia para producir velocidades
de corte entre el 10 y 15% más rápidas.
Sangría
Apertura de la plancha en la que se elimina metal durante la operación de oxicorte.
Taladro de oxígeno
Orificio de la boquilla a través del cual el oxígeno se dirige hacia la plancha para cortarla. Controla la cantidad de
oxígeno consumido durante el corte.
Factor de oxígeno
La eficacia del combustible multiplicada por la proporción oxi/combustible para un combustible dado para
determinar los múltiplos de oxígeno necesarios para duplicar el rendimiento del acetileno. El factor acetileno/
oxígeno es 1,5.
Proporción oxi/combustible
La relación de cantidad de oxígeno y de combustible necesaria para lograr la temperatura máxima de la llama.
Esta relación varía dependiendo de las características del combustible.
Escoria
Hierro oxidado que se produce durante el corte. Parte se adhiere a la parte inferior del extremo del corte. La
facilidad para eliminarla va relacionada con la potencia de la oxidación. Cuanto menor sea la oxidación, más
difícil es eliminar la escoria; y reducir la velocidad suele ayudar.
Garganta
Parte cilíndrica del orificio que controla la cantidad de oxígeno consumido.
Procedimiento de equilibrio de la llama oxi/combustible
El siguiente proceso se utiliza para equilibrar las máquinas cortadoras a fin de garantizar que los volúmenes
y las proporciones de combustible y oxígeno es similar en todas las antorchas. Esto hará que las llamas de
precalentamiento sean uniformes para agujerear y cortar. Este proceso se aplica solamente a las antorchas. De los
modelos y los tipos siguientes. La utilización de otras marcas y otros tipos puede producir resultados diferentes.
Para utilizar con acetileno: OXWELD
®
C-37
Para utilizar con gas: antorcha*: OXWELD
®
C-67
Inyector 01Y56 recomendado.
01Y61 sólo si la presión del combustible es inferior a 2-3 psig en la
entrada del regulador.
*Gas natural, propano, mapa FG-2 y la mayoría de marcas de combustible.
SECCIÓN 7 GLOSARIO
30
SECCIÓN 7 GLOSARIO
31
Proceso
Si se utiliza un sistema regulador de árbol o un sistema regulador de cinco, los procesos básicos son idénticos.
Con un sistema regulador de cinco, sin embargo, se lleva a cabo primero con los reguladores de baja presión y
después del equilibrio se establece la configuración elevada.
Pasos 1 y 2
1. Aplique el regulador de oxígeno de precalentamiento de baja presión y ajuste a 10 psig con
todas
las válvulas de la antorcha cerradas.
2. Ajuste el regulador de combustible de baja presión a 10 psig o al máximo que puede lograrse (el que
sea menor). Las válvulas de la antorcha de gas siguen cerradas
.
SECCIÓN 8 PROCESOS
ORIFICIO DEL
INYECTOR
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
32
3. Abra completamente todas las válvulas de la antorcha de oxígeno de precalentamiento. El diseño de
la antorcha/inyector garantiza que fluye la misma cantidad de oxígeno en todas las antorchas.
Paso 3
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
33
4. Con el oxígeno de precalentamiento todavía fluyendo por todas las antorchas, abra la válvula de gas
de la antorcha que tenga más cerca un cuarto de vuelta y encienda la llama. Si no enciende, ajuste
la válvula de combustible y/o el regulador de oxígeno de precalentamiento hasta que se encienda la
llama. (No ajuste la válvula de oxígeno de precalentamiento. Debe permanecer completamente
abierta en todo momento).
Paso 4
O
2
Llama
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
AJUSTAR
ABRIR 1/4
DE VUELTA
34
5. Utilizando solamente la válvula de combustible y el regulador de oxígeno de precalentamiento de
baja presión, ajuste la llama a la intensidad y aspecto deseados.
Paso 5
Buena
llama
O
2
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
AJUSTAR
AJUSTAR
35
6. Una vez satisfecho, deje que la primera antorcha siga quemando mientras abre la válvula de
combustible de la segunda antorcha y encienda la llama. Ajústela utilizando solamente la válvula de
combustible hasta que su aspecto sea como el de la primera antorcha.
Paso 6
Buena
llama
O
2
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
AJUSTAR
36
7. Mientras esas antorchas siguen quemando, repita el paso 6 en cada una de las demás (de una en una)
hasta que todas estén encendidas y ajustadas uniformemente. Es posible que tenga que reajustar
algunas válvulas cuando utilice muchas antorchas para que todas las llamas tengan el mismo aspecto.
Utilice sólo válvulas de combustible. En los tres sistemas de regulador, los ajustes han terminado.
Si hace falta un precalentamiento mayor o menor, ajuste sólo los reguladores de oxígeno de
precalentamiento y de combustible. Las válvulas de antorcha solo deben tocarse cuando vuelvan a
pasar por el proceso de equilibrio.
Paso 7
Buenas
llamas
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
AJUSTAR
37
8. Los sistemas de precalentamiento de cinco reguladores ofrecen dos niveles de intensidad. Se utilizan
configuraciones elevadas para llamas intensas y rapidez. Las configuraciones bajas se utilizan para
llamas suaves durante el corte para prevenir el sobrecalentamiento del extremo de la plancha y que
se queme el metal con la resultante pobre calidad de corte. El control de la máquina cambia
automáticamente entre configuración alta y baja para orificios y cortes.
En los sistemas de cinco reguladores, proceda con la siguiente fase de ajustes. Apague todas las
llamas y active los reguladores de alta presión. Ajústelos a la misma presión que los reguladores de
baja presión. Ahora, encienda todas las antorchas y, sin tocar las válvulas de antorcha, ajuste los
reguladores de combustible y de oxígeno de precalentamiento hasta lograr uno más intenso.
Llamas potentes
Paso 8
SECCIÓN 8 PROCESOS
ALTO
BAJO
OXÍGENO
COMBUS-
TIBLE
ALTO
BAJO
AJUSTAR
AJUSTAR
38
OXWELD
®
/PUROX
®
Procesos de limpieza de la boquilla de corte
Importante
A fin de maximizar la duración de la boquilla, límpiela sólo para mantener el rendimiento adecuado. Nunca limpie
una boquilla que funciona correctamente. Aunque las limpiezas desgastan muy poco, cuando son muchas, el
efecto acumulado puede ser perceptible.
Identificar los tipos de boquilla de corte
Las boquillas de corte se agrupan en tipos, según:
Tipo de combustible
Acetileno Otros combustibles
Gas natural/Propano
Base de propileno
MAPP
Etc.
Una pieza/Dos piezas
Una pieza Dos piezas
Acetileno Todos los gases
Todos los gases (nunca acetileno)
Diseño de orificio de oxígeno de corte
Alta velocidad (HS)
Orificio cilíndrico (Orificio divergente)
Acetileno Acetileno
Todos los gases Todos los gases
Herramientas y procesos de limpieza de la boquilla
Herramientas de limpieza
Taladro cilíndrico - Ref 751F00
Kit de alta velocidad - Ref 755F00
El taladro cilíndrico (P/N 751F00) consiste en una serie de cables rectos de varios diámetros cada uno de los
cuales tiene elementos alrededor que eliminan el cobre de los puertos de la boquilla si se necesitan de manera
abrasiva. Este kit también incluye un pequeño archivo plano.
El kit de alta velocidad (ref. 755F00) consiste en una serie de cables rectos y suaves de varios diámetros y sin
crestas. El kit también incluye una herramienta limpieza de gran diámetro y otra de diámetro pequeño y una
lima plana y pequeña. Con el kit se suministran unas sencillas instrucciones de limpieza. Para evitar errores, el
kit cuenta con una etiqueta “Limpiadores de boquillas de alta velocidad”.
SECCIÓN 8 PROCESOS
39
Limpieza de precalentamientos
Boquillas de una pieza
Los kits pueden utilizarse para limpiar puertos de precalentamiento circulares. Para ello, inserte un cable del
tamaño adecuado en cada puerto de precalentamiento y raspe suavemente contra las paredes del puerto para
retirar las partículas acumuladas. Debe tenerse la precaución de no aplicar una fuerza excesiva ya que los propios
elementos de limpieza pueden retirar metal de puerto y provocar la distorsión del orificio de precalentamiento.
Esto puede evitarse utilizando cables suaves.
Puertos de precalentamiento
Orificio de oxígeno
Apéndice Figura 1: Boquilla de una pieza, vista trasera
Componente interno de dos piezas
Tienen flautas de precalentamiento que no pueden limpiarse con cables. La mejor herramienta para limpiar estas
flautas es un cepillo (ref. 750F99), muy importante para no retirar metal al cepillar. No se recomienda utilizar acero
.
Apéndice Figura 2: Componente interno de dos piezas, vista trasera
Flautas
Orificio de oxígeno
Limpiar orificios de oxígeno de corte
El método utilizado para limpiar un orificio no depende del gas para el que se utiliza ni si el diseño es de una o
dos piezas. Sólo viene determinado por si la boquilla tiene un orificio de oxígeno de alta velocidad o cilíndrico.
Esto puede determinarse fácilmente cuando se utilizan boquillas de corte ESAB. Son cilíndricas las boquillas de
alta velocidad se identifican con “HS”, estampado en la parte exterior de las boquillas de una pieza y en el cuerpo
de las de dos. El resto OXWELD
®
son de diseño cilíndrico o para propósitos especiales.
Existen diferencias significativas entre los orificios cilíndricos y de alta velocidad y si el operario no sabe cuál
es el tipo de limpieza, puede alterar permanentemente la geometría interna del orificio y reducir o destruir su
rendimiento. Cuando se daña, una boquilla debe desecharse ya que es difícil que se repare y vuelva a funcionar
satisfactoriamente.
A continuación aparecen vistas seccionales de las geometrías del orificio de corte que se han exagerado a
propósito para mostrar las diferencias que existen entre los diseños cilíndricos y de alta presión.
Orificio de oxígeno
cilíndrico
Orificio de oxígeno
de alta velocidad
Apéndice Figura 3: Diseño de orificio
SECCIÓN 8 PROCESOS
40
Orificios cilíndricos
Diseño
Observe que el diseño cilíndrico incluye una cámara de entrada grande que suministra el oxígeno a un paso
cilíndrico más pequeño (garganta) que determina el flujo de oxígeno para la operación de corte como una
función de presión de funcionamiento en la antorcha.
Con fines informativos, las leyes de flujo de fluido compressible indica que el flujo de presión absoluto de la garganta
(cuando sale a la atmósfera) será aproximadamente la mitad del valor a la entrada. Por ejemplo, si se indica que
Una boquilla cilíndrica funciona mejor a 40 psi, equivale a 55 psia (presión absoluta) ya que la presión
atmosférica es de 15 psi (aprox.). Así, la presión de descarga será de 27,5 psia (absoluta) o, restando
los 15 de la atmósfera, 12,5 psi. La velocidad del flujo de gas cuando sale del extremo de la garganta
y penetra en la atmósfera es la velocidad de sonido(aprox. 1000. pies/segundo). Con este tipo de
diseño cilíndrico, la velocidad de flujo no puede ser mayor debido a las leyes de flujos compresibles.
En contra de lo que se pueda creer, aumentar la presión no aumenta la velocidad del flujo. Sin embargo, y como
se indicaba antes, no aumenta la presión de salida del flujo en 0,5 la presión absoluta. Esta presión aumentada
hace que el flujo se expanda en diámetro cuando abandona la boquilla y crea una sangría mayor que supone la
eliminación (oxidación) de mayores cantidades de acero. Esto, por lo general, reduce la eficacia del corte.
Limpieza
Los orificios cilíndricos se limpian con cuidado introduciendo un cable de limpieza suave del tamaño adecuado
en el orificio y moviéndolo hacia arriba y hacia abajo por la superficie interna del orificio mientras se aplica una
ligera presión, asegurando que rasca toda la superficie de 360 grados.
Apéndice Figura 4: Orificio de oxígeno cilíndrico
Orificios de alta velocidad
Diseño
Existen similitudes entre los diseños de orificio cilíndrico y de alta velocidad. Ambos tienen cámaras de
acercamiento grandes que suministran el oxígeno en una garganta cilíndrica en la que el flujo de oxígeno es
controlado. En cambio, el diseño de orificio cilíndrico incluye una cámara de expansión entre la garganta y
la salida. Esta expansión tiene dos funciones: reduce la presión del haz antes de que salga a la atmósfera y
proporciona mayor velocidad para un corte más eficaz.
Apéndice Figura 5: Taladro de oxígeno de alta velocidad
SECCIÓN 8 PROCESOS
41
Igual que el diseño de orificio cilíndrico, la presión del haz cuando pasa por la garganta se reduce a la mitad
de la presión de entrada absoluta. Una presión de entrada de 40 psig se convertiría en una presión de salida
de 12,5 psig. Sin embargo, la expansión crea cambios adicionales en el haz. A medida que el gas se desplaza a
través de la expansión, el diámetro del haz aumenta. Esto reduce la presión del haz y al mismo tiempo aumenta
la velocidad a niveles que pueden ser considerablemente superiores a la velocidad del sonido.
Los factores de la cámara de expansión que determinan la reducción de la presión del haz y el aumento de la
velocidad son la proporción de área de salida a la garganta y el ángulo incluido. La relación entre la garganta
y el diámetro de salida es extremadamente importante, como el ángulo y la concentricidad de la expansión.
Para ilustrar la importancia de las dimensiones, las tolerancias de garganta de las boquillas de alta velocidad
OXWELD
®
se indican como +0,0003” -0,0007”, los diámetros de salida de la cámara de expansión son +- 0,001”
y la concentricidad de los dos diámetros es 0,007” TIR. las boquillas de alta velocidad
OXWELD
®
son piezas de
precisión y deben tratarse con cuidado cuando se limpian para evitar alterar cualquiera de esas dimensiones o el
rendimiento se resentirá.
¿Por qué utilizar diseños de alta velocidad?
1. Permite el diseño de una boquilla cuya presión de salida puede personalizarse hacia la presión
atmosférica, creando los mínimos problemas cuando el haz penetra en la atmósfera
.
2. Las boquillas pueden diseñarse para funcionar a presiones más elevadas sin los inconvenientes
de presiones de salida elevadas que resultan en una amplitud ineficaz del haz y la creación
de sangrías anchas no necesarias.
3. Los operarios pueden beneficiarse de la mayor velocidad de salida que puede lograrse y utilizarla
para eliminar la escoria de la sangría y lograr mayores velocidades de corte
.
4. Utilizando presiones de entrada más elevadas, los operarios pueden utilizar diámetros de garganta
menores para lograr el mismo volumen de oxígeno. Sin embargo, este oxígeno es más concentrado
ya que está a mayor presión. La cámara de expansión nos permite aumentar la velocidad del oxígeno
para aumentar la eficacia. El resultado final es una sangría más estrecha y una velocidad entre un 10
y un 15% mayor que puede lograrse con un orificio cilíndrico equivalente.
Las boquillas de alta velocidad pueden diseñarse para que funcionen a cualquier presión de entrada con casi
cualquier presión de salida controlando con cuidado los diámetros de la garganta y de salida y el ángulo de
expansión entre ellos.
Apéndice Figura 6: Orificio de oxígeno de alta velocidad
Herramienta
SECCIÓN 8 PROCESOS
42
Siguiendo las breves instrucciones del kit de limpieza de OXWELD
®
(ref. 755F00), el operario tiene que introducir
la herramienta adecuada (pequeña para boquillas de hasta el nº 2, grande para boquillas por encima de 2) en
la cámara de expansión con un ligero movimiento de presión. A continuación debe rotarse hasta que se desliza
suavemente. Tras retirar la herramienta, el cable más largo, se deslizará por la herramienta de expansión y la
garganta con normalidad varias veces hasta eliminar todos los restos. Por lo general, esta práctica devuelve los
niveles de rendimiento esperados.
NOTA: Si no encuentra el kit de limpieza adecuado para la cámara de expansión, puede utilizar un palillo redondo
como herramienta de limpieza sin dañar la boquilla.
Si la boquilla no funciona como es de esperar, una operación final que suele mejorar el rendimiento es un bisel
muy ligero y en ángulo recto a la salida de la cámara de expansión. Esto puede llevarse a cabo utilizando un
cono en ángulo recto que puede encontrar en cualquier ferretería. La herramienta recomendada es un cortador
de 1/4 ó 3/8 de pulgada, sencillo o de 3 flautas. Si utiliza el cortador, manténgalo contra la salida de la cámara de
expansión y gire suavemente para que el bisel sea lo más ligero posible. Esto elimina toda la escoria y propone
una transición si problemas entre la cámara de expansión y la cara de la boquilla.
Apéndice. Figura 7: Orificios de alta velocidad y cilíndricos de la limpieza del bisel
Cono en
ángulo recto
Las boquillas de corte son piezas de precisión y si se tratan como tales, ofrecen meses de funcionamiento
satisfactorio. Trátelos como haría con cualquier herramienta cara y considere el valor del producto que
producirán si se mantienen en buen estado. Si no se tratan bien, no sólo costarán el valor del recambio sino el
coste de reparación.
Limpieza
Debido a su diseño exclusive, los orificios de alta velocidad no pueden limpiarse igual que sus homólogos
cilíndricos. El operador debe conocer las diferencias geométricas y los procesos de limpieza para evitar el
destrozo accidental del orificio de alta velocidad. Si no conoce las diferencias, el operador puede forzar un
cable de limpieza, que encaja en la salida de expansión pero que puede ser demasiado largo para entrar en la
garganta, pensando que hay una obstrucción. Los operadores tienen que conocer la geometría interna de las
boquillas de alta velocidad ya que de lo contrario los daños podrían ser irreparables..
SECCIÓN 8 PROCESOS
43
Revisión
06 / 2006 - Versión original
0558006478 06 / 2006
A. CUSTOMER SERVICE QUESTIONS:
Telephone: (800)362-7080 / Fax: (800) 634-7548 Hours: 8:00 AM to 7:00 PM EST
Order Entry Product Availability Pricing Order Information Returns
B. ENGINEERING SERVICE:
Telephone: (843) 664-4416 / Fax : (800) 446-5693 Hours: 7:30 AM to 5:00 PM EST
Warranty Returns Authorized Repair Stations Welding Equipment Troubleshooting
C. TECHNICAL SERVICE:
Telephone: (800) ESAB-123/ Fax: (843) 664-4452 Hours: 8:00 AM to 5:00 PM EST
Part Numbers Technical Applications Specifications Equipment Recommendations
D. LITERATURE REQUESTS:
Telephone: (843) 664-5562 / Fax: (843) 664-5548 Hours: 7:30 AM to 4:00 PM EST
E. WELDING EQUIPMENT REPAIRS:
Telephone: (843) 664-4487 / Fax: (843) 664-5557 Hours: 7:30 AM to 3:30 PM EST
Repair Estimates Repair Status
F. WELDING EQUIPMENT TRAINING
Telephone: (843)664-4428 / Fax: (843) 679-5864 Hours: 7:30 AM to 4:00 PM EST
Training School Information and Registrations
G. WELDING PROCESS ASSISTANCE:
Telephone: (800) ESAB-123 Hours: 7:30 AM to 4:00 PM EST
H. TECHNICAL ASST. CONSUMABLES:
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IF YOU DO NOT KNOW WHOM TO CALL
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The ESAB web site offers
Comprehensive Product Information
Material Safety Data Sheets
Warranty Registration
Instruction Literature Download Library
Distributor Locator
Global Company Information
Press Releases
Customer Feedback & Support
ESAB Welding & Cutting Products, Florence, SC Welding Equipment
COMMUNICATION GUIDE - CUSTOMER SERVICES
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44
ESAB Factors Affecting Quality in Oxy-Fuel Cutting Manual de usuario
- Tipo
- Manual de usuario
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