Máquina de corte cnc

Tudo sobre a máquina de corte Walmar - WR1500x3000 fabricada na argentina.

2013-06-17T17:36:00.001-03:00

Estou fazendo uma manutenção e restauração em uma máquina de corte Walmar - WR1500x3000, que usa o CNC Burny 1250, fabricada na argentina, pedi os esquemas elétricos e mecânicos dos mesmos, ao fabricante, em resposta, eles disseram que estava descontinuada, estou tentando conseguir junto ao suporte novamente, vou descrevendo aqui o andamento e acontecimentos.

Mandei o e-mail acima, ontem 17/06/2013, a noite, e recebi a seguinte resposta automática:

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011-4708-9085 ó 011-15-6862-2156 Administracion/Pedidos
Muchas Gracias.

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Estou aguardando a resposta deles, agora são 18h23m do dia 18/06/2013..

Boa notícia, eles me enviaram os esquemas, agradeço e mudo o conceito que eu tinha da empresa.

Como funciona o processo de corte a plasma.

2013-06-10T12:41:00.001-03:00

Introdução

Todos os métodos de cortes térmicos são diferentes, porém isto não quer dizer que um seja necessariamente superior ao outro. A verdade é que cada um deles foi desenvolvido para desempenhar uma tarefa específica.

Para um melhor entendimento, inicialmente pode-se descrever um breve comentário sobre cada um dos três processos:

O oxi-corte estabeleceu o modelo para o corte em aço carbono no início do século, e continua sendo muito usado.

O corte a plasma foi desenvolvido nos anos 50 para aqueles materiais que não podiam ser oxi-cortados tais como aço inoxidável, alumínio e o cobre. Sua principal vantagem é a grande produtividade devido a sua alta velocidade de corte.

O corte a laser, demonstrado pela primeira vez na década de 60, foi adotado rapidamente pelas indústrias que necessitavam de alta precisão no trabalho com metais, cerâmicas e tecidos.

Em resumo, cada sistema apresenta uma área específica de aplicação, devido às suas limitações e vantagens próprias.

Devido suas aplicações específicas, pode-se observar que os processos de corte raramente se sobrepõem em suas faixas de atuação quanto a espessura de corte, quer dizer, se complementam, ao invés de competir uns com os outros. Considerando que se pode usar maçaricos de oxicorte e tochas para plasma na mesma máquina de corte, os operadores podem trocar estes dois processos durante o curso da jornada. Uma vez que se reconhece a boa relação custo-benefício do laser para protótipos e pequenos lotes de peças, com maior freqüência teremos dois ou três processos para a mesma situação

Introdução

No início dos anos 5O, foi descoberto que as propriedades do arco aberto, como usado para a soldagem TIG, poderia ser largamente modificada. O arco foi concentrado e direcionado contra um bico de cobre refrigerado localizado entre um eletrodo (cátodo) e a peça de trabalho (ânodo). Em vez de divergir em um arco aberto, tal um arco é constringido pelo bico em uma seção transversal pequena. Esta ação eleva grandemente a potência do arco. A temperatura do arco e a voltagem são elevadas. Um arco que atravessa um bico constrito obtém uma velocidade alta e torna-se intensamente quente.

Portanto, o corte a arco plasma é um processo que corta metal fundindo uma área localizada com o calor de um arco de constrito e a remoção deste material fundido com um jato quente de gás ionizado com alta velocidade, que é emitido pelo do orifício.

Conforme observado na figura anterior, as características do jato de plasma podem ser alteradas mudando o tipo de gás, taxa de fluxo, corrente do arco, e tamanho do bico. Por exemplo, se baixas taxas de fluxo de gás são usadas, o impulso do jato é reduzido. Desta forma, uma fonte de calor altamente concentrada é formada, sendo ideal para soldar. Reciprocamente, se a taxa de fluxo de gás é aumentada suficientemente, o impulso do jato de plasma será alto bastante para expelir o metal fundido criado pelo calor do arco de plasma e resultará em goivagem ou corte.

Desde sua introdução, muitas indústrias vêm adotando o corte a plasma devido a sua capacidade em cortar praticamente todos os metais e ligas de forma rápida, limpa e produtiva. O jato de plasma de alta temperatura é eficiente para aqueles materiais que não admitem o oxicorte tais como o alumínio, o cobre e o aço inoxidável.

Além de sua alta velocidade, o corte a plasma tem a vantagem da partida rápida sem pré-aquecimento, que o faz muito adequado para as aplicações que requerem cortes intermitentes.

Comparando com o oxicorte, o processo a plasma corta mais rapidamente as chapas finas sem risco de distorções, uma vez que a zona afetada pelo calor é reduzida. Contudo, o equipamento é mais caro e o processo requer grandes quantidades de eletricidade, que resulta em elevados custos de operação devido, também, a necessidade de substituir as peças desgastadas tais como o bocal e o eletrodo.

O processo de corte a plasma está em contínuo desenvolvimento. Onde misturas de gases de Argônio, Hidrogênio e Nitrogênio eram anteriormente usadas como gás plasma, hoje, é cada vez mais comum cortar com ar, Oxigênio ou Nitrogênio (plasma de injeção de água). O uso do ar reduz o custo do gás, porém, em contrapartida, eleva o custo dos eletrodos e, em alguns casos, cria problemas de porosidade em soldagens subseqüentes. Alternando para o Oxigênio, é possível evitar o problema da porosidade, obter velocidades mais altas de corte, cortes sem escória e um melhor ambiente de trabalho. O plasma de Nitrogênio, com injeção de água, tem a vantagem de que uma das superfícies cortadas fica quase perpendicular. Por outro lado, erros nos ângulos pode ser um grande problema no corte a plasma. Quanto mais espesso for o material, maior será o problema.

Em geral pode-se dizer que o uso de ar como gás de plasma está se tornando cada vez mais comum em conjuntos pequenos de corte a plasma. Para conjuntos menores, o método de corte por contato está crescendo. Para conjunto maiores, o plasma de Oxigênio e o plasma de Nitrogênio com injeção de água são alternativas importantes.

Áreas de aplicação

Em princípio, todos os materiais eletricamente condutivos podem ser cortados com plasma. Mesmo os materiais não condutivos, podem ser cortados com arco plasma não transferido.

O corte a plasma foi anteriormente usado, principalmente, em materiais que não podiam ser oxi-cortados, como os aços inoxidáveis, alumínio e cobre. Atualmente, o método é usado, também para corte de aços ao carbono e baixa liga. Isto devido às altas velocidades de corte que podem ser obtidas em metais finos e, devido ao equipamento ter sido simplificado e se tornado mais econômico.

O corte a plasma é usado, principalmente, para espessuras de 2 a 15 mm. Espessuras de até 200 mm podem ser cortadas com plasma mas, neste caso, o seu uso seria mais para separar a chapa do que para produzir corte de alta qualidade.

O método plasma pode ser usado tanto para o corte manual como para o mecanizado.

O corte a plasma pode ser feito em todas as posições.

Uma boa área de aplicação do corte a plasma é no corte tipo sanduíche, no qual um número de chapas são colocadas sobrepostas e cortadas. A vantagem é que não importa muito se existe uma abertura entre as chapas no corte a plasma, o que seria impossível no oxicorte.

O corte a plasma pode, também , ser usado para cortes em bisel.

	Espessura da chapa
Processo	mm	polegada	Material
Oxicorte	(0,8) 2*-2.500	(1/32) 1/12-100	Aços carbono baixa liga + Titânio
Plasma**	2 - 150 0,8 - 200 0,8 - 50	1/12 - 6 1/32 - 8 1/32 - 2	Aços carbono + aços alta liga Alumínio Cobre
Laser	0,1 - 12	1/250 - 1/4	Aços carbono + alta liga + não metálicos
Cortador	1 - 8	1/24 - 5/16	Aços não ligados + baixa liga
Estampagem	0,1 - 6	1/250 - 1/4	Aços não ligados + baixa liga
Cizalhamento	1 - 25	1/24 - 1	Aços não ligados + baixa liga

* No corte de chapas empilhadas, pressão mínima deve ser de 60 lb.pol², 300 kgf/m²

** Somente materiais eletricamente condutivos.

Plasma - definição

O plasma é um gás que é completo ou parcialmente ionizado e, portanto, eletricamente condutivo. O plasma consiste de moléculas, átomos, íons e elétrons. Um gás pode ser ionizado de diversas maneiras como, por exemplo, por aquecimento, por radiação ou por bombardeamento de elétrons. No corte a plasma, um arco elétrico é usado para aquecer e ionizar o gás.

Par que um plasma fique estável, a energia tem que ser alimentada continuamente. Caso contrário, o plasma irá se reverter para o estado gasoso.

O plasma é o quarto estado de agregação que pode ocorrer num material. Os outros três estados são o sólido, o líquido e o gasoso. O plasma é o estado mais comum e uma boa parte da matéria existente no universo se apresenta no estado de plasma.

Terminologia

O processo de corte a plasma, tendo sido derivado do processo de soldagem TIG, utiliza algumas de suas terminologia. Devido a sua maior complexibilidade, porém, alguns novos termos tornaram-se uma prática geral. Uma familiaridade com estes termos será de grande ajuda ao fazer comparações úteis entre os sistemas, ajuda a formar a mesma linguagem para os operadores, pessoal de serviço, e administração.

Processo de corte a plasma convencional

O processo de core a plasma convencional refere-se ao processo básico que esteve em uso desde o início dos anos 5O. Desde então, este processo foi consideravelmente aprimorado. Foram realizados alguns ajustes em pontos críticos, como centrar o eletrodo no meio do orifício de bocal. Na maioria dos casos, tais ajustes foram realizados pelos fabricantes e implementados

Eletrodo

Do mesmo modo que o processo de soldagem TIG, os eletrodos das tochas a arco plasma são normalmente feitas de 2% tungstênio toriado. Porém, devido ao alto calor da corrente do arco, estes eletrodos podem ser embutidos em um corpo de cobre resfriado à água.

Bocal

O bocal contém o orifício por qual passa o arco. O orifício de bocal faz o arco da corrente ser limitado a uma pequena secção transversal. Este fato aumenta a densidade de corrente dentro do orifício. A constrição resulta aumento do aquecimento e alongamento do arco do arco. Produz um, intensamente quente, fluxo de gás ionizado.

A maioria dos bocais são resfriados à água por passagem direta em furos usinados dentro dos bocais. Algumas tochas usadas para baixas correntes utilizam bocais resfriados indiretamente. Eles estabelecem bom contato térmico com algum outro componente de tocha que é resfriado à água ou por gás.

Diâmetro de orifício

O diâmetro de orifício simplesmente é o diâmetro do furo no bocal pelo qual ocorre a passagem do arco e o gás. A redução do diâmetro do orifício é definido através do menor diâmetro do bocal.

A constrição de arco máxima é alcançada mantendo o diâmetro de orifício tão pequeno quanto possível para uma determinada corrente operacional. Em prática, os bocais são destruídos rapidamente se o diâmetro de orifício é muito pequeno para a corrente do arco.

Gás de plasma

O gás de plasma é o gás que é dirigido na tocha para cercar o eletrodo. Este é ionizado pelo arco para formar o plasma, e é impelido pelo orifício do bocal da tocha como o jato de plasma.

Gás secundário

Ao contrário do gás de plasma, o gás secundário não atravessa o bocal. Este é passado ao redor do bocal e forma uma proteção ao redor do arco. Nem todas as tochas usam um gás secundário.

Câmara

A câmara é o espaço entre a parede interior do bocal de constricção e o eletrodo. O gás de plasma é dirigido inicialmente nesta área, então pelo orifício do bocal para a superfície de trabalho. Em alguns equipamentos, a velocidade tangencial é dada ao gás dentro da câmara, isto faz o gás rodar em torno do eletrodo e pelo orifício do bocal. Em outro equipamento, é usado fluxo axial para produzir um fluxo de gás uniforme semelhante para ao fluxo de alta pressão do em oxigênio de corte no processo oxi-combustível.

Retrocesso de eletrodo

Retrocesso de eletrodo é a distância que o eletrodo é recuado atrás do orifício de constrição medido da face exterior do bocal.

Standoff

Standoff é a distância entre o bocal e a peça de trabalho. Esta distância às vezes é chamada de bico-peça.

Princípios do corte e plasma

Corte a plasma é um processo de fusão, em contraste com o oxicorte que é um processo de combustão. Um jato de gás no estado plasma é usado para fundir e remover o material da sangria.

Durante o processo, um arco elétrico se estabelece entre um eletrodo (catodo) e uma peça (anodo). A ponta do eletrodo fica embutida num bocal de gás com resfriamento por água ou ar. O gás do plasma é conduzido através do bocal. O arco e o gás do plasma são forçados a passar por uma área estreita na ponta do bocal. O gás aquecido é ionizado. O jato concentrado do plasma que é formado tem uma temperatura muita alta, de até 30.000^oC, bem como uma velocidade muito alta. Quando o jato do plasma atinge a peça, ocorre uma recombinação (o gás se reverte para o seu estado normal), e o calor se dissipa. O material é fundido e removido da sangria pelo fluxo.

No corte convencional a plasma, um arco transferido é usado, significando que o arco se estabelece entre o eletrodo e a peça. Isto não é possível ao se iniciar o processo, pois o gás não teria ainda sido ionizado. Para iniciar o processo gera-se, primeiramente, um arco piloto entre o eletrodo e o bocal de gás através de um gerador de alta freqüência. O arco piloto aquece o gás do plasma e o ioniza. Como a resistência elétrica do arco principal é mais baixa do que no arco piloto, o arco principal é ionizado e o arco piloto se extingue automaticamente.

Sistemas de corte a plasma

Plasma de gás

O plasma de gás foi o primeiro método desenvolvido, sendo o mais comum até hoje. O arco é estabelecido entre um eletrodo de Tungstênio e a peça. O bocal é resfriado à água ou por gás.

Os gases mais comuns para plasma usados com este sistema são as misturas de Argônio-Hidrogênio. O nitrogênio também é usado, mas a desvantagem é que ocorre a formação de óxidos de Nitrogênio. Por esta razão o Nitrogênio, raramente, é usado em corte manual.

Uma variante do plasma de gás é o plasma com fluxo secundário, denominado fluxo duplo. Neste método, um gás de proteção é alimentado separadamente para resfriar o bocal e, também para concentrar o jato de plasma. O gás tem uma alimentação extra de gás circundando o bocal. Como gás secundário, podem ser usados o Dióxido de Carbono ou ar. O gás do plasma é o Nitrogênio ou ar.

Nos conjuntos maiores de plasma, o bocal é resfriado por água, podendo ter ainda um gás secundário, como por exemplo, mistura de Dióxido de Carbono ou Argônio-Hidrogênio.

O uso do plasma de gás para o corte de aços carbono a baixa liga vem diminuindo gradativamente. Para o corte de aços de alta liga, alumínio e cobre, o plasma de gás tem sido o método de corte mais comum.

Plasma de ar

Neste sistema, o ar é usado como o gás de plasma. O plasma de ar é particularmente comum para o corte manual. O eletrodo é feito de hafnio ou zircônio. Estes materiais têm um ponto de fusão mais baixo do que o tungstênio, tornando o resfriamento mais importante. Um resfriamento adequado é assegurado pelo modelo do eletrodo.

O ar pode ser alimentado por um cilindro ou um compressor. O compressor pode ser incorporado à mesma unidade da fonte de energia.

A vantagem do plasma de ar é, sem dúvida, a redução do custo do gás. As desvantagens são o consumo consideravelmente maior do eletrodo e do bocal, um ambiente de trabalho mais prejudicial, devido à formação de pó e, em alguns casos, problemas de porosidade em soldagens subsequentes.

Plasma de oxigênio

Com o oxigênio como gás de plasma, não há problemas de porosidade. Outras vantagens incluem a velocidade mais alta de corte, desvio angular menor e cortes livres de escória em aços carbono ou de baixa liga.

Como o plasma a ar, são usados os eletrodos de háfnio ou zircônio e seu consumo é alto. Entretanto, pesquisas para o desenvolvimento de eletrodos mais duráveis estão sendo realizadas.

Plasma de nitrogênio com injeção de água

No plasma de nitrogênio com injeção de água (NIA), o nitrogênio é usado como gás para o plasma. Água à alta pressão é injetada através de um orifício no canal do bocal. Desta forma, o arco é posteriormente resfriado e concentrado, permitindo uma energia mais alta e daí, possibilitando maiores velocidade de corte. A água é alimentada, tangenciando na mesma direção da rotação do plasma. Como resultado, uma das superfícies cortadas fica quase perpendicular, enquanto que a outra apresenta um desvio angular. Neste tipo de plasma, portanto, é muito importante escolher a direção certa do corte, de modo que o desvio angular maior fique na sucata.

Outras vantagens do plasma com injeção de água são que a borda superior cortada é menos arredondada, o corte menos oxidado pois é resfriado com água, os bocais têm maior durabilidade e há menor risco de arco duplo. Uma desvantagem do método é que pode se formar uma fina camada de óxidos nas chapas jateadas, devido à água depositada sobre o metal.

Um posterior desenvolvimento deste método é o plasma com injeção do oxigênio. O nitrogênio é ainda usado, como um gás para plasma, mas se injeta oxigênio no lugar de água. Comparado com a injeção de água, a velocidade de corte é mais alta com menor formação de escórias. Todavia, o desvio angular e o arredondamento da borda, são mais acentuados. Uma outra desvantagem é o rápido consumo dos bocais de gás.

Uma área de aplicação do plasma com injeção de oxigênio é o corte de materiais com tendência de fissuras, como em certos aços de alta liga ou em peças muito espessas.

Variáveis do processo

Corrente

A corrente que pode ser aplicada para o corte está limitada pela capacidade de aquecer do eletrodo. A densidade de corrente é, portanto, limitada pela durabilidade do bico.

Com um aumento na espessura do metal, a densidade de corrente no bico tem influência na eficiência do corte. A quantidade necessária de corrente que um arco precisa para cortar uma peça cresce desproporcionalmente com o incremento da espessura do metal, aumentando a sangria do corte e a redução efetiva da potência do arco.. A qualidade do corte também diminui.

Na prática, a máxima corrente usada para o corte à arco plasma não excede 1,000 ampéres.

Velocidade de corte

A velocidade de corte á a variável mais influente na qualidade do corte, possuindo o mais largo alcance de atuação. Existem valores máximos e mínimos para os valores de velocidade de corte, onde, dentro destes, serão obtidos os melhores graus de qualidade.

A velocidade de corte é influenciada, dentre outros fatores, por:

1. tamanho do bico (afeta a largura do corte);

2. tipo de gás e taxa de fluxo (afeta a constrição);

3. corrente do arco;

4. voltagem do arco.

Para uma determinada espessura do material, a velocidade de corte pode ser aumentada sem elevação da corrente, elevando a voltagem do arco. A voltagem pode ser elevada, aumentando-se a constrição do arco ou usando a alta entalpia dos gases, tais como N₂, H₂, e O₂.

Tipo de gás

Recentemente, natural ou misturas artificiais dos quatro gases principais foram usadas como gás para plasma. Estas são várias combinações de argônio (Ar), nitrogênio (N₂), hidrogênio (H₂), e oxigênio (O₂).

Por causa de seu alto poder calorífico, hidrogênio (H₂) tem o máximo conteúdo de calor (entalpia) a uma comparativamente baixa temperatura de plasma. Além disso, a maior condutividade de calor alta do H₂ provê ótima transferência do arco de plasma para a peça de trabalho. Assim, misturas contendo hidrogênio devem ser usados para cortar maiores espessuras, chapas de aço da alta-liga.

Eles também são usados para cortar metais bons condutores de calor tais como cobre e alumínio. Com oxigênio no plasma, em corte de aço, uma energia adicional é aplicada ao corte na transferência de calor da oxidação férrea. O argônio é bastante ineficiente como um gás para corte plasma por causa de seu baixo valor de entalpia.

O uso de ar comprimido como um gás plasma tem sido investigado desde o início dos anos 60. Muitas pesquisas e trabalhos desenvolvidos foram feitos nos Estados Unidos, Rússia, e Japão, e máquinas de corte plasma a ar foram comercialmente usadas durante vários anos.

Nitrogênio é o amplamente plasma usado gás de corte. No processo de injeção de água, é o único gás utilizado para cortar materiais com até 3 polegadas de espessura.

Fluxo de gás

A variável de fluxo de gás não parece ser crítica para a qualidade de corte, uma vez que tem muito menos efeito que a corrente do arco.

Dentro dos limites estabelecidos por um dado diâmetro de orifício, pode haver de 10 a 15% de divergência na taxa de fluxo de gás sem afetar a qualidade do corte. A taxa de fluxo de gás é muito mais crítica em um processo de soldagem a plasma.

Voltagem

Voltagem não é uma variável independente, mas é uma função de:

a) tamanho do bico;

b) velocidade de corte,

c) tipo de gás,

d) fluxo de gás,

e) corrente,

f) standoff.

Standoff

O processo de arco plasma é, por sua natureza, bastante insensível a standoff. Mudanças na distância bico-peça não influencia o arco constringido comparativamente para o mesmo grau com o arco aberto.

Uma vez que a coluna de arco é longa e estreita, a mudança do efeito de aquecimento da tocha-peça é muito pequeno para o processo plasma, quando comparado ao processo TIG.

Vida de eletrodo

Vida de eletrodo será longa se o calor transferido ao eletrodo é baixo, ou se o resfriamento for extremamente bom. Este resfriamento pode ser provido através de água (em tochas com resfriamento por água), ou por um gás secundário (em tochas protegidas por gás).

Gases para plasma

Fatores fundamentais

Para se obter uma alta velocidade de corte e uma boa qualidade de corte, é importante que o jato de plasma concentre energia, proporcione maior transferência de calor ao metal e, possua alta energia cinética. Portanto, os seguintes fatores fundamentais devem ser levados em consideração ao se escolher um gás para plasma.

· a energia de ionização ( e a energia de dissociação para gases diatômicos).

Se a energia de ionização do gás for alta, o conteúdo de energia do arco também será alta, significando que mais energia pode ser transferida pelo arco. A dissociação dos gases diatômicos proporciona energia adicional.

· a condutividade térmica

Se a condutividade térmica do gás for alta, a transferência térmica para o metal, também será alta. O diâmetro do arco diminui com o aumento da condutividade térmica, pois a perda de calor do arco o esfria. Um diâmetro menor de arco significa maior densidade de energia que, na maioria dos casos, representa velocidades de corte mais elevadas.

· peso atômico

Quanto maior for o peso atômico e, conseqüentemente, a densidade do gás, tanto maior é a energia cinética que, por sua vez, facilita a remoção do metal fundido da sangria.

· reatividade química

Se o gás do plasma for quimicamente reativo, pode influenciar a eficiência do corte. Um exemplo deste tipo de gás é o Oxigênio. Além de atuar como gás do plasma, o Oxigênio entra em reação com o ferro no corte, proporcionando energia adicional.

Gases

Dentre os gases mais utilizados estão: Argônio, Hidrogênio, Nitrogênio e suas misturas, bem como o ar e o Oxigênio.

	N₂ (N)	H₂ (H)	O₂ (O)	Ar	He	Ne
Energia de ionização (eV)	15.5 (14.5)	15.6 (13.5)	12.5 (13.6)	15.7	24.5	21.0
Energia de dissociação (eV)	9.8	4.4	5.1	---	---	---
Peso atômico (u)	14	1	16	40	4	20
Condutividade térmica a 0 ^oC (mW/m-K)	24.5	168	24.7	16.6	148	46

Argônio

O argônio tem baixo conteúdo de energia e baixa condutividade térmica. Portanto, não é particularmente eficaz como gás de corte. Contudo, o argônio é comum nas misturas de gases para plasma devido à sua alta densidade e seu efeito estabilizador no arco. Como o argônio é uma gás facilmente ionizável, ele é excelente para estabelecer o arco piloto.

Hidrogênio

O hidrogênio tem um alto conteúdo de energia e uma alta condutibilidade térmica. Entretanto, o hidrogênio puro gasta rapidamente o bocal e tem uma baixa densidade. Portanto, o hidrogênio é usado, principalmente, como um aditivo ao argônio e ao nitrogênio para aumentar o conteúdo de energia e a condutibilidade térmica da mistura.

Nitrogênio

O nitrogênio tem um conteúdo relativamente alto de enrgia e uma alta densidade. Portanto, é eficaz como um gás de plasma sem sua mistura com outros gases. O nitrogênio é considerado como o gás que causa menos problemas de escória. Uma desvantagem do nitrogênio puro é que o eletrodo de tungstênio se desgasta mais rapidamente do que com outros gases. Outras desvantagens: a formação de óxidos de nitrogênio e o grande risco de arco duplo.

Ar

O ar sem umidade (seco) tem sido muito usado como gás para plasma. O ar tem uma alta energia de dissociação e ionização e uma alta densidade sendo, portanto, muito eficaz como um gás de corte. Ao cortar o aço inoxidável, entretanto, o oxigênio do ar causa oxidação nas superfícies cortadas. O eletrodo deverá ser de háfnio ou zircônio, que são materiais caros. Além disso, a taxa de desgaste do eletrodo é muito alta.

Oxigênio

O oxigênio tem uma grande capacidade de energia e uma alta densidade. Nos últimos anos o oxigênio começou a ser usado como gás para plasma. O oxigênio oferece, também, uma velocidade de corte mais alta, cortes sem escórias, e em geral, uma maior qualidade de corte, devido aos sue menor desvio angular com superfícies cortadas mais suaves.

Gases comercialmente usados para plasma

A mistura de gás mais usada é a de Argônio-Hidrogênio com 5 – 35% de hidrogênio. Esta mistura de gases é muito mais eficaz do que o argônio, nitrogênio ou hidrogênio puros.

Uma outra mistura comum é a de Argônio-Nitrogênio usada, principalmente, para corte de chapas finas. A desvantagem desta mistura é aumentar a formação de óxidos de nitrogênio e assim, também o risco de arco duplo.

Misturas de três gases com Argônio-Nitrogênio-Hidrogênio são algumas vezes usadas. A finalidade no uso destas misturas é a de se obter vantagens das melhores propriedades de cada gás.

Tabela gases de plasma e proteção para corte a arco plasma em Alumínio

espessura		Gás de plasma				Gás de proteção
in	mm	ar	Ar + H₂	Ar + N₂	N₂	N₂	CO₂	ar	O₂	Inj. de água
1/8	3.2	X	X		X X	X X	X X	X X X	X	X
1/4	6.4	X	X X	X	X	X X	X X	X X X	X	X
1/2	13	X		X	X X	X X	X X	X X	X	X
1	25		X	X	X X	X X	X X	X X	X	X
2	50		X	X	X X	X X	X X	X X		X
3	75		X		X	X X	X
4	100		X		X	X	X X	X X
5	125		X
6	150		X

Tabela gases de plasma e proteção para corte a arco plasma em Aço Carbono

Espessura

Gás de plasma

Gás de proteção

Ar + H₂

Ar + N₂

N₂

O₂

N₂

CO₂

O₂

Inj. de

água

submerso

1/16

1.6

1/8

3.2

1/4

6.4

1/2

100

125

Tabela gases de plasma e proteção para corte a arco plasma em Aço Inoxidável e Ligas de Níquel

espessura

Gás de plasma

Gás de proteção

Ar + H₂

Ar + N₂

N₂

CO₂

O₂

Inj. de

água

submerso

1/16

1.6

1/8

3.2

1/4

6.4

1/2

100

125

150

Notas:

Dependendo do tipo de equipamento, aplica-se o seguinte:

1. Um determinado gás de plasma é freqüentemente usado sem gás de proteção;

2. Quando são mostrados diversos gases de proteção para um único gás de plasma, utiliza-se somente um gás de proteção para uma determinada aplicação;

3. Velocidade de corte e qualidade podem variar com seleção de gás;

4. Esta tabela é baseado em exigências de gases para equipamentos comuns disponíveis no mercado para PAC. Use as recomendações de fabricante para selecionar os gases.

5. Qualidade do corte

Definição

O fatores normalmente usados para classificar um corte são o desvio angular e a rugosidade. Outros fatores que podem, também, ser considerados na qualidade do corte são as linhas de arraste, formação de escória, influência metalúrgica e a inclusão de nitrogênio.

Desvio angular

O desvio angular é definido como a distância perpendicular maior entre a superfície real de corte e a superfície desejada de corte. Pode-se, também, obter algum desvio angular no corte a plasma, e exemplos destes estão apresentados a seguir.

O desvio angular depende de fatores como velocidade de corte, tipo e fluxo de gás, corrente e distância bocal-peça. Estes parâmetros, também, afetam o arredondamento da borda e a quantidade de escória.

No plasma com injeção de água um lado de corte é quase vertical ao passo que, o outro é mais angular. Portanto, é importante escolher o sentido de corte de modo que a angulação fique na sucata.

Rugosidade da superfície

A rugosidade da superfície cortada a plasma é adequada, na maioria dos casos, aos padrões existentes. Se a superfície cortada for uma superfície livre soldada numa montagem, pode ser necessária alguma operação de esmerilhamento. Isto é importante no processo e nas indústrias de processamento de alimentos, onde não se permite deposição de partículas usinadas. Os aços inoxidáveis que necessitam ser soldados após o corte a plasma, devem sempre ser esmerilhados para a remoção dos óxidos.

Arraste

No corte a plasma ocorre algum arraste devido às altas velocidades de corte. No corte em linha reta, isto não tem muita importância. No corte de figuras, entretanto, a velocidade deve ser reduzida, caso contrário, a borda inferior do corte ficará arredondada.

O arraste, também, afeta a rugosidade da superfície do corte. Uma velocidade mais alta de corte resulta em maior arraste e maior profundidade da linha.

Escória

A quantidade e a aderência da escória devem ser levadas em consideração. É importante, que se obtenha um corte o mais livre possível de escória. Todavia, se houver formação de escória, esta deve aderir o menos possível de modo que se solte durante o transporte ou manuseio da chapa.

A escolha do gás para plasma influencia em muito na formação de escória. O plasma a oxigênio produz menos escória. No plasma de nitrogênio, com injeção a água, normalmente é formada uma camada de escória muito difícil de ser removida. Outros parâmetros que influenciam a quantidade de escória são a velocidade de corte e a corrente.

Influência metalúrgica

A zona afetada por calor no corte é menor no corte a plasma do que no oxicorte. Isto se deve ao fato do aporte de calor ser mais concentrado e da velocidade de corte ser mais alta. O aporte térmico não afeta tanto sua estrutura. na maioria dos casos, a zona afetada pelo calor no corte a plasma é de pouca importância. Exceções são as ligas de dura alumínio, aços para ferramentas que apresentam maior risco de fissuras.

Inclusão de nitrogênio

No corte a plasma com ar ou nitreto, forma-se uma fina camada de nitrato na superfície do corte. As concentrações de nitrogênio, podem ser até 15 vezes maiores do que no resto do metal. Isto causa problemas em soldas subsequentes na forma de porosidades. Para se evitar os problemas de porosidade, adota-se uma das seguintes medidas:

* Esmerilhar a camada de nitreto. Este é um método comum, porém dispendioso;

* Soldar de modo que uma grande porção da junta se funda. O nitrogênio irá, então se dissolver numa grande parte da solda, cuja solidificação demora, por algum tempo, permitindo a desgaseificação;

* Usar plasma a oxigênio. A inclusão de nitrogênio é evitada, além de outras vantagens, como uma velocidade mais alta de corte, menor escória e uma melhor qualidade da superfície cortada.

Segurança

Os perigos associados no corte a plasma, são similares àqueles encontrados para os processos de soldagem a arco e no oxi-corte. Será dada ênfase aos riscos elétricos, a formação de gases prejudiciais e fumos, o alto nível de ruído e a intensa radiação.

O equipamento não deve ser operado até que sejam dadas todas as instruções do fabricante e que estas estejam bem compreendidas. Além disso, os riscos físicos potenciais tais como as altas pressões dos gases e o sistema de água devem ser considerados.

Alguns gases de proteção, gases de plasma e misturas contém hidrogênio. Estes gases podem causar explosões e risco de fogo. Não operar equipamentos com suspeita de vazamentos, contantando imediatamente o fabricante se ocorrer qualquer questão relacionada a segurança da operação.

Risco elétrico

As voltagens presentes no equipamento de corte a plasma variam geralmente na faixa de 200 a 400V, portanto, a ocorrência de choque elétrico pode ser fatal. O equipamento deve ser aterrado segundo informações do fabricante. Instruções devem ser seguidas como especificadas para a localização na qual o equipamento será instalado.

Emergência para primeiros socorros devem estar disponíveis.

O responsável pelo socorro deve estar pronto e treinado afim de reduzir a extensão da lesão em caso de um acidente por choque elétrico. Pessoal destreinado não deve ser permitido operar ou realizar manutenções no equipamento. Além disso, as instruções do fabricante devem possuir referências à seguintes normas:

Þ ANSI C2, National Eletrical Safety Code

Þ ANSI Z49.1, Safety in Welding and Cutting

Þ CFR 1910, OSHA Safety and Health Standards Americam National Red Cross, Advanced First Ais and Emergency Care

Þ NFPA Standard 51B, Fire Prevention in the Use of Cutting and Welding Process

Alguns lembretes adicionais podem ser listados, tais como:

1) Mantenha todo o circuito elétrico seco.

A umidade pode prover um inesperado caminho para o fluxo da corrente.

Os gabinetes dos equipamentos que contenham água e linha de gases, bem como circuitos elétricos, devem ser periodicamente examinados contra vazamentos ou perdas.

2) Todas as conexões devem ser limpas, secas e apertadas.

Conexões elétricas mal apertadas podem causar aquecimento.

3) Utilizar cabos e fios apropriados para alta voltagem.

Os cabos devem ser dimensionados para não menos que 600 V, dc.

Mantenha os cabos e fios em bom estado. Em caso de dúvidas, consultar o fabricante para dimensionar apropriadamente os cabos e fios.

4) Não toque em circuitos abertos.

Mantenha fechadas as portas de acesso aos circuitos do equipamento.

5) O risco de choque elétrico é provavelmente superior quando na troca de peças na tocha.

Os operadores devem estar certos de desconectar os circuitos de alimentação de energia quando na troca de componentes da tocha.

6) Operadores e pessoal de manutenção devem estar atentos que o equipamento de corte a plasma, devido às altas voltagens, apresenta um risco superior quando comparado à um típico equipamento para soldagem.

Gases prejudiciais

Os gases prejudiciais que se formam no corte a plasma são óxidos de nitrogênio, ozônio e monóxido de carbono.

Os óxidos de nitrogênio são o monóxido de nitrogênio (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO₂). Em alguns países, os valores limites de tolerância para estes gases são 25 ppm e 2 ppm respectivamente. A quantidade de óxidos de nitrogênio, formada durante o corte a plasma, depende da intensidade da corrente e do gás usado no plasma. Quanto maior for a corrente, tanto maior a quantidade de óxidos de nitrogênio.

Quanto à escolha do gás para plasma, a quantidade de óxidos de nitrogênio será bem maior usando nitrogênio puro. O nitrogênio puro, portanto, é raramente usado como gás para plasma no corte manual. O uso do ar, como um gás para plasma também, acarreta altas quantidades de óxidos de nitrogênio.

As quantidades de ozônio (O₃) e monóxido de carbono (CO) formadas durante o corte a plasma, normalmente, estão abaixo dos valores limites. Os valores limites, em alguns países, para ozônio, é de 0,1 ppm e para o monóxido de carbono 35 ppm.

Fumos

A quantidade de fumos formada durante o corte, depende do gás de plasma usado, do material que está sendo cortado e do revestimento da superfície do metal.

Os riscos destes fumos dependem, sobretudo, do tipo do material cortado. Os fumos formados com o corte de aço carbono consistem de cerca de 70% de óxidos de ferro, tendo um valor limite de tolerância (TLV) de 3,5 mg/m³. Durante o corte de aço inoxidável, formam-se fumos de níquel que tem um TLV de 0,5 mg/m³, portanto sendo estes os mais perigosos que os óxidos de ferro.

A quantidade de fumos aumenta proporcionalmente com a corrente, exatamente como no caso dos óxidos de nitrogênio.

A escolha do gás para plasma é de grande importância para a determinação da quantidade dos fumos formados. O uso do ar ou nitrogênio, como gás para plasma, aumenta em duas vezes os fumos se comparado com misturas argônio-nitrogênio e, consideravelmente, mais fumos se comparado com oxigênio.

A quantidade de fumos aumenta e sua composição se altera se a superfície da chapa for revestida com pintura, óleo ou óxidos. A superfície do metal deve, portanto, ser limpa antes do corte.

Ruídos

O nível de ruídos, durante o corte a plasma, é muito elevado, devido à alta velocidade de saída do gás pelo bocal. Este nível, está na freqüência, entre 8 a 20 kHz.

Os fatores que afetam o nível de ruído são a geometria do bocal, espessura do metal, fluxo do gás de corte e a energia elétrica. Em geral, pode-se dizer que o nível de ruído aumenta em função da espessura da chapa, do fluxo de gás do corte e da corrente.

O nível de ruído abaixo de 85 dB(A) podem ser obtidos somente no corte manual com baixa corrente.

Radiação

O corte a plasma produz radiação de alta intensidade e ambos de comprimento de onda visível do ultra-violeta.

Para se proteger da luminosidade, queimaduras na pele devido à forte radiação ultra-violeta e à radiação de ondas curtas infra-vermelhas, o operador tem que usar uma proteção adequada e máscara com grau de escurecimento adequado em suas lentes.

As densidades para os filtros das lentes, recomendadas durante o corte a plasma, são em corrente mais baixa que 300 A (n^o 9), corrente 300 a 400 A (n^o 12) e para correntes acima de 400 A (n^o 14).

Precauções de segurança - corte mecanizado

No corte mecanizado, existe um risco de concentração de óxidos de nitrogênio que poderão exceder os valores limites de tolerância. A concentração de fumos, quase sempre ultrapassa o TLV. Portanto, é necessário instalar ventilação em todas as máquinas de corte.

Recomenda-se usar uma cortina de água em volta da tocha. Isto reduz a concentração de fumos, porém tem pouco efeito no nível de óxidos de nitrogênio.

O corte pode, também ser realizado sob água. A concentração dos fumos neste caso, é bem baixa mas a quantidade de óxidos de nitrogênio não é afetada, pois eles não se dissolvem em água. Portanto, é necessário cortar em locais bem ventilados ou com exaustão local. Outras vantagens do corte sob a água, são uma redução no nível de ruído e na intensidade da radiação, menor distorção da chapa e melhor tolerância dimensional. O corte a plasma é o que melhor se adapta ao corte à água. A velocidade de corte pode ser mantida com a injeção de água, ao passo que pode ser reduzida consideravelmente, ao cortar sob água com plasma “seco”.

Existem, também, métodos eficazes de proteger a tocha da máquina de corte, de modo que a intensidade do ruído possa ser drasticamente reduzida. O exaustor deve ser posicionado embaixo da peça e a mesa deve ser seccionada, a fim de se obter suficientes velocidades de fluxo de exaustão.

Precauções de segurança - corte manual

Por razões práticas, torna-se difícil elaborar uma aspiração no corte a plasma manual. Tanto a formação de fumos, quanto de óxidos de nitrogênio podem ser drasticamente reduzidos, diminuindo a corrente de corte e alternando para misturas de argônio-hidrogênio.

Se um exaustor for usado, este deve ser posicionado embaixo da peça, ou na direção do jato plasma.

Vantagens e desvantagens do processo de corte a plasma

Vantagens

· Velocidade de corte mais alta do que em oxi-corte para espessuras médias e finas;

· Menor aporte de calor do que no oxi-corte. Significando menor zona afetada pelo calor e menor distorção da peça;

· Todos os metais podem ser cortados a plasma. Exemplos são aços carbono ligados, cobre e alumínio;

· Automação fácil;

· Não exige condições referentes à superfície da chapa: carepa ou primer podem ser cortados (embora não seja aconselhável sob ponto de vista ambiental).

Desvantagens

· O desvio angular da superfície cortada é maior do que no oxi-corte;

· A borda superior do corte é mais arredondada do que no oxi-corte;

· Grande quantidade de gases e fumos;

· Alto nível de ruídos;

· Intensa radiação ultra-violeta;

· Alto custo de investimento, embora a tendência, cada vez mais, seja para equipamentos mais econômicos;

· Alto custo de energia;

· Dificuldades na perfuração de materiais com mais de 15 mm;

· Custo de peças de reposição.

Equipamento

As diferentes partes do equipamento de corte por arco de plasma são:

1. Tocha de corte

2. Fonte de energia

3. Unidade de controle

4. Gerador de alta freqüência

5. Cilindros de gás

Eletrodo

Ao usar argônio, hidrogênio ou nitrogênio como gás para plasma, se utiliza um eletrodo de tungstênio ou uma liga de tungstênio com 2% de tório. O tungstênio tem um alto ponto de fusão. Às altas temperaturas e na presença de oxigênio, formam-se óxidos que destroem rapidamente o eletrodo de tungstênio. Por esta razão, o tungstênio não pode ser usado para plasma de ar ou de oxigênio. Nestes métodos, o eletrodo consiste de háfnio ou zircônio. Estes materiais têm pontos relativamente baixos de fusão. A razão pela qual, mesmo assim, os eletrodos funcionam à altas temperaturas quando usados no processo plasma, são a formação de óxidos e nitretos estáveis, que protegem os eletrodos, se o gás para plasma for oxidante.

Temperatura de fusão para diferentes materiais de eletrodos

	Material	Ponto de fusão, ^oC
	Tungstênio Háfnio Óxido de háfnio Nitrato de háfnio Zircônio Óxido de zircônio Nitrato de zircônio	3.370 2.150 2.530 3.310 1.868 1.700 2.950

O formato do eletrodo também varia dependendo do gás usado. Para misturas de argônio, nitrogênio e hidrogênio, utiliza-se um eletrodo depositado, da mesma forma que o usado na soldagem TIG. Para plasma de oxigênio e de ar e para conjuntos maiores de plasma de nitrogênio, o eletrodo usado é embutido em cobre.

O diâmetro dos eletrodos de ponta pode variar conforme as diferentes marcas. É importante que sejam concêntricos e que não apresentem ranhuras na ponta. Em certas aplicações, a ponta pode ser tronco-cônica para cortes em espessuras maiores.

Bocal de gás

O bocal de gás é geralmente de cobre. Sua durabilidade é afetada por um número de partidas independente da ponta do eletrodo estar corretamente centrada. Também, é importante usar a corrente adequada em relação ao diâmetro do orifício do bocal (caso contrário, poderá resultar em arco duplo, ocasionando a falha) O resfriamento influencia também na vida do bocal. O bocal é resfriado com ar ou com água, dependendo da potência do conjunto.

Suprimento de energia

O corte a plasma é realizado com corrente contínua. Na maioria dos casos, a fonte de energia apresenta uma característica mergulhante. Isto significa que a corrente de corte é pouco afetada se houver mudanças na voltagem do arco. A voltagem do arco é afetada pela velocidade de corte, distância do bocal para peça e espessura do metal a ser cortado.

A corrente de corte pode variar entre 50 e 1000 amperes, dependendo do tamanho do conjunto. Existem pequenos conjuntos portáteis do tipo inversores de 20 amperes.

A voltagem em aberto deve ser alta, pois a queda de voltagem ao longo do arco é alta, sendo normalmente entre 120 e 400 volts.

Outros equipamentos

Outros equipamentos, normalmente incluídos num conjunto de corte a plasma são: a unidade de refrigeração, um controle remoto e as diferentes funções e o console de gás.

As máquinas de corte usadas para o corte a plasma são as do tipo para o oxi-corte mecanizado. Entretanto, a máquina deve ser projetada para as mais altas velocidade de corte e o sistema de controle deve ser protegido contra a alta freqüência gerada para a ignição do arco. O equipamento de controle de altura deve atender às rigorosas demandas, pois a velocidade de corte é mais alta. Por esta razão, usa-se o princípio de controle de altura baseado no registro das variações de voltagem do arco. Estes sinais são usados para controlar a altura da tocha através de um motor. A desvantagem deste sistema é que ele trabalha somente se o arco estiver estabelecido. Portanto, ele deve ser combinado com outro sistema, como por exemplo capacitivo, indutivo ou transdutores mecânicos.

Capacitação do processo

A seleção da técnica de corte a arco plasma deve estar baseada na aplicação desejada. As considerações apropriadas devem ser quanto ao aspecto econômico, disponibilidade do equipamento, espessura e configuração da peça a cortar, qualidade de corte e a produtividade requerida. Em geral, muitas aplicações ocorrerão entre uma das três categorias. Estas categorias são: corte mecanizado de alta velocidade, corte mecanizado de baixa velocidade e corte manual; sendo que poucas aplicações ocorrerão dentro de uma quarta categoria, sendo este o corte com alta corrente.

Corte mecanizado de alta velocidade

Aço carbono

No início dos anos 80, muitas chapas de aço carbono eram cortadas através do processo oxi-combustível. Existiam então duas razões para esta situação. A primeira era que, embora o corte a arco plasma convencional oferecesse velocidades superiores, também ocorria o sacrifício da qualidade do corte. A segunda, e talvez a mais significante razão, era que muitas das máquinas de corte não podiam operar nas velocidades de corte solicitadas pelo processo de corte a arco plasma. Felizmente, a qualidade do corte a plasma foi sendo fortemente aprimorada, além da introdução de máquinas de corte com controle numérico, tornando comum desa forma o uso do corte a plasma de alta velocidade.

Como um resultado, a mais difundida aplicação do corte a plasma tem sido a operação com multiplas tochas de corte para aço carbono. A alta velocidade de corte disponível com o corte a arco plasma e o advento de máquinas de corte com controle numerico capacitadas, tornam possível ao usuário aumentar em muito sua produtividade. Os custos para o corte variam de 50 a até 25% do custo do processo de corte oxi-combustível para chapas com menos que 1” (25,4 mm) de espessura.

Aços inoxidáveis e alumínio

O corte a arco plasma é preferível para cortes de aços inoxidáveis e todos metais não-ferrosos. Existem, obviamente, muitas aplicações repetitivas para materiais finos, onde uma alta produtividade pode ser obtida com máquinas de corte tipo prensa ou guilhotina. Aplicações que requerem uma maior flexibilidade para chapas pesada (1/16” à 6”) (1,6 a 152 mm) podem ser alcançadas facilmente com o corte a arco plasma.

Qualidade de corte

Existem quatro fatores a considerar na avaliação da qualidade do corte obtida por diferentes processos. Estes fatores são o ângulo de corte, escória e efeito metalúrgico; ocasionalmente, a largura da sangria pode também tornar-se um fator relevante.

1) Ângulo do corte

Tochas de arco plasma com injeção de água e gás de plasma com rotação horária, vista da tocha em relação à peça, produz cortes no qual o lado direito da sangria (na direção do corte) está em esquadro com a superfície, e o lado esquerdo levemente chanfrado.

Em aplicações de corte de peças, a direção de corte tem que ser propriamente selecionada para produzir cortes esquadrejados nas peças de produção.

Em peças anulares como a mostrada a seguir, o corte externo e feito no sentido horário afim de posicionar a superfície de corte da peça no lado direito da sangria. Similarmente, o corte interno tem que ser realizado no sentido anti-horário para manter o esquadro dentro da borda. Em muitas aplicações, o lado chanfrado do corte é descartado quando da avaliação do perpendicularismo. Bocais que produzem rotação anti-horária no gás de plasma são disponíveis para aplicações onde o lado de maior qualidade tem que ser o esquerdo.

Outro aspecto, freqüentemente observado, é a necessidade de manter a tocha sempre perpendicular a peça de trabalho. Mesmo se a tocha esteja perpendicular a mesa de trabalho, ela pode não estar perpendicular a peça. Sobras de peças tem que ser removidas da mesa de corte, e a mesa deve ser mantida em bom estado. Mangueiras e cabos que são puxados fortemente quando o carro de transporte da tocha na máquina de corte é estendida aos seus limites são também a causa de tochas fora de esquadro.

2) Escória

Escória é um metal oxidado e ressolidificado que adere na borda inferior do corte. A tendência de formar escória depende da composição metalúrgica, condição de superfície, diâmetro do orifício, velocidade de corte e corrente do arco. As duas maiores variáveis de corte que influenciam na formação da escória são a velocidade de corte e a corrente do arco.

Existe atualmente dois tipos de escórias: escória de baixa velocidade, e escória de alta velocidade. Como os nomes sugerem, a escória é formada se a velocidade de deslocamento da tocha for igualmente muito baixa ou muito alta. Muitos materiais, entretanto, possuem uma faixa de velocidade de corte na qual produzirá cortes livres de escória. Esta faixa é estendida quando a corrente do arco for sendo elevada. Se a corrente do arco é muito baixa, a faixa de escória livre poderá não existir. Se a faixa de escória livre não pode ser alcançada, é usualmente aconselhável posicionar uma baixa faixa de velocidade desde que a escória seja de fácil remoção.

Os aços inoxidáveis são muito tolerantes em termos de formação de escória. Sua faixa de operação de escória livre é relativamente larga. Alumínio é também fácil de cortar livre de escória. Ni-Cu, Ni-Cr-Fe, e ligas de cobre, em contraste, possuem a tendência de formar escória mais facilmente. Aços carbonos encontram-se posicionados no meio em relação aos demais materiais.

Quando em cortes de chapas acima de 1/8” (3,2 mm) de espessura, a faixa de operação livre de escória diminui com o aumento da espessura da chapa. Em alguns casos, talvez não seja possível produzir cortes livres de escória. Este problema pode ser minimizado pelo empilhamento de chapas. A escória, se formada, é geralmente restrita às menores chapas. Cortes com chapas empilhadas requerem ótimo contato entre as chapas. Se o corte atravessa uma área com uma distância entre as chapas excedendo a 0,010” (0,25 mm), as chapas se manterão juntas devido à escória. Em muitas aplicações este requisito não é fácil de satisfazer.

3) Efeitos metalúrgicos

A zona termicamente afetada de um corte a plasma é muito mais estreita do que no corte oxi-combustível. Este pode ser um fator significante onde o metal deva ser sub seqüentemente soldado ou acabado.

A espessura da zona termicamente afetada típica é 0,010”(0,25 mm) para aços inoxidáveis austeníticos e 0,020” (0,50 mm) para aços de baixo carbono. Aços carbono geralmente exibem uma ZTA de 0,015 a 0,030” (0,4 a 0,8 mm) de largura. Cortes em alumínio apresentam uma ZTA na faixa de 0,040 a 0,100” (1,1 a 2,7 mm) de largura.

Quando em cortes de aços inoxidáveis austeníticos, a alta velocidade de corte e o efeito de resfriamento na base da chapa causa a passagem rápida através da temperatura metalúrgica crítica de 1.500 à 1.200 ^oF (650 ^oC). Deste modo, não existe precipitação de carboneto de cromo ao longo dos contornos dos grãos e a redução de resistência à corrosão. Medidas feitas das propriedades magnéticas do aço inoxidável tipo 304 no metal de base e em peças cortadas pelo arco plasma também indicam que a permeabilidade magnética não é afetada pelo arco de corte.

Ligas de alumínio tratadas termicamente, tais como os tipos 2014 e 7075, são sensíveis a formação de trincas, e o aumento da velocidade de corte e espessura da chapa eleva a tendência à formação destas trincas. Ligas de fácil endurecimento, tais como 5456, não tendem a trincar durante o corte.

Ocorrerá endurecimento na ZTA do corte a plasma em aços de alto carbono. O grau de endurecimento pode ser reduzido com o pré-aquecimento da peça. O pré-aquecimento reduz o efeito do resfriamento da massa de metal imediatamente abaixo da superfície de corte.

Quando peças de aço são cortadas à arco plasma, é recomendado que o topo da borda do corte seja tensionada no lado do arredondamento. O pequeno arredondamento da borda do corte a plasma melhora desta formação nesta direção. Trincas podem ocorrer em algumas ligas se o canto da borda inferior estiver sob tensão no lado do arredondamento. Esmerilhar um raio na borda inferior também aliviará a formação destas tensões.

4) Largura da sangria

A largura do corte à arco plasma é maior que os corte realizados com o processo oxi-combustível em cerca de 1,5 à 4 vezes. Por esta razão, tal como com outros métodos de corte, deve-se aplicar uma compensação de sangria nos moldes ou programas de geração de peças desejadas. Em muitos casos, a compensação da sangria é automaticamente aplicada pelo dispositivo de corte de acordo com a compensação da sangria na metade da largura da sangria.

A compensação requerida é difícil de quantificar em termos gerais. Todas as variáveis do sistema de corte à plasma exercem algum efeito sobre a largura da sangria. Cada instalação será única, apesar de ser operada do mesmo modo. O fator mais influente na largura da sangria é a espessura da chapa, com as mais largas sangrias obtidas em chapas mais espessas.

A tabela a seguir mostra as sangrias permitidas para cada espessura de chapa.

Espessura da chapa		Compensação da sangria
in	mm	in	mm
1/8 à 1” 1” à 2” 2” à 5”	3,2 à 25,4 25,4 à 50,8 50,8 à 127,0	+ 3/32” + 3/16” + 5/16”	+ 2,4 + 4,8 + 8,0

Economia

A maior variável de custo em operações de corte é a mão de obra. Outros fatores tais como a energia, gases e consumo de bocal e eletrodo participam de 15 à 25% no custo total do corte. Qualquer incremento na produtividade (velocidade, ciclo de trabalho, tochas adicionais, etc.) podem reduzir o custo por metro cortado. Uma estimativa a grosso modo dos custos por tocha pode ser obtida através da divisão do comprimento médio da chapa por hora, incluindo o custo de mão de obra. Por exemplo, uma chapa de 1/2”(12,7 mm) pode ser cortada com 2.286 mm / min (137 m / h). Assumindo que o custo da mão de obra seja de $ 15 / h e o ciclo de trabalho de 50% (0,5 horas de arco / h), o custo aproximado do corte é calculado como a seguir:

Comprimento de corte / h = (137 m / h) x (0,5 horas de arco / h) = 68,5 m / h

Custo do corte = $15/h / 68,5m/h = $ 0,22 / m

Para materiais de pouca espessura (quando a energia e o custo dos consumíveis são baixos), o custo não será menor que 15% da estimativa anterior. Para espessuras de chapas superiores, o aumento poderá atingir a 25%, desde que a energia consumida seja consideravelmente superior.

Uma estimativa mais exata do custo do corte pode ser obtida pelo uso da fórmula a seguir:

W = 508 / S x (100 x (L / N x D) + G + H + J + K)

onde:

W = custo do corte ($ / m) por tocha;

N = número de tochas;

S = velocidadede corte (mm / min);

L = custo de mão de obra ($ / h);

D = ciclo de trabalho (%);

G = custo do gás por tocha ($ / h);

H = custo do bocal por tocha ($ / h);

J = custo do eletrodo por tocha ($ / h);

K = custo da energia por tocha ($ / h).

Um custo típico de corte é impossível de estimar, uma vez que os fatores de custos descritos anteriormente dependem muito da localização. é possível, entretanto, fazer uma comparação de custos relativos com o corte oxi-combustível para um usuário hipotético como da figura a seguir.

Os custos foram calculados utilizando um valor de $ 15,00 por hora para a mão de obra, e um ciclo de trabalho de 50%. No caso de corte em aço carbono, o custo médio do plasma sobre o oxi-combustível é de aproximadamente 4 para 1 em chapas de 1/4”(6.4 mm) e de 2 para 1 em chapas de 1-1/2” (38.7 mm). Mudanças de valores das tochas de plasma e oxi-corte podem causar significantes efeitos no custo de operação.

Corte mecanizado de baixa corrente e baixa velocidade

A capacidade de atingir altas velocidades no processo de corte a arco plasma pode ser um problema quando utilizados em algumas máquinas de corte. O problema é que a velocidade de corte plasma ótima para uma dada aplicação talves exceda a capacidade máxima de corte da máquina. Nestes casos, deve ser usado o processo de corte à plasma de baixa corrente.

Cortes plasma de baixa corrente são empregados em muitos metais não ferrosos com espessuras acima de 1” (25.4 mm). Tochas de baixa corrente geralmente operam entre 50 e 100 A, sendo que algumas possuem capacidade acima de 400 A.

Os gases de plasma geralmente utilizados para cortes com baixa corrente são o nitrogênio, misturas de argônio e nitrogênio, ou argônio e hidrogênio. Alguns equipamentos utilizam um fluxo de gás secundário, normalmente CO₂ ou ar comprimido, para remover o metal fundido para fora da sangria. Estes reduzem também a formação de respingos e refrigera a tocha.

Uma mistura de Ar-H2 pode ser usada em aço inoxidável e metais não ferrosos, em espessuras entre 1/2”à 3”. A combinação permite obter uma borda em esquadro, com superfície de corte limpa, com um pequeno sacrifício da velocidade. Cortes com arco plasma com baixa corrente e baixa velocidade em metais acima de 2”(51 mm) de espessura tendem a formar uma sangria de aproximadamente 1/8” (3.2 mm). Espessuras superiores são geralmente rugosas, embora limpas. Ranhuras podem ser eliminadas, ou minimizadas, pelo ajuste da velocidade de corte e da altura da tocha.

Corte Manual

Tochas de corte a plasma manual são freqüentemente utilizadas em aço inoxidáveis e metais não ferrosos. Estas podem ser usadas para o mesmo tipo de trabalho que seria feito com um maçarico de corte manual oxi-combustível em aço carbono. A maior diferença entre o equipamento de corte a plasma manual e o equipamento mecanizado é que a a tocha é projetada para ser segura com a mão. Além disso, a fonte de energia utiliza 300 volts em circuito aberto, ou seja, menos que os 400 volts como no corte mecanizado. Esta limitação é feita para reduzir o risco elétrico. A corrente do arco é geralmente 400 volts, ou seja, por causa da maior corrente do arco, ocorre muita radiação de calor produzida para o operador.

Sistemas de corte a plasma manuais produzem cortes com qualidade tão boa quanto os cortes oxi-combustíveis manuais e geralmente com uma velocidade de corte levemente superior. Em muitos casos, a qualidade de corte é influenciada não somente pela prática do operador como também pela capacidade do equipamentos.

Corte com alta corrente

Muitas máquinas de cote a arco plasma com alta velocidade utilizam sistemas de corte à arco plasma com injeção de água ou água como proteção. Estes normalmente são utlizados pra aplicações de corte de chapas abaixo de 3” (76 mm) de espessura. Cortes com alta corrente são usados quando é necessário cortar chapas acima desta espessura.

A faixa de corrente aplicada neste modo varia de 800 à 1000 A, para espessuras de 3 à 6” (76 à 152 mm). O gás de plasma normalmente utilizado é a mistura de 65% de argônio e 35% de hidrogênio. Esta mistura provê dois benefícios: primeiro, em altas correntes, a vida do eletrodo é muito melhor com argônio-hidrogênio do que com nitrogênio, e segundo, a capacidade de penetração do arco na espessura do material é enormemente elevada.

O uso de mistura de argônio-hidrogênio cria um risco de fogo e explosão se existir um vazamento de gás dentro do console de controle. Deve-se certificar de seguir as recomendações do fabricante para uma operação apropriada.

A qualidade do corte é boa em muitos materiais abaixo de 4”, e razoável na faixa de 4 à 6”de espessura. Em todos os casos, os cortes são esquadrejados. Entretanto, para materiais com espessura acima de 4”, a superfície de corte torna-se progressivamente rugosa e profundas linhas de corte são comuns. A sangria é geralmente de 1/2”à 5/8” (13 à 16 mm).

Como funciona o processo de Oxi-Corte GLP, Acetileno ou Propano.

2013-06-10T12:12:00.006-03:00

Introdução

Para um melhor entendimento, inicialmente pode-se descrever um breve comentário sobre cada um dos três processos:

O oxicorte estabeleceu o modelo para o corte em aço carbono no início do século, e continua sendo muito usado.

O corte a laser, demonstrado pela primeira vez na década de 60, foi adotado rapidamente pelas indústrias que necessitavam de alta precisão no trabalho com metais, cerâmicas e tecidos.

Em resumo, cada sistema apresenta uma área específica de aplicação, devido às suas limitações e vantagens próprias.

Introdução

O oxi-corte, com equipamento portátil ou estacionário, é basicamente usado em estaleiros, construções, siderúrgicas e indústrias metalúrgicas desde o princípio do século, por cortar o aço com maior rapidez e com equipamento mais barato que os processos mecânicos.

Esta técnica clássica corta chapas de aço de 300 mm ou mais grossas, com boa economia. Em chapas de aço carbono de 6 mm de espessura se alcançam velocidades de 700 mm/min ou mais, podendo cortar chapas rapidamente movendo-se o maçarico ao invés da chapa. Como a chama é simétrica pode-se mudar, instantaneamente, a direção de corte durante a operação, sem perdas da qualidade e nem da velocidade inicial. Devido a superfície cortada ser lisa e uniforme, sugerimos usar este método para o corte de chanfros e para as preparações conjuntas com um ou mais maçaricos. Isto acelera a produção subseqüente, contribuindo na redução dos custos totais de corte/solda.

É importante considerar, que o processo de oxicorte produz uma zona afetada pelo calor maior que as outras técnicas térmicas, o que pode causar distorções e tensões residuais nas chapas finas.

COMBUSTÃO

PRINCÍPIOS DA COMBUSTÃO

Todo o material é formado de substâncias básicas chamadas de elementos. Um dos mais comuns existentes na terra é o oxigênio. Aproximadamente 21% do ar que respiramos é constituído de oxigênio.

Muitos materiais reagem com o oxigênio, num processo chamado de oxidação. Como por exemplo, podemos citar os metais que, em contato com o ar (e com o oxigênio nele contido), “enferrujam” com o passar do tempo. Algum desses materiais oxidam mais rapidamentes que outros.

Estas reações de oxidação também podem liberar calor. Quando isto acontece, ou seja, quando houver o contato de alguma substância com o oxigênio e esta reação liberar calor (e normalmente luz), chamamos a isto de combustão.

Como exemplo de combustão, podemos citar a queima de madeira, carvão, gasolina e gás de cozinha (GLP). No caso dos gases, a propagação da combustão pode ser muito rápida.

Para darmos início a combustão, são necessários 3 elementos básicos que compõe o triângulo da combustão ou triângulo do fogo, como é usualmente chamado.

Se qualquer um destes três componentes deixar de existir, teremos o processo de combustão interrompido. Como fontes de calor podemos ter altas temperaturas, faíscas, ou mesmo uma chama. No caso do oxigênio, temos associado o ar, conforme citado anteriormente. No que se refere a combustíveis, estes podem ser os mais diversos, mas vamos nos deter apenas nos gasosos.

INFLAMABILIDADE

Quando pequenas quantidades de gás combustível forem adicionadas gradativamente ao ar, chegaremos a uma situação que poderá ocorrer uma explosão. Neste caso, dizemos que foi alcançado o Limite Explosivo Inferior. Se continuarmos a adicionarmos mais gás combustível, alcançaremos uma situação em que a mistura não mais explodirá. Neste caso, chamamos este ponto de Limite Explosivo Superior. Estes conceitos são importantes e serão revistos quando tratarmos sobre Segurança com Gases Industriais, pois estão relacionados com vazamento de gases.

CHAMA

DEFINIÇÃO

Quando se efetiva uma reação química entre o oxigênio e um combustível, com o aparecimento de luz e calor, chamamos esta reação de chama. Entre outras palavras, chama é a região na qual ocorre a combustão.

TIPOS DE CHAMA

Dependendo da proporção do oxigênio e o gás combustível, podemos obter três tipos diferentes de chama: neutra, carburante e oxidante.

Chama Neutra

Esta chama se apresenta quando temos uma mistura balanceada e uma queima perfeita entre o oxigênio e o gás combustível. Em outras palavras, todo o gás combustível fornecido à chama é queimado, sem sobra de oxigênio. A chama neutra é importante nas operações de corte, para se obter uma alta temperatura, sem excesso de nenhum dos gases.

Chama Carburante

Ocorre quando a chama apresenta um excesso de gás combustível em relação do balanço da chama neutra. É caracterizada pelo aparecimento de um “véu” entre o cone interno da chama e o envoltório externo. De uma chama carburante, podemos chegar facilmente à chama neutra, fazendo desaparecer o cone intermediário com o aumento do fluxo de oxigênio de mistura.

Chama Oxidante

Neste caso temos um excesso de oxigênio na mistura. O cone interno apresenta-se afunilado e de coloração transparente, possuindo um ruído característico. Não existe o véu da chama carburante.

VELOCIDADE DE CHAMA

É a velocidade com que a chama se desloca em uma mistura de ar (ou oxigênio) e gás combustível. Esta depende do tipo de gás e da quantidade de oxigênio da mistura. Quanto mais reativo for o gás , mais rápida será a sua queima. Este fato obriga à construção de bicos de corte diferentes, em função do gás combustível.

FATORES QUE INFLUENCIAM NA CHAMA

Alguns fatores afetam a estabilidade da chama. Dentre os mais importantes, destacamos:

· quantidade de ar ou oxigênio primário,

· velocidade de queima do gás combustível,

· vazão do queimador,

· tamanho do queimador.

TEMPERATURA DE CHAMA

As temperaturas de chama variam de acordo com as características de cada gás combustível e da regulagem da mesma. Em uma determinada chama, a maior temperatura ocorre na ponta do cone interno. Dentre os três tipos de chamas visto até aqui, a oxidante possui a maior temperatura e a carburante a menor.

CONCENTRAÇÃO DE CALOR

Toda chama oxi-combustível produz uma determinada quantidade de calor. Conforme o gás combustível empregado, este calor pode distribuir-se diferentemente nas zonas da chama. Este é um fator importante para se definir o melhor rendimento entre o calor liberado pela chama e o calor transferido para a peça. Apesar de possuírem poder calorífico semelhante, alguns gases combustíveis apresentam grande diferença na concentração do calor. Isto irá definir condições particulares, em se tratando de diferentes espessuras a serem cortadas.

PODER CALORÍFICO

O calor liberado durante a combustão é denominado poder calorífico inferior.

O poder calorífico superior inclui o calor gerado durante a condensação do vapor de água, isto é, o calor latente de vaporização.

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Apesar da proximidade dos valores de poder calorífico, o calor transferido é função direta da capacidade de concentrar calor, possibilitando obter diferentes capacidades de aquecimento. para a chama neutra.

NECESSIDADE DE OXIGÊNIO PARA A CHAMA

A relação de mistura entre o volume de O₂ e volume de gás.

- Chama Normal - contempla o volume do oxigênio necessário para a formação da chama neutra;

- Chama Estequiométrica - representa o volume total de oxigênio consumido, incluindo o oxigênio do ar atmosférico para chama secundária.

OXI-CORTE

PRINCÍPIOS

O processo de oxi-corte, de grande aplicação industrial, constitui etapa fundamental na preparação de chanfros para juntas de solda, corte de chapas e perfís não metálicos.

O oxi-corte é uma operação onde um metal (liga de ferro) é aquecido à temperatura de ignição ou queima (abaixo do ponto de fusão) por uma chama oxi-combustível (chama de pré-aquecimento). A seguir, o metal é rapidamente oxidado por um jato de oxigênio (oxigênio de corte).

O óxido formado, como também uma pequena região não oxidada circunvizinha, funde e flui, sendo expelida pela ação do jato de oxigênio, expondo a este jato mais metal, para a continuidade da reação.

A operação prossegue auto-sustentada pois a reação química entre o ferro e o oxigênio se dá com forte desprendimento de calor (reação exotérmica). O calor liberado mantém a condição necessária para a combustão, ajudado por uma menor parcela de calor proveniente da chama de pré-aquecimento.

Quando combinamos o movimento em um sentido e direção desejados, podemos manter a reação controlada, uma vez que o próprio jato de oxigênio remove o material oxidado, permitindo a continuidade desta reação no mesmo sentido do movimento executado.

A continuidade do processo forma um sulco no material, denominado de “sangria”. A diferença entre o posicionamento do jato de corte e a zona de expulsão do óxido fundido, na parte inferior da chapa, denomina-se de “arrasto”.

No quadro a seguir, são listados alguns pré-requisitos fundamentais para que o oxi-corte possa ser executado e as conseqüências decorrentes do não cumprimento dos mesmos.

Pré-requisito para executar o corte	Conseqüência se o pré-requisito não for satisfeito
* Temperatura de fusão do óxido menor que a temperatura de fusão do metal.	* O metal funde antes do corte ser processado.
* Temperatura de ignição (queima) do metal menor que a temperatura de fusão do mesmo.	* O metal funde antes do corte ser processado.
* O calor produzido na reação de combustão do metal pelo jato de oxigênio deve ser tal que o corte seja auto-sustentável.	* O corte não inicia ou é freqüentemente interrompido (menor velocidade de corte e corte irregular).
* Produtos gasosos da combustão não devem ultrapassar determinadas proporções para não contaminar o oxigênio de corte.	* Menor poder de oxidação do oxigênio de corte (menor velocidade de corte).
* O material não deve apresentar elevada condutividade térmica.	* Grande perda de calor por condução dificultando a auto-sustentação do corte (menor velocidade de corte)
* Os óxidos formados devem fluir quando fundidos a fim de que possam ser expulsos com facilidade pela pressão do jato de oxigênio de corte.	* Dificuldade de oxidação do metal pelo oxigênio (menor velocidade de corte).

Além destes pre-requisitos, outras observações devem ser feitas afim de garantir bons resultados no processo de oxi-corte, tais como:

* Os materiais devem ser preferencialmente ligas de aço carbono com teor de carnono igual ou inferior a 0,50% (SAE 1010 a SAE 1050);

* Deve-se garantir a quantidade de calor suficiente para atingir a temperatura de ignição do metal.

* Jato de corte

--- O oxigênio utilizado para o corte deve ser puro (mínimo de 99,5%). Cada 1% de impureza no oxigênio diminui em 20% o rendimento no corte, alëm de prejudicar o acabamento.

--- No bico de corte, o furo do jato de corte deve estar em perfeitas condições e a pressão de oxigênio deve ser adequada.

FATORES QUE INFLUENCIAM A QUALIDADE DO CORTE

1- Condições de superfície

O estado da superfície da chapa pode comprometer o acabamento e a velocidade de corte. Ferrugem, carepas e pinturas (primer de óxido de zinco) formam uma camada refratária que dificultará a reação, além de gerar partículas sólidas que provocam sulcos na superfície de corte. Nestes casos, a velocidade de corte pode ser reduzida em até 20%.

2- Teor de Carbono

À medida que o teor de carbono aumenta a velocidade de corte reduz.

3- Pureza do Oxigênio

O oxigênio é fornecido comercialmente com pureza de 99,5%.

Durante o corte, o jato de oxigênio sofre a contaminação dos produtos da combustão dos gases e também da queima do próprio aço.

Estudos elaborados em laboratórios comprovam que, em média, para cada 0,1% de contaminação do oxigênio corresponde a uma redução de 20% na velocidade de corte.

4- Elementos de liga existentes nos aços

Alguns elementos de liga exercem grande influência no corte. O teor de silício gera uma escória rica em óxido de silício que dificulta a sua remoção pelo jato de corte.

O alto teor de cromo forma o óxido de cromo, que tem alto ponto de fusão, além dos metais não ferrosos como cobre e alumínio, que formam óxidos refratários com alta condutividade térmica e pouco calor de oxidação, dificultando a continuidade da reação.

GASES COMBUSTÍVEIS PARA OXI-CORTE

Dentro dos gases combustíveis utilizados para o processo de oxi-corte, o acetileno e o GLP são os mais conhecidos.

Recentemente, as empresas de gases industriais introduziram no mercado um novo gás (derivado do petróleo), denominado de propileno.

Seu nome comercial pode variar como Starflame GC-2 (White Martins) e Thermolene (AGA).

De um modo geral, podemos situar o propileno entre o acetileno e o GLP no que se refere às características técnicas.

As principais de cada produto são as seguintes:

	Acetileno	Propileno	GLP	Gás natural
Fórmula química	C₂H₂	C₃H₆	C₃H₈+C₄H₁₀	CH₄
Temperatura máxima da chama - °C	3.106	2.872	2.810	2.540
Quantidade de O₂ para chama neutra m³/ m³de gás combustível m³/ kg de gás combustível	1,10 0,98	2,7 1,5	4,0 1,8	1,5 2,2
Velocidade de queima - m / seg	7,0	4,5	3,0	--
Densidade (ar = 1)	0,91	1,48	1,82	0,62
Concentração de calor primário - %	35	18	11	4
Calor de formação - kcal / kg	2.078	119	-573	-1.122
Poder calorífico - kcal / kg	11.512	10.939	11.082	11.942
Limites de explosividade no ar - %	2,5 - 80	2,0 - 10	2,3 - 9,5	5,3 - 14
Peso específico - m³ / kg	0,91	0,56	0,55	1,40

COMPARATIVO ENTRE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS GASES COMBUSTÍVEIS

De um modo geral, o que diferencia um gás combustível de outro nas operações de oxi-corte, é a concentração de calor na chama (resultante de suas características) e o consumo de oxigênio. A primeira diferença é de ordem técnica, e a segunda, econômica.

A concentração de calor no cone interno da chama irá definir algumas aplicações ideais para cada tipo de gás combustível. Neste aspecto, o propileno encontra-se numa posição intermediária, próxima ao GLP.

No caso do acetileno, sua chama mais concentrada (35% do calor total) nos oferece aquecimento mais rápido, porém localizado. É a situação ideal para corte muito fino, abaixo de 4mm, onde teremos pouca escória aderida e pouca deformação da chapa cortada. Também é o gás que permite a mais fácil regulagem da chama neutra.

No trabalho com GLP, o fato de sua chama ser pouco concentrada (11% do calor total), significa que a maior parte do calor está no envoltório externo. Assim, sua utilização é ideal para o corte de chapas muito espessas, acima de 150 mm, pois serão mantidas melhores condições de corte ao longo de toda a espessura, sempre, porém, com um tempo maior de pré-aquecimento para o início do corte. A regulagem da chama neutra é de difícil visualização, porém, a chama oxi-GLP é menos sujeita a retrocessos e suporta melhor superfícies com carepas ou óxidos.

No que se refere ao consumo de oxigênio, a queima de cada gás combustível irá requerer maior ou menor volume de oxigênio. O acetileno terá menor consumo de oxigênio e o GLP o maior. Aqui também teremos o propileno numa situação intermediária, próxima do GLP.

Dentro da faixa de 5 mm até 150 mm, os três gases irão apresentar bom rendimento, dependendo, é claro, dos bicos utilizados, devendo estes ser otimizados para cada gás combustível. Somente a análise de custos do processo poderá definir a situação mais econômica para cada gás combustível em determinada condição de corte, considerando os aspectos técnicos e preços praticados nos gases envolvidos.

EQUIPAMENTOS

Reguladores de pressão

É um equipamento que reduz a pressão do sistema de fornecimento de gases para as pressões de trabalho, mantendo - as relativamente constantes ao longo do uso. Sua correta utilização é de suma importância para que tenhamos quantidades corretas de gases para composição da mistura oxi - combustível.

O regulador de pressão do oxigênio de corte é o responsável pelo ajuste do fluxo de oxigênio que irá realizar o corte.

É importante que o regulador de pressão utilizado suporte a vazão requerida pelo queimador ou queimadores supridos pelos mesmos e que seus manômetros estejam em boas condições para que permitam a visualização da pressão regulada.

Quanto ao número de estágios utilizados na redução da pressão do gás, são classificados em: reguladores de um estágios e reguladores de dois estágios.

Reguladores de um estágio - Obtêm a pressão de saída por intermédio de um único estágio (sistema de molas, diafragma e haste), sendo indicado para operações que permitam pequenas oscilações na pressão de trabalho, ocasionadas por variações na pressão de entrada. (caso típico de cilindros)

Reguladores de dois estágios - Obtêm a pressão de saída por intermédio de dois estágios distintos. O primeiro estágio reduz a pressão de suprimento a um valor pré-calibrado e fixo que é a entrada para o segundo do estágio, cuja regulagem é manual.

São indicados para operações que não permitam oscilações na pressão de trabalho, sendo largamente empregados em cilindros e “manifolds”.

Maçaricos

Maçaricos e extensões de solda e aquecimento e cabeças cortadoras são equipamentos que misturam oxigênio e gás combustível em proporções corretas e em volume e velocidade apropriados para produzir chamas que irão aquecer, soldar ou cortar metais.

As cabeças cortadoras são acessórios práticos que permitem transformar um maçarico de solda ou aquecimento em um dispositivo para corte de metais.

Quanto a forma de misturar os gases, classificam-se em:

* Tipo misturador (média pressão) - Os gases são fornecidos a pressões aproximadamente iguais, misturando-se espontaneamente na câmara de mistura.

* Tipo injetor (baixa pressão) - Os gases são fornecidos a pressões diferentes. O oxigênio, ao passar pelo injetor, expande-se e arrasta o gás combustível (a baixa pressão) para dentro da câmara de mistura. Com isso, as variações de demanda de oxigênio resultarão em variações proporcionais na de gás combustível, mantendo constante a homogeneidade da mistura oxi-gás.

De acordo com o tipo de trabalho a ser executado, podem ser feitas as seguintes combinações:

· Trabalhos de solda e aquecimento:

Maçarico, também conhecido como cabo, onde estão as válvulas de regulagens de vazão dos gases.

Extensões de solda e aquecimento, onde se processa a misturas dos gases. As extensões apresentam-se com capacidades variadas, devendo a escolha ser feita de acordo com as dimensões do trabalho a ser realizado.

· Trabalho de corte:

Maçarico, também conhecido como cabo, onde estão as válvulas de regulagem da vazão dos gases.

Cabeça cortadora, onde está a válvula de controle do oxigênio de corte. A cabeça cortadora, adaptada ao maçarico, possibilita a execução de corte em chapas de espessuras que variam de acordo com o bico utilizado para o trabalho.

Cada maçarico (cabo) de solda ou aquecimento possui uma linha própria de extensões, com capacidades variadas, e uma cabeça cortadora, cuja capacidade é definida pelo bico de corte utilizado.

Como fazer o melhor sistema de ar comprimido limpo para máquinas e equipamentos.

2013-05-17T10:00:00.003-03:00

Esquema do sistema de purificação de ar comprimido já pronto, essa é um modelo usado para que se tenha economia no consumo de consumíveis, pode até sair caro a sua implantação, mas ao longo do tempo, o sistema se paga, com a baixa manutenção do equipamento ligado a esse sistema.

Veja abaixo as especificações dos filtros para a purificação do ar comprimido.

Manuais diversos.

2013-05-13T20:17:00.004-03:00

Caro Marcio, conversei com o Dari e, estou organizando meus manuais de máquinas que tem na região e tem vários manuais que eu não tenho, gostaria de ver se você consegue:

- Manual técnico da Autocut 2500 Supra com CNC Picopath .
- Manual técnico da Autocut 3000 com CNC Burny 2.8 .
- Manual técnico da Autocut 3000 com CNC MCS .
- Manual técnico da Procut com CNC Lynx .
- Diagram elétrico da Jetcut com CNC Burny 2.5 .
- Diagram elétrico da Jetcut com CNC Burny 2.8 .
- Diagram elétrico da Jetcut com CNC ANC401 .
- Diagrama elétrico da Autocut 3000 com CNC ANC401 .
- Diagrama elétrico da Autocut P com CNC ANC401 .
- Diagrama elétrico da Autocut 2500 com CNC ANC401 .
- Diagrama elétrico da Procut com CNC Lynx .
- Diagrama elétrico da Autocut 3000 com CNC MCS .
- Procedimento de calibragem da placa de acionamento do CNC Lynx .
- Procedimento de calibragem dos acionamentos da Jetcut com CNC Burny 2.5 .
- Procedimento de calibragem dos acionamentos para Autocut 3000 com CNC MCS .

- Manual técnico, diagramas elétricos e, procedimento de calibragem dos acionamentos para o modelo da máquina com CNC EDGE instalada na NRE em Bento Gonçalves.

Minha resposta sobre otimização de usinagem cnc, P/ Jodão Santana, que sirva de ajuda.

2012-06-06T14:37:00.001-03:00

Pergunta: 

  Sou estudante de engenharia mecânica e estou fazendo um trabalho sobre 
otimização da usinagem, vi o seu blog e gostaria de saber se você não 
teria algum material que poderia me passar sobre o tema?

   O que acho na internet é muito escasso e mal explicado. 

  Resposta:

Meu amigo, a parte de otização se divide em dois processos, o primeiro seria o eletrônico, ao qual eu me refiro no blog, que consiste em pegar uma máquina récem montada na produção, inserir os parâmetros e fazer vários testes, a fim de aferir o funcionamento dos mesmos, assim podemos verificar se tanto a eletrônica, quanto a mecânica esta funcionando de acordo com o que a mesma vai ter que fazer, quando estiver no cliente, e tem a parte de otimizar o processo, que no caso de uma máquina de corte de chapa de aço CNC, depende dos ajustes de gases, para se conseguir a melhor qualidade de corte, no menor tempo possível, se possível sem aumentar o consumo de energia, isso só se consegue com muitas horas e até dias de trabalho, com anotações, tentativas e erros, não tem muito jeito, os melhores resultados são obtidos em laboratório de testes, ou centros de tecnologia, onde o ambiente de teste é super controlado.

Podemos aproveitar esse espaço de ajuda e pedir a quem tem mais vivência com usinagem, que poste aqui nos comentários as suas sugenstôes e respostas sobre o assunto.

Podemos a

Esse era o meu estilo, quando trabalhava no campo..

2011-06-09T17:11:00.002-03:00

Quando eu visitava os clientes para fazer atendimento, devido a minha experiência do chão da fábrica, participando da fabricação em uma antiga fábrica de equipamentos de soldagem, de 1997 até 2005, juntado com experiências anteriores, adquirida ao longo do tempo, conseguia identificar logo, do que o cliente estava precisando e suas deficiências, eu tinha uma visão que os GAC's (Gerente de atendimento ao cliente), da época não tinham, além dos atendimentos de assistência técnica, nos de pré-instalação das máquinas de corte, detectava logo de cara uma venda errada, as vezes ficava pensando, "como esse cara vendeu essa máquina para um cliente desse porte", eu percebia que o GAC só se interessava em aumentar a sua carteira de comissão, sem se preocupar com os eventos que aquela venda mal feita acarretaria, por exemplo, a venda de uma máquina feita para uma empresa de pequeno porte ou de fundo de quintal, para uma empresa de grande porte e enorme, que, fabricava equipamentos gigantescos, de grande porte, uma pessoa experiênte veria logo que essa máquina não servia para o serviço pesado deles, por isso a assistência técnica acabava gastando tempo e dinheiro, pois estava em garantia, se o vendedor tivesse experiência, ele colocaria os prós e contras de um modelo mais adequado, e o cliente faria uma melhor compra, assim ganharia o cliente, que em alguns casos chegava a ficar com a máquina parada por muito tempo, esperando peças, acabava que a empresa responsável pela venda, ficava sobrecarregada e não conseguia liberar o seu pessoal para outras frentes de trabalho, outros exemplos são as máquinas de um estaleiro em Angra, quantos mil quilômetros de gasolina não foi gasto nessa máquina, que deveria ser de grande porte e no lugar dela, foi vendida uma para empresa de pequeno porte, em uma das diversas vezes que cheguei em uma dessas empresas, via logo de cara, que eles deveriam ter uma máquina de grande porte, como as de outros estaleiros, cito como exemplo de "compras bem feitas", as do estaleiro Mauá, estaleiro Ilha S.A - EISA, isso sem contar que, cada máquina era um protótipo, nessa época, a engenharia estava procurando alguma maneira de padronizar os porticos, mas esse ramo é igual ao automobilistico, sempre tem uma novidade no mercado, usando equipamentos mais modernos, leves e principalmente mais baratos.

Minha experiência em indústrias e estaleiros, minhas viagens e considerações.

2010-11-09T09:35:00.011-02:00

Quem quiser deixe o curriculo para ser publicado em:

http://listadeoportunidadesdeemprego.blogspot.com/

Segue um resumo da Supervisão de pré-instalação e "start-up" de máquinas de corte oxicombustível e/ou plasma CNC em diversas indústrias e estaleiros pelo Brasil, Detroit em SC, Estaleiro Mauá - Niterói, Sermetal - RJ, Enavi - Niteroí, SRD OffShore - Angra, EISA - Ilha do governador - RJ e Maestranza Iquique em Iquique - Chile.

Experiência:

Orientei, supervisionei ou acompanhei a pré-instalação e "start-up" em diversos clientes que adquiriram equipamentos de corte de chapas de aço carbono, inox, alumínio etc, com o uso de processos oxicombustível, plasma e e/ou laser, segue abaixo os pré-requisitos necessários para montagem e instalação de um equipamento.

Um dos meus acompanhamentos, foi na instalação de máquinas de solda TIG AC/DC KEMPPY, na Fittipaldi Yachts, que juntamente com o iate EUA designer Luiz de Basto, criou uma nova série de motoryachts luxo, a Fittipaldi Yachts, que está localizado na cidade portuária de Angra dos Reis, usa alumínio naval de alta qualidade, proveniente da Holanda, que chega em placas, que é cortado com um CNC, nos processos Laser e Plasma, dependendo do caso, com os formatos dependendo dos desenhos em CAD, fornecido pelo estaleiro, mas vamos ao que interessa.

Em primeiro lugar, segue as dicas abaixo:

Em todos os trabalhos, torna-se obrigatorio seguir as regras de segurança, com o planejamento dos serviços.

Antes do início de qualquer trabalho em equipamentos elétricos, é necessário proceder a desenergização, isolamento, bloqueio, e ainda um teste de modo a verificar a efetividade dos procedimentos anteriores. Quando não for possível executar esses procedimentos, devem ser adotadas outras medidas que garantam a eficácia do controle.

Bloquear e sinalizar por meio de cones, fita sinalizadora e placas de advertência, a área de atuação dos
equipamentos de elevação, para trabalhos com guindastes móveis, pontes rolantes, ou empilhadeiras.

Antes do início dos serviços, deve-se, obrigatoriamente, verificar o estado de conservação e adequação das capacidades de trabalho dos equipamentos e acessórios tais como: Guindastes, caminhões ou carretas, cabos de aço, olhais, manilhas, anéis e ferramentas.

A instalação final e os testes operacionais do equipamento são de responsabilidade do fabricante, porém, trabalhos preliminares que são de responsabilidade do cliente, aos quais devem, idenciados e executados com acompanhamento e/ou supervisão técnica.

Dentre os trabalhos de instalação, as funções estão divididas nas seguintes formas:

Verificarção dos trabalhos ou acompanhar a execução do mesmo, orientando os colaboradores ou empresa contratada pela empresa, segue abaixo os itens a serem acompanhados:

- fundações (preparação da área),
- posto de suprimento (rede elétrica, aterramento, ar comprimido e rede de gases),
- montagem dos trilhos e pré alinhamento,
- prover equipamento de Içamento;
- assentamento e montagem da máquina,
- checagem do alinhamento dos trilhos,
- montagem do sistema de gases, ar comprimido e rede elétrica;
- ajuste de máquina,
- teste de comandos,
- treinamento em operação, manutenção e programação do CNC;
- treinamento de operação do software escolhido para o CAD/CAM.

Verificação geral da máquina (gases, instalação elétrica, aterramento, mesa de obra, chapa para treinamento, trilhos, fundação, alinhamento, nivelamento, montagem, rolamentos guias, instalação dos carros transversais, instalação das esteiras porta cabos, conexões, acionamento, acoplamento dos pinhões, painel de controle); Acertos de corte como traçado, performance do sistema (cortes); Treinamento (performance da máquina, qualidade de cortes, alinhamento, nivelamento, montagem, manutenção preventiva, sistema de acionamento, menu do CNC e suas funções, programas de corte no CNC, processo Oxicorte, processo plasma, marcador Air Scribe).

Por fim, testar a máquina verificando a performance do sistema, verificando se os cortes estão dentro das especificações do fabricante.

Segue abaixo a descrição dos treinamentos aos colaboradores, etapa mais importante, para todos os clientes, não importa qual o tipo de equipamento adquirido.

Manutenção preventiva
Indicar o procedimento para manutenção preventiva do equipamento
PAINEL DE CONTROLE ( CNC)
Treinar o operador nas funções do painel
Funções do painel complementar
Treinar operador para conhecer as funções
Menu principal do CNC
Treinar operador no cnc
Criar programa
Treinar operador para a criar o programa
Chamar programa
Treinar operador para a chamar o programa
Editar programa
Treinar operador para a edição do programa
Executar programa passo a passo
Treinar operador para executar o programa
Executar programa contínuo
Treinar operador para executar o programa
Perda de corte
Treinar operador para retornada de corte
Retorno a origem
Treinar operador para retornar a origem
Acesso a parâmetros
Treinar o operador a ter conhecimentos dos parâmetros da máquina
PROCESSO OXICORTE
Descrição do painel de gases
Treinar operador na operação do painel de gás
Ajuste de cada regulador
Treinar operador na operação do painel de gás
Explicar a função de pré-alta
Treinar operador na operação do painel de gás
Explicar a função de perfuração
Treinar operador na operação do painel de gás
Operação manual
Treinar operador na operação manual
Bicos de corte
Treinar operador na utilização das tabelas do bico de corte
Manutenção preventiva
Indicar o procedimento para manutenção preventiva do equipamento
PROCESSO PLASMA
Descrição do processo
Descrever para o operador o processo plasma, treinamento de corte, testes de corte
Explicar a importância da distância de perfuração
Treinar o operador sobre a importância da distância de perfuração
Troca dos consumíveis
Treinar o operador a reconhecer a necessidade de troca do consumível
Manutenção preventiva
Indicar o procedimento para manutenção preventiva do equipamento
PROCESSO MARCADOR ( Pneumático) Descrição do funcionamento
Descrever para operador o funcionamento do processo
Regulagem da pressão
Treinar o operador na regulagem da pressão
Ajuste do off-set
Treinar o operador no ajusta do off-set
Manutenção preventiva
Indicar o procedimento para manutenção preventiva do equipamento
ACIONAMENTO
Funções do painel
Treinar o operador para de todas as operações do painel
Funções do painel complementar
Treinar operador para a operação do painel complementar

Qualidade de corte com ar comprimido na fonte de plasma.

2010-10-04T12:50:00.002-03:00

O incentivo ao consumo no Brasil beneficia as indústrias!

2010-01-09T09:19:00.002-02:00

O consumo é importante para o crescimento do país, para que um dia não tenhamos tantas diferênças sociais, com o consumo elevado, o povo compra mais, as insdústrias saõ obrigadas a fabricar mais e abrir mais postos de trabalho, gerando mais empregos e necessidade de mais mão de obra capacitada, coisa que no Brasil estamos em época de apagão, sem mão de obra especializada, o governo é obrigado a investir mais em educação, com isso os salários vão aumentar e a diferênça social tendem a diminuir, mas isso vai levar tempo, mas iremos chegar lá, eu acredito...

A importância da preventiva dentro de uma empresa.

2009-08-15T10:37:00.001-03:00

As empresas brasileiras gastam por volta de 4% de seu faturamento bruto com manutenção, somando-se nesta conta os gastos com pessoal ou contratação de prestadores de serviço, peças de reposição e capacidade de produção perdida. No setor químico, este gasto alcança a marca de 5% do faturamento bruto. Com pequenas variações, estes percentuais se mantêm estáveis há dezesseis anos. É uma parcela significativa do custo operacional das empresas.
Nos últimos anos, a busca por maior eficiência tem levado as empresas a avaliar com maior rigor o desempenho desse item de custos. Por outro lado, prestadores de serviços estão inovando, ao agregar inteligência à manutenção. O objetivo é gerenciar os ativos com o intuito de obter o melhor desempenho para os negócios. A manutenção industrial reforça a sua importância na estratégia das empresas.
A manutenção industrial começou como uma atividade corretiva: o equipamento quebra, conserta-se. O problema dessa mentalidade são os danos à produção e, às vezes, à saúde do trabalhador e ao meio ambiente. Prejuízo certo. A evolução foi a manutenção preventiva. Com base em dados técnicos e no histórico do equipamento, efetua-se uma parada para a substituição de peças que podem gerar defeitos. Porém muitas peças ainda úteis são descartadas e as paradas, por vezes, não são realmente imprescindíveis, o que gera perdas desnecessárias na produção. O passo seguinte foi a introdução da manutenção preditiva. Por meio de monitoramento constante, coletam-se dados nos equipamentos que indicam a necessidade ou não de reparos ou troca de peças. Para isso são utilizados os mais diversos sensores e instrumentos de análise, como termografia infravermelha para equipamentos eletrônicos, fornos e caldeiras; espectros de vibração para os equipamentos rotativos; e a análise do óleo lubrificante. É preciso, entretanto, investir em instrumentação.

Processos de corte diversos.

2009-01-12T11:39:00.002-02:00

Nem todos os métodos de cortes térmicos são iguais, contudo isto não quer dizer que um seja superior ao outro, cada um deles apresenta vantagens e desvantagens, devemos sempre atentar aos custos e benifícios de cada processo antes de uma decisão de qual equipamento usar.

O oxicorte serve para o corte em aço carbono e continua sendo muito usado.

O corte a plasma além de servir para cortar o aço carbono, corta também materiais que não podem ser cortados com o processo de oxicorte como o aço inoxidável, alumínio , cobre etc, com a vantagem de sua grande produtividade devido a maior velocidade de corte.

O corte a laser, foi adotado rapidamente pelas indústrias que necessitavam de alta precisão no trabalho com metais, cerâmicas, madeiras, tecidos etc.

Cada processo apresenta uma área de aplicação com suas limitações e vantagens, caso tenha alguam pergunta, estarei a disposição, aguardo o seu comentário.

Consumíveis para fontes plasmas e laser.

2009-01-03T11:47:00.003-02:00

Possuímos consumiveis para maquinas laser e plasmas de diversos fabricantes,

Entrega em 20 dias, no primeiro pedido.
Nos demais teremos estoque de imediato.

Solicito informar a descrição, codigo e contato, logo abaixo em comentários, que entraremos em contato.

Gastos desnecessários com manutenção em máquinas CNC.

2008-12-11T11:31:00.002-02:00

Muitas empresas gastam dinheiro desnecessáriamente com manutenção devido ao despreparo dos operadores e técnicos de manutenção internos e também do suporte das empresas fabricantes que não mantém os técnicos mais experientes no SAC, às vezes a máquina CNC apresenta um problema com a linha de programa, coisa fácil de resolver sem acionar a assistência técnica do fabricante, que que nem sempre esta disponível, em alguns lugares distantes, o dono da máquina tem que pagar passagem aérea, alimentação e estadia cara em hotel, para simplesmente o técnico do fabricante do equipamento constatar que a linha de programa estava sendo gerada errada ou tinha sido corrompida, para acabar com esses gastos desnecessários, ainda mais em tempos de crise, faz se necessário, ao se adquirir um equipamento, verificar se a empresa tem condições de dar um curso de manutenção em suas depêndências, na hora da venda do equipamento em feira, normalmente os donos das empresas, que não conhecem a fundo o funcionamento do equipamento, não fica atento a esse pequeno detalhe que com o tempo o gasto se torna oneroso para a empresa.

Máquinas CNC - Comando numérico computadorizado.

2008-12-10T10:50:00.006-02:00

O homem com a sua inteligência, sempre criou coisas com o objetivo de facilitar a sua vida, a medida que o seu conhecimento foi evoluindo, crescia a complexidade de suas criações, até que chegamos ao nível industrial e finalmente foram criada as máquinas, as primeiras máquinas de tornear, eram acionadas por meio de um pedal ligado ao eixo por um tipo de cipó, que fazia rodar um eixo, esse pedal foi substituído por um motor e o cipó por uma correia de couro que atualmente é feita de materiais sintéticos ou foi substituídas por caixas de redução com o motor interligado diretamente ao eixo atravéz delas, dependendo da aplicação.
Atualmente, devido a demanda cada vez maior de fornecimento, foi necessário automatizar a fabricação a fim de se garantir a velocidade, precisão e principalmente a qualidade da produção, assim foi desenvolvido o CNc - comando numérico computadorizado.
Estarei introduzindo mais informações a respeito desse assunto posteriormente.

FMEA (Failure Model and Effect Analysis)

2008-11-05T18:43:00.001-02:00

Responsável: Daniel Capaldo, Vander Guerrero, Prof. Henrique Rozenfeld
Envie comentários ou sugestões para o(s) responsável(is)

Conceitos Básicos

Fontes: Manuais da QS 9000, CLAUSING, D. (vide informações adicionais)

Definição

A metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (do inglês Failure Mode and Effect Analysis), é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo. Este é o objetivo básico desta técnica, ou seja, detectar falhas antes que se produza uma peça e/ou produto. Pode-se dizer que, com sua utilização, se está diminuindo as chances do produto ou processo falhar, ou seja, estamos buscando aumentar sua confiabilidade.

Esta dimensão da qualidade, a confiabilidade, tem se tornado cada vez mais importante para os consumidores, pois, a falha de um produto, mesmo que prontamente reparada pelo serviço de assistência técnica e totalmente coberta por termos de garantia, causa, no mínimo, uma insatisfação ao consumidor ao privá-lo do uso do produto por determinado tempo. Além disso, cada vez mais são lançados produtos em que determinados tipos de falhas podem ter consequências drásticas para o consumidor, tais como aviões e equipamentos hospitalares nos quais o mal funcionamento pode significar até mesmo um risco de vida ao usuário.

Apesar de ter sido desenvolvida com um enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada de diversas maneiras. Assim, ela atualmente é utilizada para diminuir as falhas de produtos e processos existentes e para diminuir a probabilidade de falha em processos administrativos. Tem sido empregada também em aplicações específicas tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria de alimentos.

A norma QS 9000 especifica o FMEA como um dos documentos necessários para um fornecedor submeter uma peça/produto à aprovação da montadora. Este é um dos principais motivos pela divulgação desta técnica. Deve-se no entanto implantar o FMEA em um empresa, visando-se os seus resultados (vide importância) e não simplesmente para atender a uma exigência da montadora.

Tipos de FMEA

Esta metodologia pode ser aplicada tanto no desenvolvimento do projeto do produto como do processo. As etapas e a maneira de realização da análise são as mesmas, ambas diferenciando-se somente quanto ao objetivo. Assim as análises FMEA´s são classificadas em dois tipos:

FMEA DE PRODUTO: na qual são consideradas as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrentes do projeto. É comumente denominada também de FMEA de projeto.

FMEA DE PROCESSO: são consideradas as falhas no planejamento e execução do processo, ou seja, o objetivo desta análise é evitar falhas do processo, tendo como base as não conformidades do produto com as especificações do projeto.

Há ainda um terceiro tipo, menos comum, que é o FMEA de procedimentos administrativos. Nele analisa-se as falhas potenciais de cada etapa do processo com o mesmo objetivo que as análises anteriores, ou seja, diminuir os riscos de falha.

Aplicação da FMEA

Pode-se aplicar a análise FMEA nas seguintes situações:

para diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos ou processos;
para diminuir a probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não tenham ocorrido) em produtos/processos já em operação;
para aumentar a confiabilidade de produtos ou processos já em operação por meio da análise das falhas que já ocorreram;
para diminuir os riscos de erros e aumentar a qualidade em procedimentos administrativos.

Funcionamento Básico

O princípio da metodologia é o mesmo independente do tipo de FMEA e a aplicação, ou seja, se é FMEA de produto, processo ou procedimento e se é aplicado para produtos/processos novos ou já em operação. A análise consiste basicamente na formação de um grupo de pessoas que identificam para o produto/processo em questão suas funções, os tipos de falhas que podem ocorrer, os efeitos e as possíveis causas desta falha. Em seguida são avaliados os riscos de cada causa de falha por meio de índices e, com base nesta avaliação, são tomadas as ações necessárias para diminuir estes riscos, aumentando a confiabilidade do produto/processo.

Para aplicar-se a análise FMEA em um determinado produto/processo, portanto, forma-se um grupo de trabalho que irá definir a função ou característica daquele produto/processo, irá relacionar todos os tipos de falhas que possam ocorrer, descrever, para cada tipo de falha suas possíveis causas e efeitos, relacionar as medidas de detecção e preveção de falhas que estão sendo, ou já foram tomadas, e, para cada causa de falha, atribuir índices para avaliar os riscos e, por meio destes riscos, discutir medidas de melhoria.

Etapas para a Aplicação

Planejamento

Esta fase é realizada pelo responsável pela pela aplicação da metodologia e compreende:

descrição dos objetivos e abrangência da análise: em que identifica-se qual(ais) produto(s)/processo(s) será(ão) analisado(s);
formação dos grupos de trabalho: em que define-se os integrantes do grupo, que deve ser preferencialmente pequeno (entre 4 a 6 pessoas) e multidisciplinar (contando com pessoas de diversas áreas como qualidade, desenvolvimento e produção);
planejamento das reuniões: as reuniões devem ser agendadas com antecedência e com o consentimento de todos os participantes para evitar paralizações;
preparação da documentação (ver na figura 3 a documentação necessária).

Análise de Falhas em Potencial

Esta fase é realizada pelo grupo de trabalho que discute e preenche o formulário FMEA de acordo com os passos que seguem abaixo:

1	função(ções) e característica(s) do produto/processo
2	tipo(s) de falha(s) potencial(is) para cada função
3	efeito(s) do tipo de falha
4	causa(s) possível(eis) da falha
5	controles atuais

Avaliação dos Riscos

Nesta fase são definidos pelo grupo os índices de severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D) para cada causa de falha, de acordo com critérios previamente definidos (um exemplo de critérios que podem ser utilizados é apresentado nas tabelas abaixo, mas o ideal é que a empresa tenha os seus próprios critérios adaptados a sua realidade específica). Depois são calculados os coeficientes de prioridade de risco (R), por meio da multiplicação dos outros três índices.

SEVERIDADE

Índice	Severidade	Critério
1	Mínima	O cliente mal percebe que a falha ocorre
2 3	Pequena	Ligeira deterioração no desempenho com leve descontentamento do cliente
4 5 6	Moderada	Deterioração significativa no desempenho de um sistema com descontentamento do cliente
7 8	Alta	Sistema deixa de funcionar e grande descontentamento do cliente
9 10	Muito Alta	Idem ao anterior porém afeta a segurança

OCORRÊNCIA

Índice	Ocorrência	Proporção	Cpk
1	Remota	1:1.000.000	Cpk > 1,67
2 3	Pequena	1:20.000 1:4.000	Cpk > 1,00
4 5 6	Moderada	1:1000 1:400 1:80	Cpk <1,00
7 8	Alta	1:40 1:20
9 10	Muito Alta	1:8 1:2

DETECÇÃO

Índice	Detecção	Critério
1 2	Muito grande	Certamente será detectado
3 4	Grande	Grande probabilidade de ser detectado
5 6	Moderada	Provavelmente será detectado
7 8	Pequena	Provavelmente não será detectado
9 10	Muito pequena	Certamente não será detectado

Observações Importantes:

quando o grupo estiver avaliando um índice, os demais não podem ser levados em conta, ou seja, a avaliação de cada índice é independente. Por exemplo, se estamos avaliando o índice de severidade de uma determinada causa cujo efeito é significativo, não podemos colocar um valor mais baixo para este índice somente porque a probabilidade de detecção seja alta.
No caso de FMEA de processo pode-se utilizar os índices de capabidade da máquina, (Cpk) para se determinar o índice de ocorrência.

Melhoria

Nesta fase o grupo, utilizando os conhecimentos, criatividade e até mesmo outras técnicas como brainstorming, lista todas as ações que podem ser realizadas para diminuir os riscos. Estas medidas podem ser:

medidas de prevenção total ao tipo de falha;
medidas de prevenção total de uma causa de falha;
medidas que dificultam a ocorrência de falhas;
medidas que limitem o efeito do tipo de falha;
medidas que aumentam a probabilidade de detecção do tipo ou da causa de falha;

Estas medidas são analisadas quanto a sua viabilidade, sendo então definidas as que serão implantadas. Uma forma de se fazer o controle do resultado destas medidas é pelo próprio formulário FMEA por meio de colunas que onde ficam registradas as medidas recomendadas pelo grupo, nome do responsável e prazo, medidas que doram realmente tomadas e a nova avaliação dos riscos.

Continuidade

O formulário FMEA é um documento “vivo”, ou seja, uma vez realizada uma análise para um produto/processo qualquer, esta deve ser revisada sempre que ocorrerem alterações neste produto/processo específico. Além disso, mesmo que não haja alterações deve-se regularmente revisar a análise confrontando as falhas potenciais imaginadas pelo grupo com as que realmente vem ocorrendo no dia-a-dia do processo e uso do produto, de forma a permitir a incorporação de falhas não previstas, bem como a reavaliação, com base em dados objetivos, das falhas já previstas pelo grupo.

Importância

A metodologia FMEA é importante porque pode proporcionar para a empresa:

uma forma sistemática de se catalogar informações sobre as falhas dos produtos/processos;
melhor conhecimento dos problemas nos produtos/processos;
ações de melhoria no projeto do produto/processo, baseado em dados e devidamente monitoradas (melhoria contínua);
diminuição de custos por meio da prevenção de ocorrência de falhas;
o benefício de incorporar dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, a atitude de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes;

Integração FMEA de Processo com CAPP

Na confecção do FMEA de processo deve-se primeiramente levantar e registras todas as características do processo. Se a empresa estiver trabalhando com um sistema CAPP, que possua operações padrão, todas as operações deveriam ser interfaceadas automaticamente para o FMEA. Assim, o tempo de obtenção do FMEA seria menor e seira garantida a consistência com os processos/operações definidas.

Informações Adicionais - última verificação 11/11/1999 (voltar para início da página)

Manuais da QS 9000. Análise de Modo e Efeitos de Falha Potencial (FMEA): Manual de Referência. 1997.

CLAUSING, D. (1994). Better decisions. In:Total quality development: a step-by-step guide to worldclass concurrent engineering. 2.ed., Nova Iorque, The American Society of Mechanical Engineers. Cap. 3, p.60-73. (t: 322). ( Disponível na biblioteca da EESC - USP ).

CLAUSING, D. (1994). The design. In:Total quality development : a setp-by-step guide to worldclass concurrent engineering. 2. ed., Nova Iorque, The American Society of Mechanical Engineerss. Cap. 5, p. 175-273. (t: 322). ( Disponível na biblioteca da EESC - USP ).

OLIVEIRA, C. B. M.; ROZENFELD, H. (1997). Desenvolvimento de um módulo de FMEA num sistema comercial de CAPP. (CD ROM). In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO,17., Gramado, 1997. Anais. Porto Alegre, UFRGS. (t :662).

Sites Relacionados

Quality Associates International http://www.quality-one.com/ Empresa de consultoria e treinamento em qualidade. Apresenta conteúdo básico sobre FMEA, além de outras ferramentas como QFD e QS 9000.

A empresa KSR (http://www.ksr.com.br/) possui um sistema de confeçcão de FMEA integrado com um sistema CAPP, que já garantiu a várias empresas a cerificação da QS 90000. Na página da KSR tem um local onde várias perguntas práticas sobre um FMEA são respondidas (http://www.ksr.com.br/oqufmea.htm).

Tudo sobre máquinas de corte CNC.

2008-10-22T18:12:00.002-02:00

Quer saber tudo sobre máquinas de corte cnc, aqui é o lugar certo, Trabalho com máquinas de corte cnc a mais de 10 anos e por isso criei o blog http://maquinadecortecnc.blogspot.com/ sou técnico em eletrônica e dentre outras atividades, essa é a mais gratificante, o objetivo desse blog, é disponibilizar dicas de reparos, procedimentos de otimização e comunicação serial e em rede, dicas de treinamentos, referência de fabricantes e peças, dar suporte aos técnicos reparadores, aguardo o seu contato com dúvidas e sugestões.

Um resumo rápido do funcionamento de seu equipamento.

2008-10-21T17:19:00.003-02:00

O controle remoto da sua TV e até o processador do seu computador, funcionam graças ao controle preciso do fluxo dos elétrons - é por isso que eles são "eletrônicos." Mais precisamente, eles funcionam graças ao controle preciso do fluxo de bilhões de elétrons de cada vez.

que tal se fosse possível construir circuitos nos quais cada operação pudesse ser feita por um único elétron? Além da extrema miniaturização, seria possível construir circuitos eletrônicos com um consumo de energia tão pequeno que uma bateria de lítio seria capaz de alimentá-los não por horas, mas por meses e até anos.

Agora, pesquisadores da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, desenvolveram um processo que permite que componentes de elétron único sejam fabricados com a mesma tecnologia hoje utilizada para a fabricação dos chips, a chamada técnica CMOS.

De uma única vez, os pesquisadores resolveram os três problemas básicos que impediam a utilização prática desses componentes de alta eficiência e baixíssimo consumo de energia. Com a nova técnica, os transistores de elétron único podem ser fabricados com os mesmos processos e equipamentos hoje utilizados pela indústria eletrônica, podem ser montados de forma paralela, e podem ser construídos em grandes quantidades ao mesmo tempo.

Os novos componentes eletrônicos mostraram-se totalmente funcionais em temperatura ambiente, o que deverá facilitar sua adoção pela indústria.

Uso do computador e Windows XP nas novas cpu's.

2008-10-15T13:16:00.001-03:00

A alguns anos as empresas de cnc's tem usado uma versão do Windows XP embarcado, antes era usado o NT, esse até funcionava bem, mas na hora da otimização era preciso reiniciar para salvar as novas modificações, nas primeiras versões do XP também era preciso reiniciar, agora com o Windows XP SP2 e SP3, não se faz mais necessário.

Discurso que o publicitário Nizan Guanaes fez na formatura de uma turma da FAAP.

2008-10-09T17:06:00.000-03:00

Vale a pena reservarmos alguns minutos para a sua leitura e reflexão.

'Dizem que conselho só se dá a quem pede. E, se vocês me convidaram para paraninfo, sou tentando a acreditar que tenho sua licença para dar alguns.Portanto, apesar da minha pouca autoridade para dar conselhos a quem quer que seja que seja, aqui vão alguns, que julgo valiosos:

Não paute sua vida, nem sua carreira, pelo dinheiro. Ame seu ofício com todo coração. Persiga fazer o melhor. Seja fascinado pelo realizar que o dinheiro virá como conseqüência . Quem pensa só em dinheiro não consegue sequer ser nem um grande bandido, nem um grande canalha. Napoleão não invadiu a Europa por dinheiro. Hitler não matou 6 milhões de judeus por dinheiro. Michelangelo não passou 16 anos pintando a Capela Sistina por dinheiro. E, geralmente, os que só pensam nele não o ganham. Porque são incapazes de sonhar.
E tudo que fica pronto na vida foi construído antes, na alma. A propósito disso, lembro-me uma passagem extraordinária, que descreve o diálogo entre uma freira americana cuidando de leprosos no Pacífico e um milionário texano. O milionário, vendo-a tratar daqueles leprosos, disse: 'Freira, eu não faria isso por dinheiro nenhum no mundo.' E ela responde: 'Eu também não, meu filho'.
Não estou fazendo com isso nenhuma apologia à pobreza, muito pelo contrário. Digo apenas que pensar em realizar tem trazido mais fortuna do que pensar em fortuna.
Meu segundo conselho: pense no seu País. Porque, principalmente hoje, pensar em todos é a melhor maneira de pensar em si. Afinal é difícil viver numa nação onde a maioria morre de fome e a minoria morre de medo. O caos político gera uma queda de padrão de vida generalizada. Os pobres vivem como bichos e uma elite brega, sem cultura e sem refinamento, não chega viver como homens. Roubam, mas vivem uma vida digna de Odorico Paraguassu. O que era ficção, mas hoje é realidade na pessoa de Geraldo Bulhões, Denilma e Rosângela, sua concubina.
Meu terceiro conselho vem diretamente da Bíblia: seja quente ou seja frio, não seja morno que eu te vomito. É exatamente isso que está escrito na carta de Laudiceia: seja quente ou seja frio, não seja morno que eu te vomito. É preferível o erro à omissão. O fracasso, ao tédio. O escândalo, ao vazio.
Porque já vi grandes livros e filmes sobre a tristeza, a tragédia, o fracasso. Mas ninguém narra o ócio, a acomodação, o não fazer, o remanso.
Colabore com seu biógrafo. Faça, erre, tente, falhe, lute. Mas, por favor, não jogue fora, se acomodando, a extraordinária oportunidade de ter vivido. Tendo consciência de que, cada homem foi feito para fazer história. Que todo homem é um milagre e traz em si uma revolução. Que é mais do que sexo ou dinheiro.
Você foi criado, para construir pirâmides e versos, descobrir continentes e mundos, e caminhar sempre, com um saco de interrogações na mão e uma caixa de possibilidades na outra. Não use Rider, não dê férias a seus pés. Não sente-se e passe a ser analista da vida alheia, espectador do mundo, comentarista do cotidiano, dessas pessoas que vivem a dizer: eu não disse!, eu sabia!
Toda família tem um tio batalhador e bem de vida. E, durante o almoço de domingo, tem que agüentar aquele outro tio muito inteligente e fracassado contar tudo que ele faria, se fizesse alguma coisa. Chega dos poetas não publicados. Empresários de mesa de bar. Pessoas que fazem coisas fantásticas toda sexta de noite, todo sábado e domingo, mas que na segunda não sabem concretizar o que falam. Porque não sabem ansear, não sabem perder a pose, porque não sabem recomeçar.
Porque não sabem trabalhar.
Eu digo: trabalhem, trabalhem, trabalhem. De 8 às 12, de 12 às 8 e mais se for preciso. Trabalho não mata. Ocupa o tempo. Evita o ócio, que é a morada do demônio, e constrói prodígios.
O Brasil, este país de malandros e espertos, da vantagem em tudo, tem muito que aprender com aqueles trouxas dos japoneses. Porque aqueles trouxas japoneses que trabalham de sol a sol construíram, em menos de 50 anos, a 2ª maior megapotência do planeta. Enquanto isso nós, os espertos, construímos uma das maiores impotências do trabalho.
Trabalhe! Muitos de seus colegas dirão que você está perdendo sua vida, porque você vai trabalhar enquanto eles veraneiam. Porque você vai trabalhar, enquanto eles vão ao mesmo bar da semana anterior, conversar as mesmas conversas, mas o tempo, que é mesmo o senhor da razão, vai bendizer o fruto do seu esforço, e só o trabalho lhe leva a conhecer pessoas e mundos que os acomodados não conhecerão. E isso se chama sucesso.'

Nizan Guanaes

Atendimento rápido e eficiente com suporte técnico de qualidade.

2008-10-07T16:56:00.002-03:00

Ao comprar um equipamento caro, os clientes esquecem de analisar com calma vários itens importantes, que em pouco tempo acarretará em despesas que poderiam ser evitadas, antes de comprar, deve-se verificar se a empresa fornecedora tem um bom histórico de atendimento de pós venda, a única maneira é verificando junto aos orgãos de defesa do consumidor ou pesquisando na internet, outra maneira é pedindo ao fornecedor do equipamento o telefone de alguns clientes que tem equipamentos vendidos do mesmo tipo e pessoalmente tentar conversar com os responsáveis pela manutenção, caso a empresa fornecedora não dê essa informação, desconfie, outra verificação importante é certificar-se se tem um técnico na região onde vai ser instalado o equipamento, se a assistência técnica vai ser feita em um prazo curto, constando esse prazo no contrato de compra, se o mesmo tem peças de reposição para entrega imediata, e se um mês antes de acabar a garantia do equipamento a empresa fornecedora inclui em contrato uma revisão completa se possível com extensão da garantia, o manual tem que esta atualizado com os códigos e desenhos mecânicos e elétricos do equipamento, pois com as obras dos clientes dependendo do bom funcionamento do equipamento, ninguém quer ficar com a máquina parada esperando a boa vontade da empresa que na hora de vender, promete tudo mas o atendimento pós venda é péssimo.

Resumo de alguns comentários relevantes sobre o blog.

2008-10-04T10:09:00.003-03:00

O mercador de corte por CNC tem se expandido muito e a cada dia fica difícil você obter informações e dicas corretas a respeito deste assunto.
Trabalho com maquina de corte a jato de água e um maquina plasma.
E nos que vivemos nesse meio e difícil conseguir reunir pessoas desta área eu trabalho no Rio e não conheço outros profissionais deste ramo conheço alguns em São Paulo.
Parabéns pela iniciativa espero que possa render bons frutos pra todos.
Att.
Harrison Fernandes

GOSTEI DO BLOG....ATE QUE ENFIM VOU ACHAR INFORMAÇÕES SOBRE CNC´S.

ABCS, CARLOS AGUIARTECH

Aterramento nas máquinas de corte cnc com Plasma.

2008-10-01T09:55:00.003-03:00

O aterramento elétrico, gera muitas dúvidas quanto às Normas e procedimentos no ambiente elétrico industrial.

Muitas vezes, o desconhecimento das técnicas para realizar um aterramento eficiente, ocasiona a queima de equipamentos, ou pior, o choque elétrico nos operadores desses equipamentos.

Mas o que é o “terra”?

Qual a diferença entre terra, neutro, e massa?

Quais são as normas que devo seguir para garantir um bom aterramento?

O assunto "aterramento" é bastante vasto e complexo, em alguns casos são exigidos gastos exagerados e desnecessários devido a falhas de projetos ou economia nas conexões de baixo custo e de qualidade duvidosa, o equipamento passa a apresentar um funcionamento irregular, o fabricante mesmo conhecendo o problema e não podendo admitir, passa a culpar o aterramento, fazendo o dono do mesmo tentar baixar o valor da resistência do aterramento, quando o correto seria uma revisão completa do cabeamento e conexões, que devido a oxidação e desgaste, não tem a mesma eficiência de quando o equipamento era novo e funcionava bem.

Uma breve explicação dos processos de corte atuais.

2008-09-27T11:54:00.002-03:00

O oxicorte serve para o corte em aço carbono e continua sendo muito usado.

O corte a plasma além de servir para cortar o aço carbono, corta também materiais que não podem ser cortados com o processo de oxicorte como o aço inoxidável, alumínio , cobre etc, com a vantagem de sua grande produtividade devido a maior velocidade de corte.

O corte a laser, foi adotado rapidamente pelas indústrias que necessitavam de alta precisão no trabalho com metais, cerâmicas, madeiras, tecidos etc.

Cada processo apresenta uma área de aplicação com suas limitações e vantagens.

A importância de uma grande equipe.

2008-09-26T09:39:00.002-03:00

Estava lendo uma reportagem sobre empreendedores e pequenos empresários com dicas de quem já chegou lá, que fala da importância de se ter bons colaboradores pois nenhum empresário ou empresa se faz sozinho, na reportagem diz que um grande empresário tem que saber liderar e motivar os colaboradores, principalmente elogiar sempre, isso mantém o foco no comprometimento com a empresa.