La gente suele comprar acero inoxidable premecanizado, lo que aumenta la complejidad del material que los operadores deben tener en cuenta.
Como la mayoría de los materiales, el acero inoxidable tiene muchas ventajas y desventajas. Un acero se considera "acero inoxidable" si la aleación contiene al menos un 10,5 % de cromo, que forma una capa de óxido que lo hace resistente a los ácidos y a la corrosión. Esta resistencia a la corrosión se puede mejorar aún más aumentando el contenido de cromo y agregando agentes de aleación adicionales.
Las propiedades de "acero inoxidable" del material, el bajo mantenimiento, la durabilidad y los diversos acabados superficiales lo hacen adecuado para industrias como la construcción, muebles, alimentos y bebidas, médica y muchas otras aplicaciones que requieren la fuerza y ​​la resistencia a la corrosión del acero.
El acero inoxidable tiende a ser más caro que otros aceros. Sin embargo, ofrece ventajas en la relación resistencia-peso, lo que permite el uso de espesores de material más delgados en comparación con los grados convencionales, lo que puede generar ahorros en los costos. Debido a su costo total, las tiendas deben asegurarse de que están utilizando las herramientas adecuadas para evitar el costoso desperdicio y el reprocesamiento de este material.
El acero inoxidable generalmente se considera difícil de soldar porque disipa el calor rápidamente y requiere mucho cuidado en las etapas finales de acabado y pulido.
Trabajar con acero inoxidable generalmente requiere un soldador u operador más experimentado que trabajar con acero al carbono, que tiende a ser más resistente. Su latitud puede reducirse cuando se introducen ciertos parámetros, especialmente durante la soldadura. Debido al alto costo del acero inoxidable, tiene sentido que los operadores más experimentados lo utilicen.
“La gente suele comprar acero inoxidable por su acabado”, dice Jonathan Douville, gerente senior de productos para investigación y desarrollo internacional en Walter Surface Technologies en Pointe-Claire, Quebec. “Esto se suma a las limitaciones que los operadores deben tener en cuenta”.
Ya sea un acabado de textura lineal de tamaño 4 o un acabado de espejo de tamaño 8, el operador debe asegurarse de que se respete el material y que el acabado no se dañe durante la manipulación y el procesamiento. Esto también puede limitar las opciones de preparación y limpieza, que son fundamentales para garantizar una buena producción de piezas.
"Al trabajar con este material, lo primero que debe hacer es asegurarse de que esté limpio, limpio, limpio", dijo Rick Hatelt, Gerente de país de Canadá para PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. "Es muy importante asegurarse de tener una atmósfera limpia (sin carbono), limpiando el acero inoxidable para eliminar las impurezas que podrían causar oxidación (herrumbre) más tarde y para impedir la reconstrucción de la capa de pasivación, creando una capa protectora para minimizar la oxidación".
Cuando se utiliza acero inoxidable, se debe limpiar el material y el entorno circundante. La eliminación de residuos de aceite y plástico de los materiales es un buen lugar para comenzar. Los contaminantes del acero inoxidable pueden causar oxidación, pero también pueden ser problemáticos durante la soldadura y pueden causar defectos. Por lo tanto, es importante limpiar la superficie antes de comenzar a soldar.
Los entornos de taller no siempre son los más limpios y la contaminación cruzada puede ser un problema cuando se trabaja con acero inoxidable y acero al carbono. A menudo, una tienda utiliza muchos ventiladores o aires acondicionados para refrescar a los trabajadores, lo que puede empujar los contaminantes al piso o hacer que la condensación gotee o se acumule en las materias primas. Esto es especialmente desafiante cuando se soplan partículas de acero al carbono sobre acero inoxidable. Separar estos materiales y mantenerlos en un ambiente limpio hace una gran diferencia cuando se trata de una soldadura efectiva.
Es importante eliminar la decoloración para asegurarse de que el óxido no se acumule con el tiempo y debilite la estructura general. También es bueno eliminar el azulado para igualar el color de la superficie.
En Canadá, debido al frío extremo y al clima invernal, es importante elegir el grado correcto de acero inoxidable. Douville explicó que la mayoría de las tiendas eligieron inicialmente el 304 debido a su precio. Pero si una tienda usara el material en el exterior, recomendaría cambiar al 316, aunque cueste el doble. El 304 es susceptible a la corrosión si se usa o almacena al aire libre.
“La preparación de la soldadura es importante por varias razones fundamentales”, dice Gabi Miholics, especialista en desarrollo de aplicaciones, División de Sistemas Abrasivos, 3M Canadá, Londres, Ontario. “La eliminación de óxido, pintura y chaflanes es necesaria para una soldadura adecuada.No debe haber contaminación en la superficie de soldadura que pueda debilitar la unión”.
Hatelt agrega que la limpieza del área es esencial, pero la preparación previa a la soldadura también puede incluir el biselado del material para garantizar la adherencia y la resistencia adecuadas de la soldadura.
Para la soldadura de acero inoxidable, es importante seleccionar el metal de aporte correcto para el grado utilizado. El acero inoxidable es particularmente sensible y requiere que las costuras de soldadura estén certificadas con el mismo tipo de material. Por ejemplo, el metal base 316 requiere metal de aporte 316. Los soldadores no pueden usar cualquier tipo de metal de aporte, cada grado de acero inoxidable requiere un aporte específico para una soldadura adecuada.
“Al soldar acero inoxidable, el soldador realmente tiene que vigilar la temperatura”, dijo Michael Radaelli, gerente de producto de Norton |Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. “Hay muchos dispositivos diferentes que se pueden usar para medir la temperatura de la soldadura y la pieza a medida que el soldador se calienta, porque si hay una grieta en el acero inoxidable, la pieza básicamente se arruina”.
Radaelli agregó que el soldador debe asegurarse de no permanecer en la misma área durante mucho tiempo. La soldadura multicapa es una excelente manera de evitar que el sustrato se sobrecaliente. La soldadura prolongada del acero inoxidable base puede hacer que se sobrecaliente y se agriete.
“Soldar con acero inoxidable puede llevar más tiempo, pero también es un arte que requiere manos experimentadas”, dijo Radaelli.
La preparación posterior a la soldadura realmente depende del producto final y su aplicación. En algunos casos, explicó Miholics, la soldadura nunca se ve realmente, por lo que solo se requiere una limpieza posterior limitada y cualquier salpicadura perceptible se elimina rápidamente. O es posible que sea necesario nivelar o limpiar la soldadura, pero no se requiere una preparación específica de la superficie. Si se requiere un acabado fino o de espejo, es posible que se requieran pasos de pulido más elaborados. Solo depende de la aplicación.
"El problema no es el color", dijo Miholics. "Esta decoloración de la superficie indica que las propiedades del metal han cambiado y ahora pueden oxidarse".
Elegir una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero y permitirá que el operador iguale el acabado.
Es importante eliminar la decoloración para asegurarse de que el óxido no se acumule con el tiempo y debilite la estructura general. También es bueno eliminar el azulado para igualar el color de la superficie.
El proceso de limpieza puede dañar las superficies, especialmente cuando se utilizan productos químicos agresivos. Una limpieza inadecuada puede evitar la formación de una capa de pasivación. Es por eso que muchos expertos recomiendan la limpieza manual de estas piezas soldadas.
“Cuando realiza una limpieza manual, si no permite que el oxígeno reaccione con la superficie durante 24 o 48 horas, no tiene tiempo para construir una superficie pasiva”, dijo Douville. Explicó que la superficie necesita oxígeno para reaccionar con el cromo en la aleación para formar una capa de pasivación. Algunas tiendas tienden a limpiar, empaquetar las piezas y enviarlas de inmediato, lo que ralentiza el proceso y aumenta el riesgo de corrosión.
Es común que los fabricantes y soldadores usen múltiples materiales. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el uso de acero inoxidable agrega algunas limitaciones. Tomarse el tiempo para limpiar la pieza es un buen primer paso, pero es tan bueno como el entorno en el que se encuentra.
Hatelt dijo que sigue viendo áreas de trabajo contaminadas. Eliminar la presencia de carbono en el entorno de trabajo de acero inoxidable es clave. No es raro que los talleres que usan acero cambien a acero inoxidable sin preparar adecuadamente el entorno de trabajo para este material. Esto es un error, especialmente si no pueden separar los dos materiales o comprar su propio juego de herramientas.
“Si tiene un cepillo de alambre para moler o preparar acero inoxidable y lo usa en acero al carbono, ya no puede usar acero inoxidable”, dijo Radaelli. “Los cepillos ahora están contaminados con carbón y se oxidan.Una vez que los cepillos tienen contaminación cruzada, no se pueden limpiar”.
Las tiendas deben usar herramientas separadas para preparar los materiales, pero también deben etiquetar las herramientas como "solo de acero inoxidable" para evitar una contaminación innecesaria, dijo Hatelt.
Los talleres deben considerar muchos factores al seleccionar herramientas de preparación de soldadura de acero inoxidable, incluidas las opciones de disipación de calor, el tipo de mineral, la velocidad y el tamaño del grano.
“Elegir un abrasivo con un recubrimiento disipador de calor es un buen punto de partida”, dijo Miholics. “El acero inoxidable es muy duro y generará más calor al esmerilar que el acero dulce.El calor tiene que ir a alguna parte, por lo que hay un revestimiento que permite que el calor fluya hacia el borde del disco en lugar de quedarse donde se está moliendo. En ese momento, era ideal”.
La elección de un abrasivo también depende de cómo debe verse el acabado general, agrega. Realmente depende del ojo del espectador. Los minerales de alúmina en los abrasivos son, con mucho, el tipo más común que se usa en los pasos de acabado. Para que el acero inoxidable parezca azul en la superficie, se debe usar el carburo de silicio mineral. Es más afilado y deja cortes más profundos que reflejan la luz de manera diferente, haciéndola azul.
“Las RPM son un gran problema”, dijo Hatelt. “Diferentes herramientas requieren diferentes RPM y, a menudo, funcionan demasiado rápido.El uso de las RPM correctas garantiza los mejores resultados, tanto en términos de qué tan rápido se hace el trabajo como qué tan bien se hace.Sepa qué acabado quiere y cómo Medir.”
Douville agregó que invertir en herramientas de acabado de velocidad variable es una forma de superar los problemas de velocidad. Muchos operadores prueban una amoladora normal para el acabado, pero solo tiene una velocidad alta para cortar. Completar el proceso requiere reducir la velocidad. Elegir una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero y permitirá que el operador iguale el acabado.
Además, el grano es importante al elegir un abrasivo. El operador debe comenzar con el mejor grano para la aplicación.
Comenzando con un grano 60 u 80 (medio), el operador puede pasar casi inmediatamente a un grano 120 (fino) y a un grano 220 (muy fino), lo que le dará al acero inoxidable un acabado No. 4.
“Puede ser tan simple como tres pasos”, dijo Radaelli. “Sin embargo, si el operador está trabajando con soldaduras grandes, no puede comenzar con un grano 60 u 80 y puede elegir un grano 24 (muy grueso) o 36 (grueso).Esto agrega un paso adicional y puede ser difícil de quitar en el material. Tiene rayones profundos”.
Además, agregar un aerosol o gel antisalpicaduras puede ser el mejor amigo de un soldador, pero a menudo se pasa por alto cuando se suelda acero inoxidable, dice Douville. Las piezas con salpicaduras deben eliminarse, lo que puede rayar la superficie, requerir pasos de pulido adicionales y perder más tiempo. Este paso se puede eliminar fácilmente con un sistema antisalpicaduras.
Lindsay Luminoso, editora asociada, contribuye con Metal Fabrication Canada y Fabrication and Welding Canada. Entre 2014 y 2016, fue editora asociada/editora web en Metal Fabrication Canada, más recientemente como editora asociada de Design Engineering.
Luminoso tiene una licenciatura en artes de la Universidad de Carleton, una licenciatura en educación de la Universidad de Ottawa y un certificado de posgrado en libros, revistas y publicaciones digitales de Centennial College.
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