Las soldaduras longitudinales en barras de acero inoxidable se desbarban electroquímicamente para garantizar una pasivación adecuada.Imagen cortesía de Walter Surface Technologies
Imagine que un fabricante celebra un contrato para fabricar un producto clave de acero inoxidable.Las secciones de chapa y tubería se cortan, doblan y sueldan antes de enviarlas a la estación de acabado.La pieza consta de placas soldadas verticalmente a la tubería.Las soldaduras se ven bien, pero no es el precio ideal que busca un comprador.Como resultado, la amoladora dedica más tiempo a eliminar más metal de soldadura de lo normal.Luego, por desgracia, apareció un azul claro en la superficie, una clara señal de que había demasiada entrada de calor.En este caso, esto significa que la pieza no cumplirá con los requisitos del cliente.
A menudo hecho a mano, el lijado y el acabado requieren destreza y destreza.Los errores en el acabado pueden ser muy costosos considerando todo el valor que se le ha dado a la pieza de trabajo.La adición de costosos materiales sensibles al calor, como el acero inoxidable, la reelaboración y los costos de instalación de chatarra, pueden ser más altos.Combinado con complicaciones tales como fallas de contaminación y pasivación, una operación de acero inoxidable que alguna vez fue rentable puede volverse no rentable o incluso dañar la reputación.
¿Cómo evitan todo esto los fabricantes?Pueden comenzar ampliando sus conocimientos sobre rectificado y acabado, comprendiendo las funciones que desempeñan y cómo afectan a las piezas de trabajo de acero inoxidable.
Estos no son sinónimos.De hecho, todos tienen objetivos fundamentalmente diferentes.El esmerilado elimina materiales como rebabas y el exceso de metal de soldadura, mientras que el acabado proporciona un acabado fino a la superficie del metal.La confusión es comprensible, dado que aquellos que muelen con muelas abrasivas grandes eliminan una gran cantidad de metal muy rápidamente y pueden dejar rayones muy profundos en el proceso.Pero al esmerilar, los rayones son solo una consecuencia, el objetivo es eliminar rápidamente el material, especialmente cuando se trabaja con metales sensibles al calor como el acero inoxidable.
El acabado se realiza en etapas a medida que el operador comienza con un grano más grueso y avanza a muelas abrasivas más finas, abrasivos no tejidos y posiblemente tela de fieltro y pasta de pulido para lograr un acabado de espejo.El objetivo es conseguir un determinado acabado final (patrón de rayado).Cada paso (grano más fino) elimina los rayones más profundos del paso anterior y los reemplaza con rayones más pequeños.
Dado que el esmerilado y el acabado tienen diferentes propósitos, a menudo no se complementan entre sí y pueden jugar en contra si se utiliza una estrategia de consumibles incorrecta.Para quitar el exceso de metal de soldadura, el operador hace rayones muy profundos con una muela abrasiva y luego pasa la pieza al reparador, quien ahora tiene que pasar mucho tiempo quitando esos rayones profundos.Esta secuencia desde el esmerilado hasta el acabado aún puede ser la forma más eficiente de cumplir con los requisitos de acabado del cliente.Pero nuevamente, estos no son procesos adicionales.
Las superficies de las piezas de trabajo diseñadas para trabajar generalmente no requieren rectificado ni acabado.Las piezas que se lijan solo lo hacen porque el lijado es la forma más rápida de eliminar soldaduras u otros materiales, y los rasguños profundos que deja la muela abrasiva son exactamente lo que el cliente deseaba.Las piezas que solo requieren acabado se fabrican de tal manera que no se requiera una eliminación excesiva de material.Un ejemplo típico es una pieza de acero inoxidable con una hermosa soldadura protegida por un electrodo de tungsteno que simplemente necesita mezclarse y adaptarse al patrón de acabado del sustrato.
Las rectificadoras con discos de bajo arranque de material pueden presentar serios problemas cuando se trabaja con acero inoxidable.Asimismo, el sobrecalentamiento puede causar azulado y cambios en las propiedades del material.El objetivo es mantener el acero inoxidable lo más frío posible durante todo el proceso.
Con este fin, ayuda seleccionar la muela abrasiva con la tasa de eliminación más rápida para la aplicación y el presupuesto.Las ruedas de circonio muelen más rápido que las de alúmina, pero las ruedas de cerámica funcionan mejor en la mayoría de los casos.
Las partículas de cerámica extremadamente fuertes y afiladas se desgastan de una manera única.A medida que se desintegran gradualmente, no se vuelven planos, sino que conservan un borde afilado.Esto significa que pueden eliminar material muy rápidamente, a menudo varias veces más rápido que otras muelas abrasivas.En general, esto hace que las muelas abrasivas de cerámica valgan la pena.Son ideales para mecanizar acero inoxidable, ya que eliminan rápidamente virutas grandes y generan menos calor y deformación.
Independientemente de la muela abrasiva que elija un fabricante, se debe tener en cuenta la contaminación potencial.La mayoría de los fabricantes saben que no pueden usar la misma muela abrasiva para acero al carbono y acero inoxidable.Muchas personas separan físicamente las operaciones de rectificado de acero inoxidable y al carbono.Incluso pequeñas chispas de acero al carbono que caen sobre piezas de acero inoxidable pueden causar problemas de contaminación.Muchas industrias, como la farmacéutica y la nuclear, requieren que los consumibles se clasifiquen como no contaminantes.Esto significa que las muelas de acero inoxidable deben estar prácticamente libres (menos del 0,1%) de hierro, azufre y cloro.
Las muelas abrasivas no se muelen solas, necesitan una herramienta eléctrica.Cualquiera puede anunciar los beneficios de las muelas abrasivas o las herramientas eléctricas, pero la realidad es que las herramientas eléctricas y sus muelas abrasivas funcionan como un sistema.Las muelas abrasivas de cerámica están diseñadas para amoladoras angulares con cierta potencia y par.Si bien algunas amoladoras neumáticas tienen las especificaciones requeridas, en la mayoría de los casos, el amolado de muelas cerámicas se realiza con herramientas eléctricas.
Las amoladoras con potencia y par insuficientes pueden causar serios problemas incluso con los abrasivos más modernos.La falta de potencia y torsión puede hacer que la herramienta disminuya significativamente la velocidad bajo presión, lo que esencialmente evita que las partículas de cerámica en la muela abrasiva hagan lo que están diseñadas para hacer: eliminar rápidamente grandes trozos de metal, lo que reduce la cantidad de material térmico que ingresa a la muela abrasiva.muela.
Esto exacerba el círculo vicioso: los lijadores ven que no se elimina ningún material, por lo que instintivamente presionan con más fuerza, lo que a su vez crea un exceso de calor y azulado.Terminan empujando con tanta fuerza que vidrian las ruedas, lo que les obliga a trabajar más y generar más calor antes de que se den cuenta de que necesitan cambiar las ruedas.Si trabaja de esta manera con tubos o láminas delgadas, terminan atravesando el material.
Por supuesto, si los operadores no están debidamente capacitados, incluso con las mejores herramientas, este círculo vicioso puede ocurrir, especialmente cuando se trata de la presión que ejercen sobre la pieza de trabajo.La mejor práctica es acercarse lo más posible a la corriente nominal de la amoladora.Si el operador está usando un molinillo de 10 amperios, debe presionar tan fuerte que el molinillo consuma alrededor de 10 amperios.
El uso de un amperímetro puede ayudar a estandarizar las operaciones de rectificado si un fabricante procesa una gran cantidad de costoso acero inoxidable.Por supuesto, pocas operaciones utilizan un amperímetro de forma regular, por lo que es mejor escuchar con atención.Si el operador escucha y siente que las RPM bajan rápidamente, es posible que esté presionando demasiado.
Escuchar toques que son demasiado ligeros (es decir, muy poca presión) puede ser difícil, por lo que la atención al flujo de chispa puede ayudar en este caso.El lijado de acero inoxidable produce chispas más oscuras que el acero al carbono, pero aún deben ser visibles y sobresalir uniformemente del área de trabajo.Si el operador de repente ve menos chispas, puede deberse a que no aplica la fuerza suficiente o que no cubre la rueda.
Los operadores también deben mantener un ángulo de trabajo constante.Si se acercan a la pieza de trabajo en un ángulo casi recto (casi paralelos a la pieza de trabajo), pueden causar un sobrecalentamiento significativo;si se acercan en un ángulo demasiado grande (casi vertical), corren el riesgo de golpear el borde de la rueda contra el metal.Si utilizan una rueda tipo 27, deben acercarse al trabajo en un ángulo de 20 a 30 grados.Si tienen ruedas tipo 29, su ángulo de trabajo debe ser de unos 10 grados.
Las muelas abrasivas tipo 28 (cónicas) se utilizan normalmente para esmerilar superficies planas para eliminar material en rutas de esmerilado más anchas.Estas ruedas cónicas también funcionan mejor en ángulos de rectificado más bajos (alrededor de 5 grados), por lo que ayudan a reducir la fatiga del operador.
Esto introduce otro factor importante: elegir el tipo correcto de muela abrasiva.La rueda tipo 27 tiene un punto de contacto con la superficie metálica, la rueda tipo 28 tiene una línea de contacto debido a su forma cónica, la rueda tipo 29 tiene una superficie de contacto.
Los rines tipo 27 más comunes en la actualidad pueden hacer el trabajo en muchas áreas, pero su forma dificulta el trabajo con piezas de perfil profundo y curvas, como ensambles de tubos de acero inoxidable soldados.La forma del perfil de la rueda Tipo 29 facilita el trabajo de los operadores que necesitan rectificar superficies curvas y planas combinadas.El disco Tipo 29 logra esto al aumentar el área de contacto de la superficie, lo que significa que el operador no tiene que dedicar mucho tiempo a rectificar en cada ubicación, una buena estrategia para reducir la acumulación de calor.
En realidad, esto se aplica a cualquier muela abrasiva.Al moler, el operador no debe permanecer en el mismo lugar durante mucho tiempo.Suponga que un operador está quitando metal de un filete de varios pies de largo.Puede impulsar la rueda en movimientos cortos hacia arriba y hacia abajo, pero esto puede hacer que la pieza de trabajo se sobrecaliente, ya que mantiene la rueda en un área pequeña durante un largo período de tiempo.Para reducir la entrada de calor, el operador puede ejecutar toda la soldadura en una dirección en una punta, luego levantar la herramienta (permitiendo que la pieza de trabajo se enfríe) y pasar la pieza de trabajo en la misma dirección en la otra punta.Otros métodos funcionan, pero todos tienen una cosa en común: evitan el sobrecalentamiento al mantener la muela en movimiento.
Esto también se ve favorecido por los métodos de "peinado" ampliamente utilizados.Suponga que el operador está rectificando una soldadura a tope en una posición plana.Para reducir el estrés térmico y la excavación excesiva, evitó empujar la amoladora a lo largo de la junta.En cambio, comienza por el final y pasa el molinillo a lo largo de la junta.Esto también evita que la rueda se hunda demasiado en el material.
Por supuesto, cualquier técnica puede sobrecalentar el metal si el operador trabaja demasiado lento.Trabaje demasiado lento y el operador sobrecalentará la pieza de trabajo;si lo hace demasiado rápido, el lijado puede llevar mucho tiempo.Encontrar el punto ideal para la velocidad de avance suele requerir experiencia.Pero si el operador no está familiarizado con el trabajo, puede moler la chatarra para "sentir" la velocidad de avance adecuada para la pieza de trabajo.
La estrategia de acabado depende del estado de la superficie del material cuando entra y sale del departamento de acabado.Determine un punto inicial (condición superficial obtenida) y un punto final (acabado requerido), y luego haga un plan para encontrar el mejor camino entre esos dos puntos.
A menudo, el mejor camino no comienza con un abrasivo muy agresivo.Esto puede parecer contradictorio.Después de todo, ¿por qué no comenzar con arena gruesa para obtener una superficie rugosa y luego pasar a arena más fina?¿No sería muy ineficiente comenzar con un grano más fino?
No necesariamente, esto nuevamente tiene que ver con la naturaleza de la comparación.A medida que se logra un grano más fino en cada paso, el acondicionador reemplaza los rasguños más profundos por otros más finos.Si comienzan con papel de lija de grano 40 o una sartén, dejarán rasguños profundos en el metal.Sería genial si estos rayones acercaran la superficie al acabado deseado, razón por la cual hay materiales de acabado de grano 40 disponibles.Sin embargo, si un cliente solicita un acabado n.º 4 (lijado direccional), los rayones profundos que deja el grano n.º 40 tardan mucho en eliminarse.Los artesanos optan por múltiples tamaños de grano o pasan mucho tiempo usando abrasivos de grano fino para eliminar esos rasguños grandes y reemplazarlos por otros más pequeños.Todo esto no solo es ineficiente, sino que también calienta demasiado la pieza de trabajo.
Por supuesto, el uso de abrasivos de grano fino en superficies ásperas puede ser lento y, combinado con una técnica deficiente, genera demasiado calor.Los discos dos en uno o escalonados pueden ayudar con esto.Estos discos incluyen telas abrasivas combinadas con materiales de tratamiento superficial.Permiten efectivamente que el artesano use abrasivos para eliminar el material y deje un acabado más suave.
El siguiente paso en el acabado puede incluir el uso de telas no tejidas, lo que ilustra otra característica única del acabado: el proceso funciona mejor con herramientas eléctricas de velocidad variable.Una amoladora angular que funcione a 10 000 rpm puede manejar algunos materiales abrasivos, pero derretirá por completo algunos materiales no tejidos.Por esta razón, los acabadores disminuyen la velocidad a 3000-6000 rpm antes de terminar las telas no tejidas.Por supuesto, la velocidad exacta depende de la aplicación y los consumibles.Por ejemplo, los tambores no tejidos normalmente giran entre 3000 y 4000 rpm, mientras que los discos de tratamiento de superficies normalmente giran entre 4000 y 6000 rpm.
Tener las herramientas adecuadas (amoladoras de velocidad variable, diversos materiales de acabado) y determinar el número óptimo de pasos básicamente proporciona un mapa que muestra el mejor camino entre el material entrante y el acabado.La ruta exacta depende de la aplicación, pero los recortadores experimentados siguen esta ruta utilizando métodos de recorte similares.
Los rollos no tejidos completan la superficie de acero inoxidable.Para un acabado eficiente y una duración óptima de los consumibles, los diferentes materiales de acabado funcionan a diferentes velocidades de rotación.
Primero, toman tiempo.Si ven que una pieza delgada de acero inoxidable se está calentando, dejan de terminar en un lugar y comienzan en otro.O podrían estar trabajando en dos artefactos diferentes al mismo tiempo.Trabaje un poco en uno y luego en el otro, dando tiempo a que la otra pieza se enfríe.
Al pulir hasta obtener un acabado de espejo, el pulidor puede cruzar el pulido con el tambor de pulido o el disco de pulido en la dirección perpendicular al paso anterior.El lijado cruzado resalta las áreas que deberían fusionarse con el patrón de rayado anterior, pero aún así no le da a la superficie un acabado de espejo #8.Una vez que se hayan eliminado todos los rayones, se necesitará un paño de fieltro y una almohadilla para pulir para crear el acabado brillante deseado.
Para obtener el acabado correcto, los fabricantes deben proporcionar a los acabadores las herramientas adecuadas, incluidas herramientas y materiales reales, así como herramientas de comunicación, como la creación de muestras estándar para determinar cómo debe verse un determinado acabado.Estas muestras (publicadas junto al departamento de acabado, en los documentos de capacitación y en la literatura de ventas) ayudan a mantener a todos en la misma longitud de onda.
En lo que respecta a las herramientas reales (incluidas las herramientas eléctricas y los abrasivos), la geometría de algunas piezas puede ser un desafío incluso para el equipo de acabado más experimentado.Esto ayudará a las herramientas profesionales.
Suponga que un operador necesita ensamblar una tubería de acero inoxidable de paredes delgadas.El uso de discos de aletas o incluso tambores puede provocar problemas, sobrecalentamiento y, a veces, incluso una zona plana en el tubo.Aquí es donde pueden ayudar las lijadoras de banda diseñadas para tuberías.La cinta transportadora cubre la mayor parte del diámetro de la tubería, distribuyendo los puntos de contacto, aumentando la eficiencia y reduciendo el aporte de calor.Sin embargo, como con todo lo demás, el artesano aún necesita mover la lijadora de banda a una ubicación diferente para reducir la acumulación excesiva de calor y evitar el azulado.
Lo mismo se aplica a otras herramientas de acabado profesionales.Considere una lijadora de banda diseñada para lugares de difícil acceso.Un acabador puede usarlo para hacer una soldadura de filete entre dos tablas en un ángulo agudo.En lugar de mover la lijadora de banda de dedos verticalmente (algo así como cepillarse los dientes), el técnico la mueve horizontalmente a lo largo del borde superior de la soldadura de filete y luego a lo largo de la parte inferior, asegurándose de que la lijadora de dedos no se quede en un lugar demasiado tiempo.por mucho tiempo.largo .
La soldadura, el esmerilado y el acabado del acero inoxidable conllevan otro desafío: garantizar una pasivación adecuada.Después de todas estas perturbaciones, ¿quedó alguna contaminación en la superficie del material que impidiera la formación natural de una capa de cromo de acero inoxidable sobre toda la superficie?Lo último que necesita un fabricante es un cliente enojado que se queje de piezas oxidadas o sucias.Aquí es donde entran en juego la limpieza adecuada y la trazabilidad.
La limpieza electroquímica puede ayudar a eliminar los contaminantes para garantizar una pasivación adecuada, pero ¿cuándo se debe realizar esta limpieza?Depende de la aplicación.Si los fabricantes limpian el acero inoxidable para garantizar una pasivación completa, normalmente lo hacen inmediatamente después de la soldadura.De lo contrario, el medio de acabado puede absorber contaminantes de la superficie de la pieza de trabajo y distribuirlos a otros lugares.Sin embargo, para algunas aplicaciones críticas, los fabricantes pueden agregar pasos de limpieza adicionales, tal vez incluso probar la pasivación adecuada antes de que el acero inoxidable salga de la fábrica.
Suponga que un fabricante está soldando un importante componente de acero inoxidable para la industria nuclear.Un soldador de arco de tungsteno profesional crea una costura suave que se ve perfecta.Pero de nuevo, esta es una aplicación crítica.Un miembro del departamento de acabado utiliza un cepillo conectado a un sistema de limpieza electroquímico para limpiar la superficie de una soldadura.Luego lijó la soldadura con un abrasivo no tejido y un paño de limpieza y terminó todo hasta obtener una superficie lisa.Luego viene el último cepillo con un sistema de limpieza electroquímico.Después de uno o dos días de inactividad, use un probador portátil para verificar que la pieza esté pasivada correctamente.Los resultados, registrados y guardados con el trabajo, mostraron que la pieza estaba totalmente pasivada antes de salir de fábrica.
En la mayoría de las plantas de fabricación, la molienda, el acabado y la limpieza de la pasivación del acero inoxidable suelen ocurrir en pasos posteriores.De hecho, normalmente se realizan poco antes de enviar el trabajo.
Las piezas maquinadas incorrectamente crean algunos de los desechos y reprocesos más costosos, por lo que tiene sentido que los fabricantes revisen nuevamente sus departamentos de lijado y acabado.Las mejoras en la molienda y el acabado ayudan a eliminar cuellos de botella clave, mejorar la calidad, eliminar dolores de cabeza y, lo que es más importante, aumentar la satisfacción del cliente.
FABRICATOR es la revista de conformado y fabricación de acero líder en América del Norte.La revista publica noticias, artículos técnicos y casos de éxito que permiten a los fabricantes hacer su trabajo de forma más eficiente.FABRICATOR ha estado en la industria desde 1970.
Ahora, con acceso completo a la edición digital de The FABRICATOR, fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
La edición digital de The Tube & Pipe Journal ahora es completamente accesible, lo que proporciona un fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
Obtenga acceso digital completo al STAMPING Journal, que presenta la última tecnología, las mejores prácticas y las noticias de la industria para el mercado del estampado de metales.
Ahora, con acceso digital completo a The Fabricator en Español, tiene fácil acceso a valiosos recursos de la industria.