La gent sovint compra acer inoxidable premecanitzat, cosa que augmenta la complexitat del material que els operadors han de tenir en compte.
Com la majoria de materials, l'acer inoxidable té molts avantatges i desavantatges. Un acer es considera "acer inoxidable" si l'aliatge conté almenys un 10,5% de crom, que forma una capa d'òxid que el fa resistent a l'àcid i a la corrosió. Aquesta resistència a la corrosió es pot millorar encara més augmentant el contingut de crom i afegint agents d'aliatge addicionals.
Les propietats d'"acer inoxidable" del material, el baix manteniment, la durabilitat i els diversos acabats superficials el fan adequat per a indústries com la construcció, el mobiliari, l'alimentació i les begudes, la medicina i moltes altres aplicacions que requereixen la resistència i la corrosió de l'acer.
L'acer inoxidable tendeix a ser més car que altres acers. Tanmateix, ofereix avantatges en la relació resistència-pes, permetent l'ús de gruixos de material més prims en comparació amb els graus convencionals, cosa que pot comportar un estalvi de costos. A causa del seu cost global, les botigues han d'assegurar-se que utilitzen les eines adequades per evitar costosos residus i reelaboracions d'aquest material.
L'acer inoxidable es considera generalment difícil de soldar perquè dissipa la calor ràpidament i requereix molta cura en les etapes finals d'acabat i polit.
Treballar amb acer inoxidable generalment requereix un soldador o operador més experimentat que treballar amb acer al carboni, que tendeix a ser més resistent. La seva latitud es pot reduir quan s'introdueixen certs paràmetres, especialment durant la soldadura. A causa de l'alt cost de l'acer inoxidable, té sentit que l'utilitzin operadors més experimentats.
«La gent sol comprar acer inoxidable pel seu acabat», afirma Jonathan Douville, gerent sènior de productes per a la investigació i el desenvolupament internacional de Walter Surface Technologies a Pointe-Claire, Quebec. «Això augmenta les restriccions que els operadors han de tenir en compte».
Tant si es tracta d'un acabat de textura lineal de mida 4 com d'un acabat de mirall de mida 8, l'operador ha d'assegurar-se que es respecti el material i que l'acabat no es faci malbé durant la manipulació i el processament. Això també pot limitar les opcions de preparació i neteja, que són fonamentals per garantir una bona producció de peces.
«Quan es treballa amb aquest material, el primer que cal fer és assegurar-se que estigui net, net, net», va dir Rick Hatelt, gerent de PFERD Ontario al Canadà, Mississauga, Ontario. «És molt important assegurar-se que es té una atmosfera neta (lliure de carboni), netejant l'acer inoxidable per eliminar les impureses que podrien causar oxidació (rovell) més tard i per impedir la reconstrucció de la capa de passivació, creant una capa protectora per minimitzar l'oxidació».
Quan s'utilitza acer inoxidable, cal netejar el material i l'entorn que l'envolta. Eliminar l'oli i els residus de plàstic dels materials és un bon punt de partida. Els contaminants de l'acer inoxidable poden causar oxidació, però també poden ser problemàtics durant la soldadura i poden causar defectes. Per tant, és important netejar la superfície abans de començar a soldar.
Els entorns de taller no sempre són els més nets, i la contaminació creuada pot ser un problema quan es treballa amb acer inoxidable i acer al carboni. Sovint, una botiga fa funcionar molts ventiladors o utilitza aparells d'aire condicionat per refredar els treballadors, cosa que pot empènyer contaminants al terra o fer que la condensació gotegi o s'acumuli a les matèries primeres. Això és especialment difícil quan es bufen partícules d'acer al carboni sobre acer inoxidable. Separar aquests materials i mantenir-los en un entorn net marca una gran diferència quan es tracta d'una soldadura eficaç.
És important eliminar la decoloració per assegurar-se que l'òxid no s'acumuli amb el temps i no debiliti l'estructura general. També és bo eliminar el blau per igualar el color de la superfície.
Al Canadà, a causa del fred extrem i del clima hivernal, és important triar el grau adequat d'acer inoxidable. Douville va explicar que la majoria de botigues inicialment van triar el 304 pel seu preu. Però si una botiga utilitzés el material a l'exterior, recomanaria canviar al 316, tot i que costa el doble. El 304 és susceptible a la corrosió si s'utilitza o emmagatzema a l'exterior. Fins i tot si la superfície es neteja i es forma una capa de passivació, les condicions exteriors poden afectar la superfície, erosionant la capa de passivació i, finalment, fent que es torni a oxidar.
«La preparació de la soldadura és important per diverses raons fonamentals», afirma Gabi Miholics, especialista en desenvolupament d'aplicacions de la Divisió de Sistemes Abrasius de 3M Canada, Londres, Ontario. «L'eliminació de l'òxid, la pintura i els xamfrans és necessària per a una soldadura correcta. No hi ha d'haver cap contaminació a la superfície de soldadura que pugui debilitar la unió».
Hatelt afegeix que la neteja de la zona és essencial, però la preparació prèvia a la soldadura també pot incloure el bisellatge del material per garantir una adherència i una resistència adequades de la soldadura.
Per a la soldadura d'acer inoxidable, és important seleccionar el metall d'aportació correcte per al grau utilitzat. L'acer inoxidable és particularment sensible i requereix que les juntes de soldadura estiguin certificades amb el mateix tipus de material. Per exemple, el metall base 316 requereix metall d'aportació 316. Els soldadors no poden utilitzar qualsevol tipus de metall d'aportació, cada grau d'acer inoxidable requereix un material d'aportació específic per a una soldadura correcta.
«Quan es solda acer inoxidable, el soldador realment ha de vigilar la temperatura», va dir Michael Radaelli, gerent de producte de Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. «Hi ha molts dispositius diferents que es poden utilitzar per mesurar la temperatura de la soldadura i de la peça a mesura que el soldador s'escalfa, perquè si hi ha una esquerda a l'acer inoxidable, la peça bàsicament es fa malbé».
Radaelli va afegir que el soldador ha d'assegurar-se que no es queda a la mateixa zona durant molt de temps. La soldadura multicapa és una bona manera d'evitar que el substrat s'escalfi massa. La soldadura prolongada de l'acer inoxidable base pot fer que s'escalfi i s'esquerdi.
«Soldar amb acer inoxidable pot portar més temps, però també és un art que requereix mans experimentades», va dir Radaelli.
La preparació posterior a la soldadura depèn realment del producte final i de la seva aplicació. En alguns casos, va explicar Miholics, la soldadura no es veu mai, de manera que només cal una neteja posterior a la soldadura limitada i qualsevol esquitxada visible s'elimina ràpidament. O potser cal anivellar o netejar la soldadura, però no cal cap preparació específica de la superfície. Si es requereix un acabat fi o de mirall, poden caldre passos de polit més elaborats. Només depèn de l'aplicació.
«El problema no és el color», va dir Miholics. «Aquesta decoloració superficial indica que les propietats del metall han canviat i ara es poden oxidar/rovellar».
L'elecció d'una eina d'acabat de velocitat variable estalviarà temps i diners i permetrà a l'operador igualar l'acabat.
És important eliminar la decoloració per assegurar-se que l'òxid no s'acumuli amb el temps i no debiliti l'estructura general. També és bo eliminar el blau per igualar el color de la superfície.
El procés de neteja pot danyar les superfícies, especialment quan s'utilitzen productes químics agressius. Una neteja inadequada pot evitar la formació d'una capa de passivació. És per això que molts experts recomanen la neteja manual d'aquestes peces soldades.
«Quan fas una neteja manual, si no permets que l'oxigen reaccioni amb la superfície durant 24 o 48 hores, no tens temps de construir una superfície passiva», va dir Douville. Va explicar que la superfície necessita oxigen per reaccionar amb el crom de l'aliatge per formar una capa de passivació. Algunes botigues tendeixen a netejar, empaquetar les peces i enviar-les immediatament, cosa que alenteix el procés i augmenta el risc de corrosió.
És habitual que els fabricants i els soldadors utilitzin diversos materials. Tanmateix, com s'ha esmentat anteriorment, l'ús d'acer inoxidable afegeix algunes limitacions. Prendre's el temps per netejar la peça és un bon primer pas, però només és tan bo com l'entorn en què es troba.
Hatelt va dir que continua veient zones de treball contaminades. Eliminar la presència de carboni en l'entorn de treball d'acer inoxidable és clau. No és estrany que els tallers que utilitzen acer canviïn a acer inoxidable sense preparar adequadament l'entorn de treball per a aquest material. Això és un error, sobretot si no poden separar els dos materials o comprar el seu propi conjunt d'eines.
«Si teniu un raspall de filferro per polir o preparar acer inoxidable i l'utilitzeu sobre acer al carboni, ja no podeu utilitzar acer inoxidable», va dir Radaelli. «Els raspalls ara estan contaminats amb carboni i s'oxiden. Un cop els raspalls estan contaminats de manera creuada, no es poden netejar».
Les botigues haurien d'utilitzar eines separades per preparar els materials, però també haurien d'etiquetar les eines com a "només acer inoxidable" per evitar contaminacions innecessàries, va dir Hatelt.
Els tallers han de tenir en compte molts factors a l'hora de seleccionar eines de preparació de soldadura d'acer inoxidable, com ara les opcions de dissipació de calor, el tipus de mineral, la velocitat i la mida del gra.
«Triar un abrasiu amb un recobriment que dissipa la calor és un bon punt de partida», va dir Miholics. «L'acer inoxidable és molt dur i generarà més calor en polir que l'acer suau. La calor ha d'anar a algun lloc, de manera que hi ha un recobriment que permet que la calor flueixi cap a la vora del disc en lloc de quedar-se on s'està polint. En aquell moment, era ideal».
L'elecció d'un abrasiu també depèn de com ha de ser l'acabat general, afegeix. Realment és a l'ull de qui mira. Els minerals d'alúmina en abrasius són, amb diferència, el tipus més comú utilitzat en els passos d'acabat. Perquè l'acer inoxidable sembli blau a la superfície, s'ha d'utilitzar el mineral carbur de silici. És més afilat i deixa talls més profunds que reflecteixen la llum de manera diferent, fent-lo blau. Si l'operador busca un acabat superficial específic o únic, el millor és parlar amb el proveïdor.
«Les RPM són un gran problema», va dir Hatelt. «Les diferents eines requereixen diferents RPM i sovint funcionen massa ràpid. L'ús de les RPM adequades garanteix els millors resultats, tant pel que fa a la rapidesa amb què es fa la feina com a la seva qualitat. Cal saber quin acabat es vol i com es fa la mesura».
Douville va afegir que invertir en eines d'acabat de velocitat variable és una manera de superar els problemes de velocitat. Molts operadors proven una esmoladora normal per a l'acabat, però només té una velocitat alta per al tall. Completar el procés requereix reduir la velocitat. Triar una eina d'acabat de velocitat variable estalviarà temps i diners i permetrà a l'operador igualar l'acabat.
A més, el gra és important a l'hora de triar un abrasiu. L'operador ha de començar amb el millor gra per a l'aplicació.
Començant amb un gra 60 o 80 (mitjà), l'operador pot passar gairebé immediatament a un gra 120 (fi) i a un gra 220 (molt fi), que donarà a l'acer inoxidable un acabat número 4.
«Pot ser tan simple com tres passos», va dir Radaelli. «Tanmateix, si l'operador treballa amb soldadures grans, no pot començar amb un gra 60 o 80, i pot triar un gra 24 (molt gruixut) o 36 (gruixut). Això afegeix un pas addicional i pot ser difícil d'eliminar en materials que tinguin ratllades profundes».
A més, afegir un esprai o gel antiesquitxades pot ser el millor amic d'un soldador, però sovint es passa per alt quan es solda acer inoxidable, diu Douville. Cal eliminar les peces amb esquitxades, que poden ratllar la superfície, requerir passos de polit addicionals i fer perdre més temps. Aquest pas es pot eliminar fàcilment amb un sistema antiesquitxades.
Lindsay Luminoso, editora associada, col·labora amb Metal Fabrication Canada i Fabrication and Welding Canada. Del 2014 al 2016, va ser editora associada/editora web a Metal Fabrication Canada, i més recentment com a editora associada d'enginyeria de disseny.
Luminoso té una llicenciatura en arts per la Universitat Carleton, una llicenciatura en educació per la Universitat d'Ottawa i un certificat de postgrau en llibres, revistes i publicació digital pel Centennial College.
Estigueu al dia de les darreres notícies, esdeveniments i tecnologia sobre tots els metalls amb els nostres dos butlletins mensuals escrits exclusivament per a fabricants canadencs!
Ara, amb accés complet a l'edició digital de Canadian Metalworking, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Ara, amb accés complet a l'edició digital de Made in Canada i Welding, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Completa més forats en un dia amb menys esforç. El Slugger JCM200 Auto compta amb alimentació automàtica per a trepats en sèrie, un potent trepant magnètic reversible de dues velocitats amb una capacitat de 2″, soldadura de ¾″, interfície MT3 i moltes funcions de seguretat. Trepants de corona, trepants helicoïdals, mascles, avellanadores i s.