Con frecuencia, la gente compra acero inoxidable premecanizado, lo que aumenta la complejidad del material que los operarios 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 añadiendo agentes de aleación adicionales.
Las propiedades de "acero inoxidable" del material, su bajo mantenimiento, durabilidad y diversos acabados superficiales lo hacen adecuado para industrias como la construcción, el mueble, la alimentación y las bebidas, la medicina y muchas otras aplicaciones que requieren la resistencia y la resistencia a la corrosión del acero.
El acero inoxidable suele ser más caro que otros aceros. Sin embargo, ofrece ventajas en la relación resistencia-peso, lo que permite utilizar espesores de material más delgados en comparación con los grados convencionales, lo que puede generar ahorros de costos. Debido a su costo total, las tiendas deben asegurarse de utilizar las herramientas adecuadas para evitar costosos desperdicios y reprocesamientos de este material.
El acero inoxidable se considera generalmente 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 con más experiencia que trabajar con acero al carbono, que tiende a ser más resistente. Su margen de maniobra puede verse reducido cuando se introducen ciertos parámetros, especialmente durante la soldadura. Debido al alto costo del acero inoxidable, tiene sentido que lo utilicen operadores con más experiencia.
“La gente suele comprar acero inoxidable por su acabado”, afirma Jonathan Douville, director sénior de producto 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 texturizado lineal de tamaño 4 o un acabado espejo de tamaño 8, el operario 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.
“Cuando se trabaja con este material, lo primero que hay que hacer es asegurarse de que esté completamente limpio”, dijo Rick Hatelt, director nacional de PFERD Ontario en Mississauga, Ontario, Canadá. “Es muy importante asegurarse de tener una atmósfera limpia (libre de carbono), limpiando el acero inoxidable para eliminar las impurezas que podrían causar oxidación (corrosión) posteriormente y para evitar la reconstrucción de la capa de pasivación, creando una capa protectora para minimizar la oxidación”.
Al utilizar acero inoxidable, es necesario limpiar tanto el material como el entorno circundante. Eliminar los residuos de aceite y plástico es un buen punto de partida. Los contaminantes en el acero inoxidable pueden causar oxidación, pero también pueden ser problemáticos durante la soldadura y provocar 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 al trabajar con acero inoxidable y acero al carbono. A menudo, en un taller se utilizan muchos ventiladores o aires acondicionados para enfriar a los trabajadores, lo que puede empujar los contaminantes al suelo o provocar que la condensación gotee o se acumule en las materias primas. Esto resulta especialmente problemático cuando las partículas de acero al carbono se depositan sobre el acero inoxidable. Separar estos materiales y mantenerlos en un entorno limpio marca una gran diferencia a la hora de realizar una soldadura eficaz.
Es importante eliminar la decoloración para evitar que se acumule óxido con el tiempo y debilite la estructura general. También es recomendable eliminar el azulado para uniformizar el color de la superficie.
En Canadá, debido al frío extremo y al clima invernal, es importante elegir el grado adecuado de acero inoxidable. Douville explicó que la mayoría de las tiendas inicialmente eligieron el 304 por su precio. Pero si una tienda fuera a usar el material en exteriores, recomendaría cambiar a 316, aunque cueste el doble. El 304 es susceptible a la corrosión si se usa o almacena al aire libre. Incluso si la superficie se limpia y se forma una capa de pasivación, las condiciones exteriores pueden afectar la superficie, erosionando la capa de pasivación y eventualmente provocando que se oxide nuevamente.
«La preparación de la soldadura es importante por varias razones fundamentales», afirma Gabi Miholics, especialista en desarrollo de aplicaciones de la División de Sistemas Abrasivos de 3M Canadá, en London, Ontario. «Es necesario eliminar el óxido, la pintura y los chaflanes para una soldadura adecuada. No debe haber contaminación en la superficie de soldadura que pueda debilitar la unión».
Hatelt añade que limpiar la zona es fundamental, pero la preparación previa a la soldadura también puede incluir el biselado del material para garantizar una correcta adhesión y resistencia de la soldadura.
Para soldar acero inoxidable, es importante seleccionar el material de aporte adecuado para el grado utilizado. El acero inoxidable es particularmente sensible y requiere que las uniones soldadas estén certificadas con el mismo tipo de material. Por ejemplo, el metal base 316 requiere material de aporte 316. Los soldadores no pueden usar cualquier tipo de material de aporte; cada grado de acero inoxidable requiere un material de aporte específico para una soldadura adecuada.
“Al soldar acero inoxidable, el soldador debe controlar muy bien la temperatura”, dijo Michael Radaelli, gerente de producto de Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. “Existen muchos dispositivos diferentes que se pueden usar para medir la temperatura de la soldadura y de la pieza a medida que el soldador se calienta, porque si hay una grieta en el acero inoxidable, la pieza queda prácticamente arruinada”.
Radaelli añadió que el soldador debe asegurarse de no permanecer en la misma zona 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 provocar que se sobrecaliente y se agriete.
“Soldar acero inoxidable puede llevar más tiempo, pero también es un arte que requiere manos expertas”, dijo Radaelli.
La preparación posterior a la soldadura depende del producto final y su aplicación. En algunos casos, explicó Miholics, la soldadura nunca se ve, por lo que solo se requiere una limpieza posterior limitada y cualquier salpicadura visible se elimina rápidamente. O bien, puede que sea necesario nivelar o limpiar la soldadura, pero no se requiere ninguna preparación específica de la superficie. Si se requiere un acabado fino o de espejo, pueden ser necesarios pasos de pulido más elaborados. Todo 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 puede oxidarse/corroerse”.
Elegir una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero, y permitirá al operario conseguir el acabado deseado.
Es importante eliminar la decoloración para evitar que se acumule óxido con el tiempo y debilite la estructura general. También es recomendable eliminar el azulado para uniformizar el color de la superficie.
El proceso de limpieza puede dañar las superficies, especialmente cuando se utilizan productos químicos agresivos. Una limpieza inadecuada puede impedir la formación de una capa de pasivación. Por ello, muchos expertos recomiendan la limpieza manual de estas piezas soldadas.
“Cuando se realiza una limpieza manual, si no se deja que el oxígeno reaccione con la superficie durante 24 o 48 horas, no hay tiempo suficiente para que se forme una capa pasiva”, explicó Douville. Añadió que la superficie necesita oxígeno para reaccionar con el cromo de la aleación y formar una capa de pasivación. Algunos comercios tienden a limpiar, empaquetar y enviar las piezas inmediatamente, lo que ralentiza el proceso y aumenta el riesgo de corrosión.
Es común que los fabricantes y soldadores utilicen múltiples materiales. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el uso de acero inoxidable presenta algunas limitaciones. Tomarse el tiempo para limpiar la pieza es un buen primer paso, pero su eficacia depende del entorno en el que se encuentre.
Hatelt afirma que sigue viendo áreas de trabajo contaminadas. Eliminar la presencia de carbono en el entorno de trabajo con acero inoxidable es fundamental. No es raro que los talleres que utilizan 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 usas un cepillo de alambre para lijar o preparar acero inoxidable y lo utilizas sobre acero al carbono, ya no podrás usar acero inoxidable”, dijo Radaelli. “Los cepillos se contaminan con carbono y se oxidan. Una vez que se contaminan, no se pueden limpiar”.
Según Hatelt, las tiendas deberían utilizar herramientas separadas para preparar los materiales, pero también deberían etiquetar las herramientas como "solo de acero inoxidable" para evitar la contaminación innecesaria.
Los talleres deben tener en cuenta 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 genera más calor al lijar que el acero dulce. El calor tiene que disiparse de alguna manera, por lo que existe un recubrimiento que permite que el calor fluya hacia el borde del disco en lugar de quedarse en la zona de lijado. En ese sentido, fue ideal”.
La elección del abrasivo también depende del acabado final deseado, añade. Es cuestión de gustos. Los minerales de alúmina son, con diferencia, los más comunes en los procesos de acabado. Para conseguir un tono azulado en la superficie del acero inoxidable, se debe utilizar carburo de silicio. Es más afilado y deja cortes más profundos que reflejan la luz de forma diferente, dándole ese color azul. Si el operario busca un acabado superficial específico o único, lo mejor es consultar con el proveedor.
“Las RPM son un gran problema”, dijo Hatelt. “Las distintas herramientas requieren distintas RPM, y a menudo giran demasiado rápido. Usar las RPM correctas garantiza los mejores resultados, tanto en términos de la rapidez como de la calidad del trabajo. Sepa qué acabado desea y cómo medirlo”.
Douville agregó que invertir en herramientas de acabado de velocidad variable es una forma de superar los problemas de velocidad. Muchos operarios intentan usar una amoladora normal para el acabado, pero esta solo alcanza una alta velocidad para el corte. Para completar el proceso, es necesario reducir la velocidad. Elegir una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero, y permitirá al operario igualar el acabado.
Además, el grano es importante a la hora de elegir un abrasivo. El operario debe empezar por el grano más adecuado para la aplicación.
Comenzando con un grano de 60 u 80 (medio), el operario puede pasar casi inmediatamente a un grano de 120 (fino) y luego a un grano de 220 (muy fino), lo que le dará al acero inoxidable un acabado de grado 4.
“Puede ser tan sencillo como tres pasos”, dijo Radaelli. “Sin embargo, si el operario está trabajando con una soldadura grande, no puede empezar con una lija de grano 60 u 80, y podría optar por una de grano 24 (muy gruesa) o 36 (gruesa). Esto añade un paso extra y puede ser difícil de eliminar en materiales con arañazos profundos”.
Además, añadir un spray o gel antisalpicaduras puede ser de gran ayuda para un soldador, pero a menudo se pasa por alto al soldar acero inoxidable, afirma Douville. Las piezas con salpicaduras deben eliminarse, lo que puede rayar la superficie, requerir pasos de lijado adicionales y hacer perder más tiempo. Este paso se puede eliminar fácilmente con un sistema antisalpicaduras.
Lindsay Luminoso, editora asociada, colabora con Metal Fabrication Canada y Fabrication and Welding Canada. De 2014 a 2016, fue editora asociada/editora web en Metal Fabrication Canada, y más recientemente, editora asociada de Design Engineering.
Luminoso es licenciada en Artes por la Universidad de Carleton, licenciada en Educación por la Universidad de Ottawa y posee un certificado de posgrado en Libros, Revistas y Publicaciones Digitales por el Centennial College.
Manténgase al día con las últimas noticias, eventos y tecnologías sobre todos los metales a través de nuestros dos boletines mensuales, escritos exclusivamente para fabricantes canadienses.
Ahora, con acceso completo a la edición digital de Canadian Metalworking, tendrá fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
Ahora, con acceso completo a la edición digital de Made in Canada y Welding, tendrá fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
Randy McDonald, exgerente de producto de Overtone, comparte consejos y trucos basados ​​en sus 40 años de experiencia. Utilizando una pulidora de velocidad variable FEIN WPO 14-25E y accesorios de acabado y pulido de la amplia gama de accesorios de pulido de FEIN Canadá, Randy nos guía paso a paso por el proceso.