La gente a menudo compra 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 añadiendo agentes de aleación adicionales.
Las propiedades de “acero inoxidable” del material, su bajo mantenimiento, su durabilidad y los diversos acabados de superficie lo hacen adecuado para industrias como la construcción, el mueble, la alimentación y bebidas, la medicina y muchas otras aplicaciones que requieren la resistencia 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 de costos. Debido a su costo general, las tiendas deben asegurarse de utilizar las herramientas adecuadas para evitar desperdicios costosos y la repetición del trabajo de este material.
El acero inoxidable generalmente se considera difícil de soldar porque disipa el calor rápidamente y requiere gran 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 lo utilicen operadores más experimentados.
“La gente suele comprar acero inoxidable por su acabado”, afirma Jonathan Douville, gerente sénior de productos de investigación y desarrollo internacional de Walter Surface Technologies en Pointe-Claire, Quebec. “Esto se suma a las limitaciones que los operadores deben considerar”.
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 hay que hacer es asegurarse de que esté impecablemente limpio”, afirmó Rick Hatelt, gerente nacional de Canadá para PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. “Es fundamental garantizar una atmósfera limpia (sin carbono), limpiar el acero inoxidable para eliminar las impurezas que podrían causar oxidación posterior y evitar la reconstrucción de la capa de pasivación, creando así una capa protectora que minimice la oxidación”.
Al utilizar acero inoxidable, es necesario limpiar el material y el entorno que lo rodea. Un buen punto de partida es eliminar los residuos de aceite y plástico de los materiales. Los contaminantes del acero inoxidable pueden provocar oxidación, pero también pueden ser problemáticos durante la soldadura y causar defectos. Por lo tanto, es importante limpiar la superficie antes de empezar 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 enfriar 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 las partículas de acero al carbono se expulsan 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 garantizar que el óxido no se acumule con el tiempo y debilite la estructura general. También es bueno eliminar el azulado para emparejar 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 inicialmente eligieron el 304 debido a su precio, pero si una tienda usara el material en el exterior, 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 se limpia la superficie 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, London, 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 limpiar el área es esencial, pero la preparación previa a la soldadura también puede incluir biselar el material para asegurar la adhesión y resistencia adecuadas de la soldadura.
Para la soldadura de acero inoxidable, es importante seleccionar el metal de relleno 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 relleno 316. Los soldadores no pueden usar cualquier tipo de metal de relleno, cada grado de acero inoxidable requiere un relleno específico para una soldadura adecuada.
“Al soldar acero inoxidable, el soldador debe controlar mucho la temperatura”, dijo Michael Radaelli, gerente de producto de Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. “Existen muchos dispositivos diferentes que pueden usarse para medir la temperatura de la soldadura y de la pieza a medida que el soldador calienta, ya que si se produce una grieta en el acero inoxidable, la pieza prácticamente 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 a la soldadura limitada y cualquier salpicadura notable se elimina rápidamente. O puede ser 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, pueden requerirse pasos de pulido más elaborados. Simplemente 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”.
La elección de una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero y permitirá al operador igualar el acabado.
Es importante eliminar la decoloración para garantizar que el óxido no se acumule con el tiempo y debilite la estructura general. También es bueno eliminar el azulado para emparejar 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. Es por eso que muchos expertos recomiendan la limpieza manual de estas piezas soldadas.
“Cuando se realiza una limpieza manual, si no se permite que el oxígeno reaccione con la superficie durante 24 o 48 horas, no se 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 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 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 lijar o preparar acero inoxidable y lo usa en acero al carbono, ya no podrá usar acero inoxidable”, dijo Radaelli. “Los cepillos ahora están contaminados con carbono y se oxidan. Una vez que los cepillos se contaminan de forma cruzada, no se pueden limpiar”.
Las tiendas deberían usar herramientas separadas para preparar los materiales, pero también deberían etiquetar las herramientas como “sólo acero inoxidable” para evitar 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 genera más calor al desbastar que el acero dulce. El calor tiene que ir a alguna parte, por lo que hay un recubrimiento que permite que el calor fluya hacia el borde del disco en lugar de quedarse donde se está desbastando. En ese punto, era ideal”.
La elección de un abrasivo también depende de cómo debe verse el acabado general, agrega. "Realmente está en el ojo del observador". Los minerales de alúmina en abrasivos son, por lejos, el tipo más común utilizado en los pasos de acabado. Para que el acero inoxidable parezca azul en la superficie, se debe utilizar el mineral carburo de silicio. Es más afilado y deja cortes más profundos que reflejan la luz de manera diferente, lo que lo hace azul. Si el operador busca un acabado de superficie específico o único, es mejor hablar con el proveedor.
“Las RPM son un gran problema”, dijo Hatelt. “Cada herramienta requiere diferentes RPM y, a menudo, funcionan demasiado rápido. Usar las RPM correctas garantiza los mejores resultados, tanto en la rapidez como en 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 operadores prueban una amoladora normal para el acabado, pero solo tiene una alta velocidad para cortar. Completar el proceso requiere reducir la velocidad. Elegir una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero y permitirá al operador igualar 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 uno 220 (muy fino), que le dará al acero inoxidable un acabado n.° 4.
“Puede ser tan simple como tres pasos”, dijo Radaelli. “Sin embargo, si el operador trabaja con una soldadura grande, no puede empezar con un grano 60 u 80, y podría optar por un grano 24 (muy grueso) o 36 (grueso). Esto añade un paso extra y puede ser difícil de eliminar en materiales con 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 desperdiciar 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, más recientemente como editora asociada de Ingeniería de diseño.
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 del Centennial College.
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Randy McDonald, gerente de productos jubilado de Overtone, comparte consejos y sugerencias de sus 40 años de experiencia. Usando una pulidora de velocidad variable FEIN WPO 14-25E y accesorios de acabado y pulido de la amplia línea de accesorios de pulido de FEIN Canadá, Randy nos guía a través del proceso paso a paso.