Les gens achètent souvent de l’acier inoxydable préfabriqué, ce qui ajoute à la complexité du matériau que les opérateurs doivent prendre en compte.
Comme la plupart des matériaux, l'acier inoxydable présente de nombreux avantages et inconvénients. Un acier est considéré comme « acier inoxydable » si l'alliage contient au moins 10,5 % de chrome, qui forme une couche d'oxyde le rendant résistant aux acides et à la corrosion. Cette résistance à la corrosion peut être encore améliorée en augmentant la teneur en chrome et en ajoutant des additifs d'alliage.
Les propriétés du matériau « acier inoxydable », son faible entretien, sa durabilité et ses diverses finitions de surface le rendent adapté aux industries telles que la construction, l'ameublement, l'alimentation et les boissons, la médecine et de nombreuses autres applications nécessitant la résistance et la résistance à la corrosion de l'acier.
L'acier inoxydable a tendance à être plus cher que les autres aciers. Cependant, il offre un meilleur rapport résistance/poids grâce à sa faible épaisseur, ce qui peut engendrer des économies. Compte tenu de son coût global, les ateliers doivent s'assurer d'utiliser les bons outils pour éviter les gaspillages et les reprises coûteuses.
L'acier inoxydable est généralement considéré comme difficile à souder car il dissipe rapidement la chaleur et nécessite beaucoup de soin lors des étapes de finition et de polissage.
Travailler avec de l'acier inoxydable requiert généralement un soudeur ou un opérateur plus expérimenté que travailler avec de l'acier au carbone, généralement plus stable. Son amplitude peut être réduite en modifiant certains paramètres, notamment lors du soudage. Compte tenu de son coût élevé, il est plus judicieux de confier son utilisation à des opérateurs plus expérimentés.
« Les gens achètent généralement de l’acier inoxydable en raison de ses finitions », a déclaré Jonathan Douville, chef de produit principal, R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Québec. « Les gens achètent généralement de l’acier inoxydable en raison de ses finitions », a déclaré Jonathan Douville, chef de produit principal, R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Québec. «Je dois absolument acheter un article de qualité pour tous mes clients», — dit Jonathan Douvil, directeur principal de la production R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Qué. « Les gens achètent généralement de l’acier inoxydable pour sa finition », a déclaré Jonathan Douville, chef de produit principal, R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Québec.« Les gens achètent généralement de l'acier inoxydable pour sa finition », explique Jonathan Douville, directeur principal de la recherche et du développement international chez Walter Surface Technologies à Pointe-Claire, au Québec. « Cela ajoute aux contraintes que les opérateurs doivent prendre en compte. »
Qu'il s'agisse d'un revêtement texturé linéaire de taille 4 ou d'une finition miroir de taille 8, l'opérateur doit s'assurer que le matériau est doux pour le matériau et que le revêtement n'est pas endommagé lors de la manipulation et du traitement. Cela peut également limiter les possibilités de préparation et de nettoyage, pourtant essentielles à la production de pièces de qualité.
« Lorsqu'on travaille avec ce matériau, la première chose à faire est de s'assurer qu'il est propre, propre et encore propre », a déclaré Rick Hathelt, directeur régional PFERD pour le Canada et l'Ontario, à Mississauga (Ontario). « Il est essentiel de veiller à une atmosphère propre (sans carbone) lors du nettoyage de l'acier inoxydable afin d'éliminer les impuretés susceptibles de provoquer ultérieurement l'oxydation (rouille) et d'empêcher la couche de passivation de se reconstituer en créant une couche protectrice qui minimise l'oxydation. »
Lors de l'utilisation d'acier inoxydable, le matériau et l'environnement doivent être nettoyés. L'élimination des résidus d'huile et de plastique est un bon début. Les contaminants présents sur l'acier inoxydable peuvent provoquer de l'oxydation, mais ils peuvent également créer des problèmes lors du soudage et provoquer des défauts. Il est donc important de nettoyer la surface avant le brasage.
L'environnement de l'atelier n'est pas toujours des plus propres et la contamination croisée peut poser problème lors du travail avec l'acier inoxydable et l'acier au carbone. Souvent, l'atelier utilise de nombreux ventilateurs ou climatiseurs pour refroidir les travailleurs, ce qui peut entraîner des contaminants sur le sol ou provoquer des égouttements ou de la condensation sur les matières premières. Cela est particulièrement difficile lorsque des particules d'acier au carbone sont soufflées sur l'acier inoxydable. Séparer ces matériaux et les stocker dans un environnement propre est essentiel pour un soudage efficace.
Il est important d'éliminer la décoloration afin d'éviter que la rouille ne s'accumule au fil du temps et n'affaiblisse la structure globale. Il est également judicieux d'éliminer le bleuissement pour uniformiser la couleur de la surface.
Au Canada, en raison des conditions climatiques hivernales et du froid extrême, il est essentiel de choisir la bonne nuance d'acier inoxydable. Douville explique que la plupart des magasins choisissent initialement le 304 pour son prix. Cependant, si le magasin utilise ce matériau pour l'extérieur, il recommande le 316, même s'il coûte deux fois plus cher. Le 304 est sensible à la corrosion lorsqu'il est utilisé ou stocké à l'extérieur. Même si la surface est nettoyée et qu'une couche de passivation se forme, les conditions extérieures peuvent agir sur la surface, détruisant cette couche et provoquant à nouveau de la rouille.
« La préparation du soudage est importante pour plusieurs raisons fondamentales », explique Gabi Miholix, spécialiste du développement d'applications, division Systèmes abrasifs, 3M Canada, London, Ontario. « L'élimination de la rouille, de la peinture et des biseaux est essentielle pour un soudage correct. La surface de soudure doit être exempte de contaminants susceptibles de fragiliser le joint. »
Hatelt ajoute que le nettoyage de la zone est nécessaire, mais la préparation avant le soudage peut également inclure le chanfreinage du matériau pour assurer une adhérence et une résistance appropriées de la soudure.
Lors du soudage de l'acier inoxydable, il est important de sélectionner le métal d'apport adapté à la nuance utilisée. L'acier inoxydable est particulièrement sensible et nécessite des soudures certifiées pour le même type de matériau. Par exemple, le métal de base 316 nécessite un métal d'apport 316. Les soudeurs ne peuvent pas utiliser n'importe quel métal d'apport ; chaque nuance d'acier inoxydable nécessite un métal d'apport spécifique pour un soudage correct.
« Lors du soudage de l'acier inoxydable, le soudeur doit absolument surveiller la température », explique Michael Radaelli, chef de produit chez Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, Massachusetts. « Il existe de nombreux appareils permettant de mesurer la température de la soudure et de la pièce pendant la chauffe, car si une fissure apparaît dans l'acier inoxydable, la pièce est pratiquement détruite. »
Radaelli a ajouté que le soudeur doit veiller à ne pas rester trop longtemps au même endroit. Le soudage multicouche est un excellent moyen d'éviter la surchauffe du substrat. Un soudage prolongé de l'acier inoxydable de base peut entraîner une surchauffe et des fissures.
« Souder l’acier inoxydable peut prendre plus de temps, mais c’est aussi un art qui nécessite des mains expertes », a déclaré Radaelli.
La préparation après soudage dépend réellement du produit final et de son application. Dans certains cas, explique Miholix, la soudure n'est jamais visible, un nettoyage post-soudage limité suffit donc, et toute projection visible est rapidement éliminée. Il peut également être nécessaire de niveler ou de nettoyer la soudure, sans aucune préparation de surface particulière. Si une finition fine ou miroir est requise, des étapes de polissage plus poussées peuvent être nécessaires. Tout dépend de l'application.
« Le problème ne réside pas dans la couleur », a déclaré Miholic. « Cette décoloration de la surface indique que les propriétés du métal ont changé et qu'il risque de s'oxyder ou de rouiller. »
La sélection d’un outil de finition à vitesse variable permettra d’économiser du temps et de l’argent et permettra à l’opérateur de personnaliser la finition.
Il est important d'éliminer la décoloration afin d'éviter que la rouille ne s'accumule au fil du temps et n'affaiblisse la structure globale. Il est également judicieux d'éliminer le bleuissement pour uniformiser la couleur de la surface.
Le nettoyage peut endommager les surfaces, notamment avec des produits chimiques agressifs. Un nettoyage incorrect peut empêcher la formation d'une couche de passivation. C'est pourquoi de nombreux experts recommandent le nettoyage manuel de ces pièces soudées.
« Avec le nettoyage manuel, si l'oxygène ne réagit pas avec la surface pendant 24 ou 48 heures, on n'a pas le temps de créer une surface passive », explique Douville. Il explique que la surface a besoin d'oxygène pour réagir avec le chrome de l'alliage et former une couche de passivation. Dans certains ateliers, il est courant de nettoyer, d'emballer et d'expédier les pièces immédiatement, ce qui ralentit le processus et augmente le risque de corrosion.
Les fabricants et les soudeurs utilisent généralement plusieurs matériaux. Cependant, comme mentionné précédemment, l'utilisation de l'acier inoxydable impose certaines limites. Prendre le temps de nettoyer la pièce est une bonne première étape, mais son efficacité dépend de l'environnement dans lequel elle se trouve.
Hatelt a déclaré qu'il continuait de constater des emplois contaminés. La clé est d'éliminer la présence de carbone dans l'environnement de travail de l'acier inoxydable. Il n'est pas rare que les ateliers utilisant de l'acier passent à l'acier inoxydable sans avoir préparé correctement l'environnement de travail pour ce matériau. C'est une erreur, surtout s'ils ne peuvent pas séparer les deux matériaux ou acheter leur propre ensemble d'outils.
« Si vous utilisez une brosse métallique pour meuler ou préparer l'acier inoxydable sur de l'acier au carbone, vous ne pouvez plus utiliser d'acier inoxydable », a déclaré Radaelli. « Les brosses sont désormais contaminées par le carbone et la rouille. En cas de contamination croisée, elles ne peuvent plus être nettoyées. »
Les magasins doivent utiliser des outils séparés pour la préparation des matériaux, mais ils doivent également étiqueter les outils « en acier inoxydable uniquement » pour éviter toute contamination inutile, a déclaré Hatelt.
Les ateliers doivent prendre en compte de nombreux facteurs lors de la sélection des outils de préparation au soudage en acier inoxydable, notamment les options de dissipation de la chaleur, le type de minéral, la vitesse et la granulométrie.
« Choisir un abrasif appliqué dissipateur de chaleur est un bon début », a déclaré Miholix. « L'acier inoxydable est très dur et génère plus de chaleur lors du meulage que l'acier doux. La chaleur doit bien se diriger quelque part ; c'est pourquoi un revêtement permet à la chaleur de se diriger vers le bord du disque, plutôt que de rester exactement là où vous meulez. À ce stade, c'était parfait. »
Le choix de l'abrasif dépend également de l'aspect final recherché, ajoute-t-elle. Tout est une question d'appréciation. Les minéraux d'alumine contenus dans les abrasifs sont de loin les plus couramment utilisés pour les étapes de finition. Pour obtenir un aspect bleuté de l'acier inoxydable en surface, il est conseillé d'utiliser du carbure de silicium. Plus tranchant, il crée des entailles plus profondes qui réfléchissent différemment la lumière, lui conférant ainsi une couleur bleue. Si l'opérateur recherche un aspect de surface spécifique ou unique, il est préférable de contacter le fournisseur.
« La vitesse de rotation est un problème majeur », a déclaré Hatelt. « Les outils nécessitent des vitesses de rotation différentes et tournent souvent trop vite. Utiliser la bonne vitesse de rotation permet d'obtenir les meilleurs résultats possibles, tant en termes de rapidité d'exécution que de qualité. Déterminez le résultat souhaité et comment le mesurer. »
Douville a ajouté qu'investir dans des outils de finition à vitesse variable est une solution pour résoudre les problèmes de vitesse. De nombreux opérateurs utilisent une meuleuse classique pour la finition, mais celle-ci ne propose qu'une vitesse élevée pour la coupe. La réalisation du processus nécessite un ralentissement. Choisir un outil de finition à vitesse variable permet de gagner du temps et de l'argent, tout en permettant à l'opérateur de personnaliser la finition.
Le grain est également important lors du choix d'un abrasif. L'opérateur doit commencer par choisir le grain le plus adapté à l'application.
En commençant avec un grain 60 ou 80 (moyen), l'opérateur peut passer au grain 120 (fin) et 220 (très fin) presque immédiatement, ce qui donne à l'acier inoxydable une 4e place.
« Cela peut se faire en trois étapes seulement », a expliqué Radaelli. « Cependant, si l'opérateur travaille sur de grosses soudures, il ne peut pas commencer avec un grain de 60 ou 80 et peut choisir un grain de 24 (très gros) ou 36 (gros). Cela ajoute une étape supplémentaire et peut s'avérer difficile pour éliminer les rayures profondes dans le matériau. »
L'utilisation d'un spray ou d'un gel anti-projections peut également s'avérer précieuse pour le soudeur, mais elle est souvent négligée lors du soudage de l'acier inoxydable, explique Douville. Les projections doivent être éliminées, ce qui peut rayer la surface, nécessiter des étapes de ponçage supplémentaires et prendre plus de temps. Cette étape peut être facilement éliminée grâce à un système de protection anti-projections.
Lindsay Luminoso, rédactrice adjointe, contribue à la fois à Canadian Metalworking et à Canadian Fabricating & Welding. Lindsay Luminoso, rédactrice adjointe, contribue à la fois à Canadian Metalworking et à Canadian Fabricating & Welding. Lindsie Luminoso, rédactrice en chef, est votre spécialiste du travail des métaux au Canada, ainsi que de la fabrication et du soudage au Canada. Lindsey Luminoso, rédactrice adjointe, contribue à la fois à Canadian Metalworking et à Canadian Fabricating & Welding.Lindsey Luminoso, rédactrice adjointe, collabore à Metal Fabrication Canada et à Fabrication et Soudage Canada. Elle a été rédactrice adjointe et rédactrice web chez Metal Fabrication Canada de 2014 à 2016 et, plus récemment, rédactrice adjointe au département Design.
Luminoso est titulaire d’un baccalauréat ès arts de l’Université Carleton, d’un baccalauréat en éducation de l’Université d’Ottawa et d’un certificat d’études supérieures en livres, magazines et édition numérique du Centennial College.
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