Spesso si acquista acciaio inossidabile pre-lavorato, il che aumenta la complessità del materiale che gli operatori devono considerare.
Come la maggior parte dei materiali, l'acciaio inossidabile presenta numerosi vantaggi e svantaggi. Un acciaio è considerato "acciaio inossidabile" se la lega contiene almeno il 10,5% di cromo, che forma uno strato di ossido che lo rende resistente agli acidi e alla corrosione. Questa resistenza alla corrosione può essere ulteriormente migliorata aumentando il contenuto di cromo e aggiungendo ulteriori elementi di lega.
Le proprietà "dell'acciaio inossidabile", la bassa manutenzione, la durata e le varie finiture superficiali rendono questo materiale adatto a settori come l'edilizia, l'arredamento, l'industria alimentare e delle bevande, il settore medicale e molte altre applicazioni che richiedono la resistenza e la resistenza alla corrosione dell'acciaio.
L'acciaio inossidabile tende ad essere più costoso rispetto ad altri tipi di acciaio. Tuttavia, offre vantaggi in termini di rapporto resistenza-peso, consentendo l'utilizzo di spessori di materiale inferiori rispetto ai tipi convenzionali, il che può portare a un risparmio sui costi. A causa del suo costo complessivo, i negozi devono assicurarsi di utilizzare gli strumenti giusti per evitare sprechi e rilavorazioni costose di questo materiale.
L'acciaio inossidabile è generalmente considerato difficile da saldare perché dissipa rapidamente il calore e richiede grande attenzione nelle fasi finali di finitura e lucidatura.
Lavorare con l'acciaio inossidabile richiede generalmente un saldatore o un operatore più esperto rispetto all'acciaio al carbonio, che tende ad essere più resistente. La sua tolleranza può essere ridotta quando vengono introdotti determinati parametri, soprattutto durante la saldatura. Dato l'elevato costo dell'acciaio inossidabile, è opportuno che il suo utilizzo sia affidato a operatori più esperti.
"Di solito le persone acquistano l'acciaio inossidabile per la sua finitura", afferma Jonathan Douville, responsabile senior dei prodotti per la ricerca e lo sviluppo internazionale presso Walter Surface Technologies a Pointe-Claire, in Quebec. "Questo si aggiunge ai vincoli che gli operatori devono tenere in considerazione."
Che si tratti di una finitura a trama lineare di taglia 4 o di una finitura a specchio di taglia 8, l'operatore deve assicurarsi che il materiale venga rispettato e che la finitura non venga danneggiata durante la manipolazione e la lavorazione. Ciò può anche limitare le opzioni di preparazione e pulizia, che sono fondamentali per garantire una buona produzione dei pezzi.
"Quando si lavora con questo materiale, la prima cosa da fare è assicurarsi che sia pulito, pulito, pulito", ha affermato Rick Hatelt, Country Manager per il Canada di PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. "È fondamentale garantire un'atmosfera pulita (priva di carbonio), pulendo l'acciaio inossidabile per rimuovere le impurità che potrebbero causare ossidazione (ruggine) in seguito e per impedire la ricostruzione dello strato di passivazione, creando uno strato protettivo che minimizzi l'ossidazione."
Quando si utilizza l'acciaio inossidabile, è necessario pulire sia il materiale che l'ambiente circostante. Rimuovere olio e residui di plastica dai materiali è un buon punto di partenza. I contaminanti sull'acciaio inossidabile possono causare ossidazione, ma possono anche creare problemi durante la saldatura e provocare difetti. Pertanto, è importante pulire la superficie prima di iniziare a saldare.
Gli ambienti di lavoro in officina non sono sempre i più puliti e la contaminazione incrociata può rappresentare un problema quando si lavora con acciaio inossidabile e acciaio al carbonio. Spesso, in un'officina, vengono utilizzati molti ventilatori o condizionatori d'aria per rinfrescare i lavoratori, il che può spingere i contaminanti sul pavimento o causare la formazione di condensa sui materiali grezzi. Questo problema è particolarmente rilevante quando particelle di acciaio al carbonio vengono proiettate sull'acciaio inossidabile. Separare questi materiali e mantenerli in un ambiente pulito fa una grande differenza per una saldatura efficace.
È importante rimuovere le macchie per evitare che la ruggine si accumuli nel tempo e indebolisca la struttura complessiva. È inoltre consigliabile rimuovere l'azzurro per uniformare il colore della superficie.
In Canada, a causa del freddo estremo e delle rigide condizioni invernali, la scelta del giusto tipo di acciaio inossidabile è fondamentale. Douville ha spiegato che inizialmente la maggior parte dei negozi opta per il 304 a causa del suo prezzo. Tuttavia, se un negozio dovesse utilizzare il materiale all'esterno, consiglierebbe di passare al 316, anche se costa il doppio. Il 304 è soggetto a corrosione se utilizzato o conservato all'aperto. Anche se la superficie viene pulita e si forma uno strato di passivazione, le condizioni esterne possono alterare la superficie, erodendo lo strato di passivazione e causando infine la formazione di nuova ruggine.
"La preparazione della saldatura è importante per una serie di ragioni fondamentali", afferma Gabi Miholics, specialista nello sviluppo di applicazioni presso la divisione Sistemi Abrasivi di 3M Canada, London, Ontario. "La rimozione di ruggine, vernice e smussature è necessaria per una saldatura corretta. Non ci devono essere contaminazioni sulla superficie di saldatura che potrebbero indebolire il legame."
Hatelt aggiunge che la pulizia dell'area è essenziale, ma la preparazione pre-saldatura può includere anche la smussatura del materiale per garantire una corretta adesione e resistenza della saldatura.
Per la saldatura dell'acciaio inossidabile, è fondamentale selezionare il materiale d'apporto corretto per la qualità utilizzata. L'acciaio inossidabile è particolarmente delicato e richiede che le saldature siano certificate con lo stesso tipo di materiale. Ad esempio, l'acciaio inossidabile 316 richiede un materiale d'apporto 316. I saldatori non possono utilizzare un materiale d'apporto qualsiasi: ogni qualità di acciaio inossidabile richiede un materiale d'apporto specifico per una saldatura corretta.
"Quando si salda l'acciaio inossidabile, il saldatore deve assolutamente monitorare la temperatura", ha affermato Michael Radaelli, product manager di Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. "Esistono diversi dispositivi che possono essere utilizzati per misurare la temperatura della saldatura e del pezzo durante la fase di riscaldamento, perché se si forma una crepa nell'acciaio inossidabile, il pezzo è praticamente irrecuperabile."
Radaelli ha aggiunto che il saldatore deve assicurarsi di non rimanere a lungo nella stessa area. La saldatura multistrato è un ottimo modo per evitare il surriscaldamento del substrato. La saldatura prolungata dell'acciaio inossidabile di base può causarne il surriscaldamento e la formazione di crepe.
"Saldare l'acciaio inossidabile può richiedere più tempo, ma è anche un'arte che necessita di mani esperte", ha affermato Radaelli.
La preparazione post-saldatura dipende molto dal prodotto finale e dalla sua applicazione. In alcuni casi, spiega Miholics, la saldatura non è mai visibile, quindi è necessaria solo una pulizia post-saldatura limitata e gli eventuali schizzi evidenti vengono rimossi rapidamente. Oppure la saldatura potrebbe dover essere livellata o pulita, ma non è richiesta alcuna preparazione specifica della superficie. Se è richiesta una finitura liscia o a specchio, potrebbero essere necessari passaggi di lucidatura più elaborati. Dipende semplicemente dall'applicazione.
"Il problema non è il colore", ha affermato Miholics. "Questo scolorimento superficiale indica che le proprietà del metallo sono cambiate e ora può ossidarsi/arrugginirsi."
Scegliere un utensile di finitura a velocità variabile consentirà di risparmiare tempo e denaro e permetterà all'operatore di uniformare la finitura.
È importante rimuovere le macchie per evitare che la ruggine si accumuli nel tempo e indebolisca la struttura complessiva. È inoltre consigliabile rimuovere l'azzurro per uniformare il colore della superficie.
Il processo di pulizia può danneggiare le superfici, soprattutto se si utilizzano prodotti chimici aggressivi. Una pulizia impropria può impedire la formazione di uno strato di passivazione. Per questo motivo, molti esperti raccomandano la pulizia manuale di queste parti saldate.
"Quando si esegue una pulizia manuale, se non si permette all'ossigeno di reagire con la superficie per 24 o 48 ore, non si ha il tempo di creare uno strato passivante", ha affermato Douville. Ha spiegato che la superficie ha bisogno di ossigeno per reagire con il cromo presente nella lega e formare uno strato di passivazione. Alcuni negozi tendono a pulire, imballare i pezzi e spedirli immediatamente, il che rallenta il processo e aumenta il rischio di corrosione.
È comune che produttori e saldatori utilizzino materiali diversi. Tuttavia, come accennato in precedenza, l'uso dell'acciaio inossidabile comporta alcune limitazioni. Dedicare del tempo alla pulizia del pezzo è un buon primo passo, ma la sua efficacia dipende dall'ambiente in cui si trova.
Hatelt ha affermato di continuare a vedere aree di lavoro contaminate. Eliminare la presenza di carbonio nell'ambiente di lavoro dell'acciaio inossidabile è fondamentale. Non è raro che le officine che utilizzano l'acciaio passino all'acciaio inossidabile senza preparare adeguatamente l'ambiente di lavoro per questo materiale. Questo è un errore, soprattutto se non sono in grado di separare i due materiali o di acquistare i propri utensili.
"Se si utilizza una spazzola metallica per levigare o preparare l'acciaio inossidabile sull'acciaio al carbonio, non è più possibile utilizzarla su quest'ultimo", ha affermato Radaelli. "Le spazzole risultano contaminate dal carbonio e arrugginiscono. Una volta che le spazzole sono contaminate, non possono più essere pulite."
Secondo Hatelt, i negozi dovrebbero utilizzare strumenti separati per la preparazione dei materiali, ma dovrebbero anche etichettare gli strumenti con la dicitura "solo acciaio inossidabile" per evitare contaminazioni inutili.
Le officine dovrebbero considerare molti fattori nella scelta degli utensili di preparazione alla saldatura in acciaio inossidabile, tra cui le opzioni di dissipazione del calore, il tipo di minerale, la velocità e la granulometria.
"Scegliere un abrasivo con un rivestimento termodissipante è un buon punto di partenza", ha affermato Miholics. "L'acciaio inossidabile è molto duro e genera più calore durante la molatura rispetto all'acciaio dolce. Il calore deve pur disperdersi da qualche parte, quindi un rivestimento permette al calore di fluire verso il bordo del disco invece di rimanere concentrato nel punto di molatura. A quel punto, la situazione era ideale."
La scelta di un abrasivo dipende anche dall'aspetto finale desiderato, aggiunge. È davvero una questione di gusti personali. I minerali di allumina presenti negli abrasivi sono di gran lunga il tipo più comune utilizzato nelle fasi di finitura. Per far apparire l'acciaio inossidabile blu in superficie, si dovrebbe usare il carburo di silicio. È più tagliente e lascia tagli più profondi che riflettono la luce in modo diverso, conferendogli la colorazione blu. Se l'operatore desidera una finitura superficiale specifica o particolare, è consigliabile rivolgersi al fornitore.
"Il numero di giri al minuto (RPM) è un grosso problema", ha affermato Hatelt. "Strumenti diversi richiedono diversi RPM e spesso funzionano troppo velocemente. Utilizzare il RPM corretto garantisce i migliori risultati, sia in termini di velocità di esecuzione del lavoro che di qualità del lavoro stesso. Sapere quale finitura si desidera e come effettuare le misurazioni è fondamentale."
Douville ha aggiunto che investire in utensili di finitura a velocità variabile è un modo per superare i problemi di velocità. Molti operatori provano una normale smerigliatrice per la finitura, ma questa ha solo un'alta velocità per il taglio. Completare il processo richiede di rallentare. Scegliere un utensile di finitura a velocità variabile consentirà di risparmiare tempo e denaro e permetterà all'operatore di ottenere una finitura uniforme.
Inoltre, la granulometria è importante nella scelta di un abrasivo. L'operatore dovrebbe iniziare con la granulometria più adatta all'applicazione.
Partendo da una grana 60 o 80 (media), l'operatore può quasi immediatamente passare a una grana 120 (fine) e poi a una grana 220 (finissima), che conferirà all'acciaio inossidabile una finitura di livello 4.
"Può essere semplice come tre passaggi", ha detto Radaelli. "Tuttavia, se l'operatore ha a che fare con una saldatura di grandi dimensioni, non può iniziare con una grana 60 o 80 e potrebbe optare per una grana 24 (molto grossa) o 36 (grossa). Questo aggiunge un passaggio in più e può essere difficile da rimuovere se il materiale presenta graffi profondi."
Inoltre, l'aggiunta di uno spray o gel antispruzzo può essere un valido aiuto per un saldatore, ma spesso viene trascurata quando si salda l'acciaio inossidabile, afferma Douville. I pezzi con schizzi devono essere rimossi, il che può graffiare la superficie, richiedere ulteriori fasi di molatura e far perdere più tempo. Questo passaggio può essere facilmente eliminato con un sistema antispruzzo.
Lindsay Luminoso, redattrice associata, collabora con Metal Fabrication Canada e Fabrication and Welding Canada. Dal 2014 al 2016 è stata redattrice associata/redattrice web presso Metal Fabrication Canada, e più recentemente redattrice associata per Design Engineering.
Luminoso ha conseguito una laurea in Lettere (Bachelor of Arts) presso la Carleton University, una laurea in Scienze dell'Educazione (Bachelor of Education) presso l'Università di Ottawa e un certificato di specializzazione in Libri, Riviste ed Editoria Digitale presso il Centennial College.
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Randy McDonald, Product Manager in pensione presso Overtone, condivide consigli e suggerimenti frutto dei suoi 40 anni di esperienza. Utilizzando una lucidatrice a velocità variabile FEIN WPO 14-25E e accessori per la finitura e la lucidatura della vasta gamma di accessori per la lucidatura di FEIN Canada, Randy ci illustra il processo passo dopo passo.