Sembra troppo bello per essere vero, quindi qual è il problema? La saldatura è solitamente necessaria per realizzare quasi qualsiasi cosa da uno degli oltre 150 tipi di acciaio inossidabile. Saldare l'acciaio inossidabile è un'operazione complessa. Alcuni di questi problemi includono la presenza di ossido di cromo, come controllare l'apporto termico, quale processo di saldatura utilizzare, come gestire il cromo esavalente e come farlo correttamente.
Nonostante le difficoltà di saldatura e finitura di questo materiale, l'acciaio inossidabile rimane un'opzione popolare e talvolta l'unica per molti settori. Sapere come utilizzarlo in sicurezza e quando utilizzare ogni processo di saldatura è fondamentale per una saldatura di successo. Questa può essere la chiave per una carriera di successo.
Perché la saldatura dell'acciaio inossidabile è un compito così difficile? La risposta inizia dal modo in cui è stato creato. L'acciaio dolce, noto anche come acciaio dolce, viene miscelato con almeno il 10,5% di cromo per produrre acciaio inossidabile. Il cromo aggiunto forma uno strato di ossido di cromo sulla superficie dell'acciaio, che previene la maggior parte dei tipi di corrosione e ruggine. I produttori aggiungono quantità variabili di cromo e altri elementi all'acciaio per modificare la qualità del prodotto finale, e quindi utilizzano un sistema a tre cifre per differenziare le qualità.
Gli acciai inossidabili più comunemente utilizzati includono il 304 e il 316. Il più economico di questi è il 304, che contiene il 18% di cromo e l'8% di nichel ed è utilizzato in ogni ambito, dalle finiture per auto agli elettrodomestici da cucina. L'acciaio inossidabile 316 contiene meno cromo (16%) e più nichel (10%), ma contiene anche il 2% di molibdeno. Questo composto conferisce all'acciaio inossidabile 316 una maggiore resistenza ai cloruri e alle soluzioni di cloro, rendendolo la scelta migliore per gli ambienti marini e per l'industria chimica e farmaceutica.
Uno strato di ossido di cromo può garantire la qualità dell'acciaio inossidabile, ma è proprio questo che irrita i saldatori. Questa utile barriera aumenta la tensione superficiale del metallo, rallentando la formazione di un bagno di saldatura liquido. Un errore comune è quello di aumentare l'apporto termico, poiché un calore maggiore aumenta la fluidità del bagno. Tuttavia, questo può influire negativamente sull'acciaio inossidabile. Un calore eccessivo può causare ulteriore ossidazione e deformare o bruciare il metallo base. In combinazione con lamiere utilizzate in grandi settori come quello degli scarichi automobilistici, questo diventa una priorità assoluta.
Il calore distrugge perfettamente la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile. Un calore eccessivo viene utilizzato quando la saldatura o la zona termicamente alterata (ZTA) circostante diventano iridescenti. L'acciaio inossidabile ossidato produce colori sorprendenti che vanno dall'oro pallido al blu scuro e al viola. Questi colori sono un'ottima illustrazione, ma possono indicare saldature che potrebbero non soddisfare alcuni requisiti di saldatura. Le specifiche più rigorose non tollerano la colorazione delle saldature.
È generalmente accettato che la saldatura ad arco di tungsteno con protezione di gas (GTAW) sia la più adatta all'acciaio inossidabile. Storicamente, questo è sempre stato vero in senso generale. Lo è ancora quando cerchiamo di portare quei colori audaci nella tessitura artistica per soddisfare i più elevati standard qualitativi in ​​settori come l'energia nucleare e l'aerospaziale. Tuttavia, la moderna tecnologia di saldatura inverter ha reso la saldatura ad arco di tungsteno con protezione di gas (GMAW) lo standard per la produzione di acciaio inossidabile, non solo per i sistemi automatizzati o robotizzati.
Poiché il GMAW è un processo di alimentazione del filo semiautomatico, offre un'elevata velocità di deposito, che contribuisce a ridurre l'apporto di calore. Alcuni professionisti affermano che sia più facile da usare rispetto al GTAW perché si basa meno sull'abilità del saldatore e più su quella del generatore di saldatura. Questo è un punto controverso, ma la maggior parte dei moderni generatori GMAW utilizza linee sinergiche pre-programmate. Questi programmi sono progettati per impostare parametri come corrente e tensione, in base al metallo d'apporto inserito dall'utente, allo spessore del materiale, al tipo di gas e al diametro del filo.
Alcuni inverter possono regolare l'arco durante l'intero processo di saldatura per produrre un arco preciso e costante, gestire gli spazi tra i pezzi e mantenere elevate velocità di avanzamento per soddisfare gli standard di produzione e qualità. Questo è particolarmente vero per la saldatura automatizzata o robotizzata, ma si applica anche alla saldatura manuale. Alcuni generatori sul mercato offrono un'interfaccia touchscreen e controlli della torcia per una facile configurazione.
La saldatura dell'acciaio inossidabile è un'operazione complessa. Tra le problematiche più importanti rientrano la presenza di ossido di cromo, il controllo dell'apporto termico, il processo di saldatura da utilizzare, la gestione del cromo esavalente e la corretta esecuzione.
La scelta del gas corretto per la saldatura GTAW dipende solitamente dall'esperienza o dall'applicazione del test di saldatura. La saldatura GTAW, nota anche come saldatura a gas inerte al tungsteno (TIG), nella maggior parte dei casi utilizza solo un gas inerte, solitamente argon, elio o una miscela di entrambi. Un'iniezione impropria di gas di protezione o di calore può causare una saldatura eccessivamente bombata o a forma di corda, impedendone la miscelazione con il metallo circostante, con conseguente risultato antiestetico o inadatto. Determinare la miscela migliore per ogni saldatura può comportare molti tentativi ed errori. Le linee di produzione GMAW condivise contribuiscono a ridurre gli sprechi di tempo nelle nuove applicazioni, ma quando è richiesta la massima qualità, il metodo di saldatura GTAW rimane il metodo preferito.
La saldatura dell'acciaio inossidabile rappresenta un rischio per la salute di chi utilizza una torcia. Il pericolo maggiore è rappresentato dai fumi rilasciati durante il processo di saldatura. Il cromo riscaldato produce un composto chiamato cromo esavalente, noto per danneggiare l'apparato respiratorio, i reni, il fegato, la pelle e gli occhi e causare il cancro. I saldatori devono sempre indossare dispositivi di protezione individuale, incluso un respiratore, e assicurarsi che il locale sia ben ventilato prima di iniziare la saldatura.
I problemi dell'acciaio inossidabile non terminano con la saldatura. L'acciaio inossidabile richiede anche un'attenzione particolare nel processo di finitura. L'uso di una spazzola d'acciaio o di un tampone lucidante contaminato con acciaio al carbonio può danneggiare lo strato protettivo di ossido di cromo. Anche se il danno non è visibile, questi contaminanti possono rendere il prodotto finito suscettibile alla ruggine o ad altri tipi di corrosione.
Terrence Norris è Senior Applications Engineer presso Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo è una scrittrice freelance per Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
La moderna tecnologia di saldatura inverter ha reso la saldatura GMAW a gas lo standard per la produzione di acciaio inossidabile, non solo per i sistemi automatici o robotizzati.
WELDER, precedentemente chiamata Practical Welding Today, rappresenta le persone reali che realizzano i prodotti che utilizziamo e con cui lavoriamo ogni giorno. Questa rivista è al servizio della comunità di saldatura in Nord America da oltre 20 anni.
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