Spesso si acquista acciaio inossidabile prelavorato, il che aumenta la complessità del materiale che gli operatori devono prendere in considerazione.
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 agenti di lega.
Le proprietà "acciaio inossidabile", la bassa manutenzione, la durevolezza e le varie finiture superficiali del materiale lo rendono adatto a settori quali l'edilizia, l'arredamento, l'industria alimentare e delle bevande, quella medica e molte altre applicazioni che richiedono la resistenza e la resistenza alla corrosione dell'acciaio.
L'acciaio inossidabile tende a essere più costoso di altri acciai. Tuttavia, offre vantaggi nel rapporto resistenza/peso, consentendo l'uso di spessori di materiale più sottili rispetto ai gradi convenzionali, il che può comportare un risparmio sui costi. A causa del suo costo complessivo, i negozi devono assicurarsi di utilizzare gli strumenti giusti per evitare costosi sprechi e rilavorazioni di questo materiale.
L'acciaio inossidabile è generalmente considerato difficile da saldare perché dissipa rapidamente il calore e richiede molta cura nelle fasi finali di finitura e lucidatura.
Lavorare con l'acciaio inossidabile richiede in genere un saldatore o un operatore più esperto rispetto a lavorare con l'acciaio al carbonio, che tende a essere più resistente. La sua ampiezza di azione può ridursi quando vengono introdotti determinati parametri, soprattutto durante la saldatura. Dato l'elevato costo dell'acciaio inossidabile, è consigliabile che gli operatori più esperti ne facciano uso.
"Di solito, le persone acquistano l'acciaio inossidabile per la sua finitura", afferma Jonathan Douville, Senior Product Manager per la ricerca e lo sviluppo internazionale presso Walter Surface Technologies a Pointe-Claire, nel Quebec. "Ciò si aggiunge ai vincoli che gli operatori devono considerare".
Che si tratti di una finitura lineare di dimensione 4 o di una finitura a specchio di dimensione 8, l'operatore deve garantire 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 essenziali 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, responsabile nazionale Canada per PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. "È molto importante assicurarsi di avere 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 per ridurre al minimo l'ossidazione".
Quando si utilizza l'acciaio inossidabile, è necessario pulire il materiale e l'ambiente circostante. Un buon punto di partenza è la rimozione di residui di olio e plastica dai materiali. I contaminanti sull'acciaio inossidabile possono causare ossidazione, ma possono anche creare problemi durante la saldatura e causare difetti. Pertanto, è importante pulire la superficie prima di iniziare la saldatura.
Gli ambienti di lavoro non sono sempre i più puliti e la contaminazione incrociata può rappresentare un problema quando si lavora con acciaio inossidabile e al carbonio. Spesso un'officina utilizza molti ventilatori o condizionatori per raffreddare i lavoratori, il che può spingere i contaminanti sul pavimento o causare gocciolamenti o accumuli di condensa sulle materie prime. Ciò è particolarmente problematico quando particelle di acciaio al carbonio vengono soffiate sull'acciaio inossidabile. Separare questi materiali e mantenerli in un ambiente pulito fa una grande differenza quando si tratta di una saldatura efficace.
È importante rimuovere lo scolorimento per evitare che la ruggine si accumuli nel tempo e indebolisca la struttura complessiva. È anche consigliabile rimuovere la bluatura per uniformare il colore della superficie.
In Canada, a causa del freddo estremo e del clima invernale, è importante scegliere il giusto grado di acciaio inossidabile. Douville ha spiegato che la maggior parte dei negozi inizialmente ha scelto il 304 per il suo prezzo. Ma 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'esterno. Anche se la superficie viene pulita e si forma uno strato di passivazione, le condizioni esterne possono influire sulla superficie, erodendo lo strato di passivazione e infine causando nuovamente la ruggine.
"La preparazione della saldatura è importante per una serie di motivi fondamentali", afferma Gabi Miholics, specialista nello sviluppo di applicazioni, Divisione Sistemi Abrasivi, 3M Canada, London, Ontario. "Per una saldatura corretta è necessaria la rimozione di ruggine, vernice e smussi. Non devono esserci contaminanti sulla superficie di saldatura che potrebbero indebolire il legame."
Hatelt aggiunge che la pulizia della zona è essenziale, ma la preparazione pre-saldatura può anche includere la smussatura del materiale per garantire la corretta adesione e resistenza della saldatura.
Per la saldatura dell'acciaio inossidabile, è importante selezionare il metallo d'apporto corretto per il grado utilizzato. L'acciaio inossidabile è particolarmente sensibile e richiede che i giunti di saldatura siano certificati con lo stesso tipo di materiale. Ad esempio, il metallo di base 316 richiede un metallo d'apporto 316. I saldatori non possono usare qualsiasi tipo di metallo d'apporto, ogni grado di acciaio inossidabile richiede un materiale d'apporto specifico per una saldatura corretta.
"Quando si salda l'acciaio inossidabile, il saldatore deve davvero controllare la temperatura", ha affermato Michael Radaelli, product manager di Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. "Esistono molti dispositivi diversi che possono essere utilizzati per misurare la temperatura della saldatura e del pezzo mentre il saldatore si riscalda, perché se si verifica una crepa nell'acciaio inossidabile, il pezzo è sostanzialmente rovinato".
Radaelli ha aggiunto che il saldatore deve assicurarsi di non rimanere nella stessa area per molto tempo. 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 rottura.
"Saldare l'acciaio inossidabile può richiedere più tempo, ma è anche un'arte che richiede mani esperte", ha affermato Radaelli.
La preparazione post-saldatura dipende molto dal prodotto finale e dalla sua applicazione. In alcuni casi, ha spiegato Miholics, la saldatura non è mai visibile, quindi è richiesta solo una limitata pulizia post-saldatura e qualsiasi schizzo visibile viene rapidamente rimosso. Oppure potrebbe essere necessario livellare o pulire la saldatura, ma non è richiesta alcuna preparazione specifica della superficie. Se è richiesta una finitura fine o a specchio, potrebbero essere necessari passaggi di lucidatura più elaborati. Dipende dall'applicazione.
"Il problema non è il colore", ha affermato Miholics. "Questa decolorazione superficiale indica che le proprietà del metallo sono cambiate e ora possono ossidarsi/arrugginire".
Scegliendo uno strumento di finitura a velocità variabile si risparmia tempo e denaro e si consente all'operatore di ottenere una finitura ottimale.
È importante rimuovere lo scolorimento per evitare che la ruggine si accumuli nel tempo e indebolisca la struttura complessiva. È anche consigliabile rimuovere la bluatura 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 la pulizia manuale, se non si lascia che l'ossigeno reagisca con la superficie per 24 o 48 ore, non si ha il tempo di creare una superficie passiva", ha affermato Douville. Ha spiegato che la superficie ha bisogno dell'ossigeno per reagire con il cromo 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 per produttori e saldatori utilizzare più materiali. Tuttavia, come accennato in precedenza, l'uso dell'acciaio inossidabile comporta alcune limitazioni. Prendersi il tempo necessario per pulire il pezzo è un buon primo passo, ma la sua efficacia dipende dall'ambiente in cui si trova.
Hatelt ha affermato di vedere continuamente aree di lavoro contaminate. Eliminare la presenza di carbonio nell'ambiente di lavoro in 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 riescono a separare i due materiali o ad acquistare un proprio set di utensili.
"Se si usa una spazzola metallica per levigare o preparare l'acciaio inossidabile e la si usa sull'acciaio al carbonio, non è più possibile utilizzare l'acciaio inossidabile", ha detto Radaelli. "Le spazzole sono ora contaminate dal carbonio e arrugginiscono. Una volta contaminate, non possono essere pulite".
Hatelt ha affermato che i negozi dovrebbero utilizzare utensili separati per preparare i materiali, ma dovrebbero anche etichettare gli utensili con la dicitura "solo acciaio inossidabile" per evitare contaminazioni non necessarie.
Le officine devono considerare molti fattori quando selezionano gli utensili per la preparazione della 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 che dissipa il calore è un buon punto di partenza", ha detto Miholics. "L'acciaio inossidabile è molto duro e genera più calore durante la molatura rispetto all'acciaio dolce. Il calore deve essere distribuito da qualche parte, quindi esiste un rivestimento che permette al calore di fluire verso il bordo del disco invece di rimanere concentrato sulla zona di molatura. A quel punto, era l'ideale."
La scelta dell'abrasivo dipende anche da come deve apparire la finitura complessiva, aggiunge. Dipende molto dall'osservatore. I minerali di allumina negli abrasivi sono di gran lunga il tipo più comune utilizzato nelle fasi di finitura. Per far apparire blu la superficie dell'acciaio inossidabile, si dovrebbe usare il minerale carburo di silicio. È più affilato e lascia tagli più profondi che riflettono la luce in modo diverso, rendendola blu. Se l'operatore sta cercando una finitura superficiale specifica o unica, è meglio parlare con il fornitore.
"I giri al minuto sono un grosso problema", ha detto Hatelt. "Utensili diversi richiedono giri al minuto diversi e spesso funzionano troppo velocemente. Usare il giusto numero di giri al minuto garantisce i migliori risultati, sia in termini di velocità di esecuzione che di qualità del lavoro. Bisogna sapere che tipo di finitura si desidera e come misurarlo."
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 un'elevata velocità solo per il taglio. Per completare il processo è necessario rallentare. La scelta di un utensile di finitura a velocità variabile farà risparmiare tempo e denaro e consentirà all'operatore di ottenere una finitura adeguata.
Anche la grana è importante nella scelta dell'abrasivo. L'operatore dovrebbe iniziare con la grana più adatta all'applicazione.
Partendo da una grana 60 o 80 (media), l'operatore può passare quasi immediatamente a una grana 120 (fine) e poi a una grana 220 (molto fine), che conferirà all'acciaio inossidabile una finitura n. 4.
"Può essere semplice come tre passaggi", ha detto Radaelli. "Tuttavia, se l'operatore deve gestire saldature di grandi dimensioni, non può iniziare con una grana 60 o 80 e potrebbe scegliere una grana 24 (molto grossa) o 36 (grossa). Questo aggiunge un passaggio in più e può essere difficile da rimuovere nel materiale con graffi profondi."
Inoltre, l'aggiunta di uno spray o di un gel anti-schizzi può essere il miglior amico di un saldatore, ma spesso viene trascurato quando si salda l'acciaio inossidabile, afferma Douville. Le parti con schizzi devono essere rimosse, il che può graffiare la superficie, richiedere ulteriori passaggi di molatura e far perdere altro tempo. Questo passaggio può essere facilmente eliminato con un sistema anti-schizzi.
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 di recente, ha ricoperto il ruolo di redattrice associata per Design Engineering.
Luminoso ha conseguito una laurea in Lettere presso la Carleton University, una laurea in Scienze dell'Educazione presso l'Università di Ottawa e un certificato di specializzazione in Libri, Riviste ed Editoria Digitale presso il Centennial College.
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