As pessoas costumam comprar aço inoxidável pré-usinado, o que aumenta a complexidade do material que os operadores precisam levar em consideração.
Assim como a maioria dos materiais, o aço inoxidável possui muitas vantagens e desvantagens. Um aço é considerado "aço inoxidável" se a liga contiver pelo menos 10,5% de cromo, que forma uma camada de óxido que o torna resistente a ácidos e à corrosão. Essa resistência à corrosão pode ser ainda mais aprimorada aumentando o teor de cromo e adicionando outros elementos de liga.
As propriedades do material, semelhantes às do aço inoxidável, a baixa necessidade de manutenção, a durabilidade e os diversos acabamentos de superfície o tornam adequado para indústrias como construção civil, mobiliário, alimentos e bebidas, medicina e muitas outras aplicações que exigem a resistência e a proteção contra corrosão do aço.
O aço inoxidável tende a ser mais caro do que outros tipos de aço. No entanto, oferece vantagens em termos de relação resistência/peso, permitindo o uso de materiais mais finos em comparação com os aços convencionais, o que pode gerar economia de custos. Devido ao seu custo elevado, as lojas precisam garantir que estão utilizando as ferramentas adequadas para evitar desperdício e retrabalho dispendiosos desse material.
O aço inoxidável é geralmente considerado difícil de soldar porque dissipa o calor rapidamente e requer muito cuidado nas etapas finais de acabamento e polimento.
Trabalhar com aço inoxidável geralmente exige um soldador ou operador mais experiente do que trabalhar com aço carbono, que tende a ser mais resistente. Sua tolerância pode ser reduzida quando certos parâmetros são introduzidos, especialmente durante a soldagem. Devido ao alto custo do aço inoxidável, faz sentido que operadores mais experientes o utilizem.
“As pessoas geralmente compram aço inoxidável por causa do seu acabamento”, diz Jonathan Douville, gerente sênior de produtos para pesquisa e desenvolvimento internacional da Walter Surface Technologies em Pointe-Claire, Quebec. “Isso aumenta as restrições que os operadores precisam levar em consideração.”
Seja um acabamento texturizado linear de tamanho 4 ou um acabamento espelhado de tamanho 8, o operador deve garantir que o material seja respeitado e que o acabamento não seja danificado durante o manuseio e o processamento. Isso também pode limitar as opções de preparação e limpeza, que são cruciais para garantir a produção de peças de qualidade.
“Ao trabalhar com esse material, a primeira coisa a fazer é garantir que ele esteja limpo, limpo e limpo”, disse Rick Hatelt, gerente nacional da PFERD Ontario no Canadá, em Mississauga, Ontário. “É muito importante garantir uma atmosfera limpa (livre de carbono), limpando o aço inoxidável para remover impurezas que possam causar oxidação (ferrugem) posteriormente e para impedir a reconstrução da camada de passivação, criando uma camada protetora para minimizar a oxidação.”
Ao utilizar aço inoxidável, o material e o ambiente circundante devem ser limpos. A remoção de óleo e resíduos plásticos dos materiais é um bom ponto de partida. Contaminantes no aço inoxidável podem causar oxidação, além de serem problemáticos durante a soldagem e causarem defeitos. Portanto, é importante limpar a superfície antes de iniciar a soldagem.
Os ambientes de oficina nem sempre são os mais limpos, e a contaminação cruzada pode ser um problema ao trabalhar com aço inoxidável e aço carbono. Muitas vezes, uma oficina utiliza ventiladores ou ar-condicionado para resfriar os trabalhadores, o que pode espalhar contaminantes pelo chão ou causar gotejamento e acúmulo de condensação sobre as matérias-primas. Isso é especialmente desafiador quando partículas de aço carbono são lançadas sobre o aço inoxidável. Separar esses materiais e mantê-los em um ambiente limpo faz uma grande diferença para uma soldagem eficaz.
É importante remover a descoloração para garantir que a ferrugem não se acumule com o tempo e enfraqueça a estrutura geral. Também é bom remover o azulamento para uniformizar a cor da superfície.
No Canadá, devido ao frio extremo e ao clima invernal, escolher o tipo certo de aço inoxidável é importante. Douville explicou que a maioria das lojas inicialmente optou pelo 304 por causa do preço. Mas, se uma loja fosse usar o material em ambientes externos, ele recomendaria a troca para o 316, mesmo que custe o dobro. O 304 é suscetível à corrosão se usado ou armazenado ao ar livre. Mesmo que a superfície seja limpa e uma camada de passivação se forme, as condições externas podem afetar a superfície, erodindo a camada de passivação e, eventualmente, causando ferrugem novamente.
“A preparação para a soldagem é importante por uma série de razões fundamentais”, afirma Gabi Miholics, especialista em desenvolvimento de aplicações da Divisão de Sistemas Abrasivos da 3M Canadá, em London, Ontário. “A remoção de ferrugem, tinta e chanfros é necessária para uma soldagem adequada. Não pode haver nenhuma contaminação na superfície de soldagem que possa enfraquecer a ligação.”
Hatelt acrescenta que a limpeza da área é essencial, mas a preparação pré-soldagem também pode incluir o chanfro do material para garantir a adesão e resistência adequadas da solda.
Para soldagem de aço inoxidável, é fundamental selecionar o metal de adição correto para a classe utilizada. O aço inoxidável é particularmente sensível e exige que as juntas de solda sejam certificadas com o mesmo tipo de material. Por exemplo, o metal base 316 requer metal de adição 316. Os soldadores não podem simplesmente usar qualquer tipo de metal de adição; cada classe de aço inoxidável requer um metal de adição específico para uma soldagem adequada.
“Ao soldar aço inoxidável, o soldador precisa ficar muito atento à temperatura”, disse Michael Radaelli, gerente de produto da Norton | Saint-Gobain Abrasives, em Worcester, Massachusetts. “Existem muitos dispositivos diferentes que podem ser usados ​​para medir a temperatura da solda e da peça à medida que o soldador aquece, porque se houver uma rachadura no aço inoxidável, a peça fica basicamente arruinada.”
Radaelli acrescentou que o soldador precisa garantir que não permaneça na mesma área por muito tempo. A soldagem multicamadas é uma ótima maneira de evitar o superaquecimento do substrato. A soldagem prolongada do aço inoxidável base pode causar superaquecimento e rachaduras.
“A soldagem com aço inoxidável pode ser mais demorada, mas também é uma arte que exige mãos experientes”, disse Radaelli.
A preparação pós-soldagem depende muito do produto final e de sua aplicação. Em alguns casos, explicou Miholics, a solda nunca fica visível, então apenas uma limpeza pós-soldagem mínima é necessária, e qualquer respingo perceptível é removido rapidamente. Ou a solda pode precisar ser nivelada ou limpa, mas nenhuma preparação específica da superfície é necessária. Se um acabamento fino ou espelhado for necessário, etapas de polimento mais elaboradas podem ser necessárias. Tudo depende da aplicação.
“O problema não é a cor”, disse Miholics. “Essa descoloração da superfície indica que as propriedades do metal mudaram e agora ele pode oxidar/enferrujar.”
Escolher uma ferramenta de acabamento com velocidade variável economizará tempo e dinheiro, além de permitir que o operador iguale o acabamento desejado.
É importante remover a descoloração para garantir que a ferrugem não se acumule com o tempo e enfraqueça a estrutura geral. Também é bom remover o azulamento para uniformizar a cor da superfície.
O processo de limpeza pode danificar as superfícies, especialmente quando são utilizados produtos químicos agressivos. Uma limpeza inadequada pode impedir a formação de uma camada de passivação. É por isso que muitos especialistas recomendam a limpeza manual dessas peças soldadas.
“Ao realizar a limpeza manual, se você não permitir que o oxigênio reaja com a superfície por 24 ou 48 horas, não haverá tempo suficiente para a formação de uma camada passiva”, disse Douville. Ele explicou que a superfície precisa de oxigênio para reagir com o cromo da liga e formar uma camada de passivação. Algumas lojas tendem a limpar, embalar as peças e enviá-las imediatamente, o que retarda o processo e aumenta o risco de corrosão.
É comum que fabricantes e soldadores utilizem diversos materiais. No entanto, como mencionado anteriormente, o uso de aço inoxidável impõe algumas limitações. Dedicar um tempo para limpar a peça é um bom primeiro passo, mas sua eficácia depende do ambiente em que ela se encontra.
Hatelt disse que continua vendo áreas de trabalho contaminadas. Eliminar a presença de carbono no ambiente de trabalho com aço inoxidável é fundamental. Não é incomum que oficinas que usam aço passem a usar aço inoxidável sem preparar adequadamente o ambiente de trabalho para esse material. Isso é um erro, principalmente se não for possível separar os dois materiais ou comprar um conjunto de ferramentas específico.
“Se você usa uma escova de arame para esmerilhar ou preparar aço inoxidável em aço carbono, não poderá mais usá-la em aço inoxidável”, disse Radaelli. “As escovas ficam contaminadas com carbono e enferrujam. Uma vez contaminadas, elas não podem mais ser limpas.”
As lojas devem usar ferramentas separadas para preparar os materiais, mas também devem etiquetar as ferramentas com a indicação "somente aço inoxidável" para evitar contaminação desnecessária, disse Hatelt.
Ao selecionar ferramentas de preparação de solda em aço inoxidável, as oficinas devem considerar diversos fatores, incluindo opções de dissipação de calor, tipo de mineral, velocidade e granulometria.
“Escolher um abrasivo com revestimento dissipador de calor é um bom ponto de partida”, disse Miholics. “O aço inoxidável é muito duro e gera mais calor durante o desbaste do que o aço comum. O calor precisa ser dissipado, então existe um revestimento que permite que o calor flua para a borda do disco, em vez de ficar concentrado na área de desbaste. Nesse ponto, era o ideal.”
A escolha do abrasivo também depende da aparência final desejada, acrescenta ela. É realmente uma questão de gosto. Os minerais de alumina em abrasivos são, de longe, o tipo mais comum usado em etapas de acabamento. Para que o aço inoxidável pareça azul na superfície, deve-se usar o mineral carbeto de silício. Ele é mais afiado e deixa cortes mais profundos que refletem a luz de maneira diferente, resultando na cor azul. Se o operador busca um acabamento de superfície específico ou exclusivo, o ideal é consultar o fornecedor.
“A rotação por minuto (RPM) é um grande problema”, disse Hatelt. “Ferramentas diferentes exigem RPMs diferentes e, muitas vezes, funcionam em velocidade excessiva. Usar a RPM correta garante os melhores resultados, tanto em termos de rapidez quanto de qualidade do trabalho. Saiba qual acabamento você deseja e como utilizá-lo.”
Douville acrescentou que investir em ferramentas de acabamento com velocidade variável é uma forma de superar problemas de velocidade. Muitos operadores tentam usar uma esmerilhadeira comum para o acabamento, mas ela só tem alta velocidade para corte. Concluir o processo exige reduzir a velocidade. Escolher uma ferramenta de acabamento com velocidade variável economizará tempo e dinheiro, além de permitir que o operador ajuste o acabamento conforme desejado.
Além disso, a granulometria é importante na escolha de um abrasivo. O operador deve começar com a granulometria mais adequada para a aplicação.
Começando com uma lixa de grão 60 ou 80 (médio), o operador pode passar quase imediatamente para uma de grão 120 (fino) e depois para uma de grão 220 (muito fino), o que dará ao aço inoxidável um acabamento nº 4.
“Pode ser tão simples quanto três etapas”, disse Radaelli. “No entanto, se o operador estiver lidando com uma solda grande, ele não pode começar com uma lixa de grão 60 ou 80 e pode optar por uma de grão 24 (muito grossa) ou 36 (grossa). Isso adiciona uma etapa extra e pode ser difícil de remover em materiais com arranhões profundos.”
Além disso, adicionar um spray ou gel anti-respingos pode ser o melhor amigo de um soldador, mas muitas vezes é esquecido ao soldar aço inoxidável, diz Douville. As peças com respingos precisam ser removidas, o que pode arranhar a superfície, exigir etapas adicionais de esmerilhamento e desperdiçar mais tempo. Essa etapa pode ser facilmente eliminada com um sistema anti-respingos.
Lindsay Luminoso, editora associada, contribui para as revistas Metal Fabrication Canada e Fabrication and Welding Canada. De 2014 a 2016, foi editora associada/editora web da Metal Fabrication Canada, tendo atuado mais recentemente como editora associada da revista Design Engineering.
Luminoso é bacharel em Artes pela Universidade Carleton, bacharel em Educação pela Universidade de Ottawa e possui um certificado de pós-graduação em Livros, Revistas e Publicação Digital pelo Centennial College.
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Randy McDonald, gerente de produto aposentado da Overtone, compartilha dicas e truques de seus 40 anos de experiência. Usando uma politriz de velocidade variável FEIN WPO 14-25E e acessórios de acabamento e polimento da vasta linha de acessórios de polimento da FEIN Canadá, Randy nos guia pelo processo passo a passo.