As pessoas geralmente compram aço inoxidável pré-usinado, o que aumenta a complexidade do material que os operadores devem considerar.
Como a maioria dos materiais, o aço inoxidável tem 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 corrosão. Essa resistência à corrosão pode ser melhorada ainda mais aumentando o teor de cromo e adicionando agentes de liga adicionais.
As propriedades de “aço inoxidável” do material, a baixa manutenção, a durabilidade e os diversos acabamentos de superfície o tornam adequado para indústrias como construção, móveis, alimentos e bebidas, médica e muitas outras aplicações que exigem a resistência e a corrosão do aço.
O aço inoxidável tende a ser mais caro do que outros aços. No entanto, ele oferece vantagens na relação resistência-peso, permitindo o uso de espessuras de material mais finas em comparação aos tipos convencionais, o que pode levar à economia de custos. Devido ao seu custo geral, as lojas precisam garantir que estão usando as ferramentas certas para evitar desperdícios e retrabalhos dispendiosos deste material.
O aço inoxidável é geralmente considerado difícil de soldar porque dissipa calor rapidamente e requer muito cuidado nas etapas de acabamento final e polimento.
Trabalhar com aço inoxidável geralmente requer um soldador ou operador mais experiente do que trabalhar com aço carbono, que tende a ser mais resiliente. Sua latitude 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 de seu acabamento”, diz Jonathan Douville, gerente sênior de produtos para pesquisa e desenvolvimento internacional na Walter Surface Technologies em Pointe-Claire, Quebec. “Isso aumenta as restrições que os operadores precisam considerar.”
Seja um acabamento texturizado linear tamanho 4 ou um acabamento espelhado 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 essenciais para garantir uma boa produção das peças.
“Ao trabalhar com este material, a primeira coisa a fazer é garantir que ele esteja limpo, limpo, limpo”, disse Rick Hatelt, gerente do Canadá para a PFERD Ontario, Mississauga, Ontário. “É muito importante garantir uma atmosfera limpa (sem carbono), limpando o aço inoxidável para remover impurezas que podem causar oxidação (ferrugem) posteriormente e para impedir a reconstrução da camada de passivação, criando uma camada protetora para minimizar a oxidação.”
Ao usar aço inoxidável, o material e o ambiente ao redor devem ser limpos. Remover resíduos de óleo e plástico dos materiais é um bom começo. Contaminantes no aço inoxidável podem causar oxidação, mas também podem ser problemáticos durante a soldagem e causar defeitos. Portanto, é importante limpar a superfície antes de começar a soldar.
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 loja liga muitos ventiladores ou usa condicionadores de ar para resfriar os trabalhadores, o que pode empurrar contaminantes para o chão ou fazer com que a condensação goteje ou se acumule nas matérias-primas. Isso é especialmente desafiador quando partículas de aço carbono são sopradas sobre o aço inoxidável. Separar esses materiais e mantê-los em um ambiente limpo faz uma grande diferença quando se trata de 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 de inverno, é importante escolher o tipo certo de aço inoxidável. Douville explicou que a maioria das lojas inicialmente escolheu o 304 por causa do preço. Mas se uma loja fosse usar o material ao ar livre, ele recomendaria trocar para o 316, mesmo que custasse 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, fazendo com que ela enferruje novamente.
“A preparação da solda é importante por uma série de razões fundamentais”, afirma Gabi Miholics, especialista em desenvolvimento de aplicações da Divisão de Sistemas Abrasivos da 3M Canadá, Londres, Ontário. “A remoção de ferrugem, tinta e chanfros é essencial para uma soldagem adequada. Não deve haver 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 chanfrar o material para garantir a adesão e a resistência adequadas da solda.
Para soldagem de aço inoxidável, é importante selecionar o metal de adição correto para o grau utilizado. O aço inoxidável é particularmente sensível e exige que as costuras de soldagem sejam certificadas com o mesmo tipo de material. Por exemplo, o metal base 316 requer metal de adição 316. Os soldadores não podem usar qualquer tipo de metal de adição, cada grau de aço inoxidável requer um enchimento específico para uma soldagem adequada.
“Ao soldar aço inoxidável, o soldador realmente precisa ficar de olho na temperatura”, disse Michael Radaelli, gerente de produtos da Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. “Existem muitos dispositivos diferentes que podem ser usados ​​para medir a temperatura da solda e da peça conforme o soldador aquece, porque se houver uma rachadura no aço inoxidável, a peça estará basicamente danificada.”
Radaelli acrescentou que o soldador precisa ter certeza de não permanecer 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 de base pode causar superaquecimento e rachaduras.
“Soldar com aço inoxidável pode levar mais tempo, mas também é uma arte que exige mãos experientes”, disse Radaelli.
A preparação pós-soldagem depende realmente do produto final e de sua aplicação. Em alguns casos, explicou Miholics, a solda nunca é realmente vista, então apenas uma limpeza pós-soldagem limitada é necessária, e qualquer respingo perceptível é rapidamente removido. Ou a solda pode precisar ser nivelada ou limpa, mas nenhuma preparação de superfície específica é necessária. Se um acabamento fino ou espelhado for necessário, etapas de polimento mais elaboradas podem ser necessárias. Depende apenas da aplicação.
“O problema não é a cor”, disse Miholics. “Essa descoloração da superfície indica que as propriedades do metal mudaram e agora podem oxidar/enferrujar.”
Escolher uma ferramenta de acabamento de velocidade variável economizará tempo e dinheiro e permitirá que o operador iguale o acabamento.
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 superfícies, especialmente quando produtos químicos agressivos são usados. A limpeza inadequada pode impedir a formação de uma camada de passivação. É por isso que muitos especialistas recomendam a limpeza manual dessas peças soldadas.
“Quando você faz a limpeza manual, se não deixar o oxigênio reagir com a superfície por 24 ou 48 horas, não terá tempo para construir uma superfície passiva”, disse Douville. Ele explicou que a superfície precisa de oxigênio para reagir com o cromo na 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 vários materiais. No entanto, como mencionado anteriormente, o uso de aço inoxidável acrescenta algumas limitações. Reservar um tempo para limpar a peça é um bom primeiro passo, mas isso depende do ambiente em que ela está.
Hatelt disse que continua vendo áreas de trabalho contaminadas. Eliminar a presença de carbono no ambiente de trabalho em aço inoxidável é fundamental. Não é incomum que oficinas que usam aço mudem para aço inoxidável sem preparar adequadamente o ambiente de trabalho para esse material. Isso é um erro, especialmente se eles não conseguem separar os dois materiais ou comprar seu próprio conjunto de ferramentas.
"Se você tem uma escova de aço para lixar ou preparar aço inoxidável e a usa em aço carbono, não pode mais usar aço inoxidável", disse Radaelli. "As escovas agora estão contaminadas com carbono e enferrujam. Uma vez que as escovas sofrem contaminação cruzada, não podem ser limpas."
As lojas devem usar ferramentas separadas para preparar os materiais, mas também devem rotular as ferramentas como “somente aço inoxidável” para evitar contaminação desnecessária, disse Hatelt.
As oficinas devem considerar muitos fatores ao selecionar ferramentas de preparação de solda de aço inoxidável, incluindo opções de dissipação de calor, tipo de mineral, velocidade e tamanho do grão.
“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 carbono. O calor precisa ir para algum lugar, então há um revestimento que permite que o calor flua para a borda do disco em vez de ficar apenas onde você está desbastando. Naquele ponto, era o ideal.”
A escolha de um abrasivo também depende de como o acabamento geral deve ficar, ela acrescenta. Depende muito da opinião de quem vê. Os minerais de alumina em abrasivos são de longe o tipo mais comum usado nas etapas de acabamento. Para fazer o aço inoxidável parecer azul na superfície, o mineral carboneto de silício deve ser usado. Ele é mais afiado e deixa cortes mais profundos que refletem a luz de forma diferente, tornando-o azul. Se o operador estiver procurando por um acabamento de superfície específico ou exclusivo, é melhor conversar com o fornecedor.
“O RPM é um grande problema”, disse Hatelt. “Ferramentas diferentes exigem RPMs diferentes e, muitas vezes, funcionam muito rápido. Usar o RPM certo garante os melhores resultados, tanto em termos de rapidez quanto de qualidade do trabalho. Saiba qual acabamento você deseja e como medi-lo.”
Douville acrescentou que investir em ferramentas de acabamento de velocidade variável é uma maneira de superar problemas de velocidade. Muitos operadores tentam uma retificadora normal para acabamento, mas ela só tem alta velocidade para corte. Concluir o processo exige desacelerar. Escolher uma ferramenta de acabamento de velocidade variável economizará tempo e dinheiro e permitirá que o operador iguale o acabamento.
Além disso, a granulação é importante ao escolher um abrasivo. O operador deve começar com a melhor granulação para a aplicação.
Começando com uma granulação 60 ou 80 (média), o operador pode quase imediatamente passar para uma granulação 120 (fina) e para uma granulação 220 (muito fina), o que dará ao aço inoxidável um acabamento nº 4.
"Pode ser tão simples quanto três passos", disse Radaelli. "No entanto, se o operador estiver lidando com uma solda grande, ele não pode começar com uma granulação 60 ou 80, podendo optar por uma 24 (muito grossa) ou 36 (grossa). Isso adiciona um passo extra e pode ser difícil de remover em materiais com riscos profundos."
Além disso, adicionar um spray ou gel antirrespingo pode ser o melhor amigo do soldador, mas muitas vezes é esquecido ao soldar aço inoxidável, diz Douville. Peças com respingos precisam ser removidas, o que pode arranhar a superfície, exigir etapas adicionais de retificação e desperdiçar mais tempo. Essa etapa pode ser facilmente eliminada com um sistema antirrespingo.
Lindsay Luminoso, editora associada, contribui para a Metal Fabrication Canada e a Fabrication and Welding Canada. De 2014 a 2016, ela foi editora associada/editora da web na Metal Fabrication Canada, mais recentemente como editora associada da Design Engineering.
Luminoso é bacharel em Artes pela Carleton University, bacharel em Educação pela University of Ottawa e possui um certificado de pós-graduação em Livros, Revistas e Publicações Digitais pelo Centennial College.
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Randy McDonald, gerente de produtos aposentado da Overtone, compartilha dicas e sugestões de seus 40 anos de experiência. Usando uma polidora 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.