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Estrategias de preparación de soldadura para acero inoxidable

Como la mayoría de los materiales, el acero inoxidable ofrece muchas ventajas y desventajas. El acero se considera "inoxidable" si la aleación contiene al menos un 10,5 por ciento de cromo, lo que crea una capa de óxido que le confiere resistencia a los ácidos y la corrosión. Esta resistencia a la corrosión se puede aumentar aún más aumentando el contenido de cromo y agregando agentes de aleación adicionales.

La propiedad “inoxidable” del material, su bajo mantenimiento, durabilidad y varios acabados superficiales lo hacen adecuado para industrias como arquitectura, muebles, alimentos y bebidas, médicas y muchas otras aplicaciones donde se requiere tanto la fuerza del acero como la resistencia a la corrosión.


El acero inoxidable tiende a ser más caro que otras opciones de acero. Sin embargo, ofrece una ventaja de resistencia a peso, lo que permite su uso con un espesor de material reducido en comparación con los grados convencionales, lo que puede generar ahorros de costos. Debido a su costo general, los talleres deben asegurarse de que están trabajando con las herramientas adecuadas para evitar costosos desperdicios y reelaboraciones de este material.


El acero inoxidable a menudo se considera difícil de soldar debido a su rápida disipación de calor y al cuidado significativo que requiere en la etapa final de acabado y pulido.



Trabajando con acero inoxidable

Trabajar con acero inoxidable generalmente requiere un soldador u operador más veterano que uno que trabaja con acero al carbono, que tiende a ser más resistente. Puede ser menos indulgente cuando se introducen ciertos parámetros, especialmente en el proceso de soldadura. Debido al alto costo del acero inoxidable, tiene sentido que un operador más experimentado trabaje con él.


“La gente suele comprar acero inoxidable debido a sus acabados”, dijo Jonathan Douville, gerente senior de productos, R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Que. "Esto agrega una restricción que el operador debe considerar".


Ya sea que se trate de un acabado de textura lineal n. ° 4 o un acabado de espejo n. ° 8, el operador debe asegurarse de respetar el material y no dañar el acabado durante la manipulación y el procesamiento. Esto también puede limitar las opciones de preparación y limpieza, que son esenciales para garantizar una buena producción de piezas.


“Cuando se trabaja con este material, una de las primeras cosas que hay que asegurarse es que esté limpio, limpio y limpio”, dijo Rick Hatelt, gerente de territorio de Ontario, PFERD Canadá, Mississauga, Ont. “Asegurarse de tener una atmósfera limpia (libre de carbono) es muy importante, al igual que la limpieza del acero inoxidable para eliminar las impurezas que pueden causar oxidación (herrumbre) más adelante y prohibir la reconstrucción de la capa pasiva, que crea la capa protectora para minimizar oxidación."



Al trabajar con acero inoxidable, es esencial que el material y el entorno circundante estén limpios. Eliminar los aceites y los residuos plásticos del material es un buen punto de partida. Los contaminantes en el acero inoxidable pueden provocar oxidación, pero también presentan un problema durante el proceso de soldadura y pueden causar defectos. Por eso es importante limpiar la superficie antes de comenzar a soldar.


Los entornos de los talleres no siempre son los más limpios y la contaminación cruzada puede ser problemática cuando se trabaja tanto con acero inoxidable como con aceros al carbono. A menudo, un taller tendrá varios ventiladores en funcionamiento o un aire acondicionado para enfriar a los trabajadores, lo que puede empujar los contaminantes por el piso o hacer que la condensación gotee o se acumule en la materia prima. Esto es particularmente desafiante cuando se soplan partículas de acero al carbono sobre acero inoxidable. Mantener estos materiales separados y en un entorno limpio marcará la diferencia cuando se trata de una soldadura eficaz.



Preparación previa a la soldadura

“Hay muchas razones básicas por las que la preparación previa a la soldadura es importante”, dijo Gabi Miholics, especialista en desarrollo de aplicaciones, división de sistemas abrasivos, 3M Canada Company, Londres, Ontario. “Es necesario eliminar el óxido, la pintura y el biselado para que se produzca una soldadura adecuada. No puede haber contaminantes en la superficie de la soldadura que puedan debilitar la unión ".

Hatelt agregó que limpiar el área es esencial, pero la preparación previa a la soldadura también puede incluir biselar el material para garantizar la adhesión y resistencia adecuadas de la soldadura.


Para soldar acero inoxidable, es importante elegir el metal de aportación adecuado para el grado que se está utilizando. El acero inoxidable es particularmente sensible y requiere que la soldadura esté certificada con el mismo tipo de material. Por ejemplo, el metal base 316 requiere un metal de aportación 316. Un soldador no puede usar cualquier tipo de metal de relleno, cada grado de acero inoxidable requiere un relleno específico para que se produzca una soldadura adecuada.


“Al soldar acero inoxidable, el soldador realmente tiene que vigilar la temperatura”, dijo Michael Radaelli, gerente de producto, Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, Mass. “Hay muchos dispositivos diferentes disponibles para medir la temperatura mientras el soldador está calentando la soldadura y la pieza, porque si se produce una grieta en el acero, la pieza está básicamente arruinada ".


Radaelli agregó que el soldador debe asegurarse de que no se quede en la misma sección por períodos prolongados. La soldadura multicapa es una buena forma de evitar el sobrecalentamiento del material base. La soldadura prolongada en la base de acero inoxidable hará que se sobrecaliente y se agriete.

“Soldar con acero inoxidable puede llevar más tiempo, pero también es un arte que requiere una mano experimentada”, dijo Radaelli.



Preparación posterior a la soldadura

La preparación posterior a la soldadura realmente depende del producto final y su aplicación. Miholics explicó que en algunas situaciones una costura de soldadura nunca se verá realmente, por lo que solo se requiere una limpieza limitada de la soldadura posterior con una eliminación rápida de cualquier salpicadura significativa. O puede ser necesario nivelar o limpiar una soldadura, pero no requiere un acabado específico. Si se necesita un acabado fino o de espejo, es posible que se requieran pasos de acabado más exhaustivos. Solo depende de la aplicación.

Un problema común que los operadores deben tener en cuenta es el azulado del material.

"No es tanto el color el problema", dijo Miholics. "Esta decoloración de la superficie indica que las propiedades del metal han cambiado y ahora está expuesto a oxidación / oxidación".


Es importante eliminar la decoloración para asegurarse de que el óxido no se acumule con el tiempo y debilite la estructura general. También es bueno eliminar el azulado para que la superficie tenga un color uniforme.

El proceso de limpieza puede dañar la superficie, especialmente si se realiza con productos químicos agresivos. Una limpieza inadecuada evita que se forme la capa pasiva. Es por eso que muchos de los expertos recomiendan la limpieza manual de estos componentes soldados.

“Al realizar la limpieza manual, si no dejas que el oxígeno reaccione con la superficie durante 24 o 48 horas, no tendrás tiempo para construir esa superficie pasiva”, dijo Douville. Explicó que la superficie necesita oxígeno para reaccionar con el cromo en la aleación para construir esa capa pasiva. Algunos talleres tienden a limpiar, envolver la pieza y enviarla de inmediato, lo que ralentiza este proceso y aumenta el riesgo de corrosión.



Ambiente de trabajo

Es común que los fabricantes y soldadores trabajen con una variedad de materiales. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, trabajar con acero inoxidable agrega algunas limitaciones. Tomarse el tiempo para limpiar la pieza es un buen primer paso, pero esto es tan bueno como el entorno en el que se realiza.

Hatelt dijo que ve áreas de trabajo contaminadas todo el tiempo. Eliminar la presencia de carbono en el entorno de trabajo del acero inoxidable es clave. Es común que los talleres que trabajan con acero pasen al acero inoxidable sin preparar adecuadamente el entorno de trabajo para este material. Esto es un error, especialmente si no pueden mantener los dos materiales separados o comprar cada uno su propio conjunto de herramientas.

“Si tiene un cepillo de alambre que se está usando para moler o preparar acero inoxidable, luego úselo en acero al carbono, no puede volver al acero inoxidable”, dijo Radaelli. “El cepillo ahora está contaminado con carbón y causará óxido. El cepillo no se puede limpiar una vez que se ha contaminado ".

Hatelt dijo que los talleres deben usar herramientas separadas para la preparación del material, pero también deben etiquetar las herramientas con "solo acero inoxidable" para evitar una contaminación innecesaria.



Abrasivos y otras herramientas

Los talleres deben tener en cuenta muchos factores al elegir herramientas para la preparación de soldadura de acero inoxidable, incluidas las opciones de disipación de calor, el tipo de mineral, la velocidad y el tamaño de grano.

“Elegir un abrasivo que tenga un recubrimiento disipador de calor es un gran comienzo”, dijo Miholics. “El acero inoxidable es tan duro que genera una cantidad significativa de calor, más que los aceros suaves, al moler. El calor tiene que ir a alguna parte, por lo que tener un recubrimiento que permita que el calor fluya hacia el borde del disco y no se asiente justo en el punto donde está moliendo es ideal ".


Añadió que la elección de un abrasivo también puede depender de cómo debería verse el acabado general. Realmente está en el ojo del espectador. Un mineral de óxido de aluminio en abrasivos es, con mucho, el tipo más común utilizado en los pasos de acabado. Para que el acero inoxidable se vea azul en la superficie, se debe usar un mineral de carburo de silicio. Es más nítido y dejará cortes más profundos que reflejan la luz de manera diferente, dándole ese color azul. Es bueno hablar con el proveedor si el operador está buscando un acabado de superficie específico o único.


“Las RPM son un gran problema”, dijo Hatelt. “Las diferentes herramientas requieren diferentes RPM y, por lo general, se ejecutan demasiado rápido. El uso de las RPM correctas asegura el mejor resultado, ya sea la velocidad para hacer el trabajo y lograr el acabado requerido. Conozca el acabado que se requiere y cómo se mide ".

Invertir en una herramienta de acabado de velocidad variable es una forma de superar los problemas de velocidad, agregó Douville. Muchos operadores intentan usar una amoladora normal para hacer el acabado, pero solo tiene una de alta velocidad para cortar. Es necesario reducir la velocidad para el proceso de acabado. La elección de una herramienta de acabado de velocidad variable ahorrará tiempo y dinero y permitirá al operador igualar el acabado.



Además, al elegir un abrasivo, el grano es importante. El operador debe comenzar con el grano más fino posible para la aplicación.

Comenzando con un grano 60 u 80 (medio), el operador puede saltar casi inmediatamente a un grano 120 (fino) y pasar a un grano 220 (muy fino) que hará que el acero inoxidable tenga un acabado No. 4.


“Puede ser tan simple como tres pasos”, dijo Radaelli. “Sin embargo, si el operador está trabajando con una soldadura grande, no puede comenzar con un grano de 60 u 80 y puede optar por un grano de 24 (muy grueso) o 36 (grueso). Esto agrega pasos adicionales y puede rayar profundamente el material que puede ser difícil de sacar ".

Además, agregar un aerosol o gel antisalpicaduras puede ser el mejor amigo de un soldador, dijo Douville, pero a menudo es algo que se pasa por alto al soldar acero inoxidable. Tener una pieza con salpicaduras requiere que sea removida, y eso puede rayar la superficie, requiriendo pasos adicionales de pulido y más tiempo perdido. El uso de un sistema antisalpicaduras puede eliminar este paso con facilidad.



Fuente: canadianmetalworking

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