Oft wird vorgefertigter Edelstahl gekauft, was die Komplexität des Materials, die die Betreiber berücksichtigen müssen, noch weiter erhöht.
Wie die meisten Materialien hat auch Edelstahl viele Vor- und Nachteile. Ein Stahl gilt als rostfrei, wenn die Legierung mindestens 10,5 % Chrom enthält. Chrom bildet eine Oxidschicht, die ihn säure- und korrosionsbeständig macht. Diese Korrosionsbeständigkeit kann durch Erhöhung des Chromgehalts und zusätzliche Legierungszusätze weiter verbessert werden.
Aufgrund seiner Materialeigenschaften, des geringen Wartungsaufwands, der Haltbarkeit und der verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten eignet sich Edelstahl für Branchen wie die Bau-, Möbel-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Medizinbranche und viele andere Anwendungen, in denen die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl erforderlich ist.
Edelstahl ist tendenziell teurer als andere Stähle. Er bietet jedoch ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, da er dünneres Material als herkömmliche Güten ermöglicht, was zu Kosteneinsparungen führen kann. Aufgrund der Gesamtkosten müssen Werkstätten auf die Verwendung der richtigen Werkzeuge achten, um kostspieligen Abfall und Nachbearbeitung dieses Materials zu vermeiden.
Edelstahl gilt im Allgemeinen als schwierig zu schweißen, da er Wärme schnell ableitet und bei der Endbearbeitung und Politur große Sorgfalt erfordert.
Die Bearbeitung von Edelstahl erfordert in der Regel einen erfahreneren Schweißer oder Bediener als die Bearbeitung von Kohlenstoffstahl, der tendenziell stabiler ist. Die Bandbreite kann durch die Einführung bestimmter Parameter, insbesondere beim Schweißen, reduziert werden. Aufgrund der hohen Kosten von Edelstahl ist die Verwendung durch erfahrenere Bediener sinnvoller.
„Die Leute kaufen Edelstahl normalerweise wegen seiner Oberfläche“, sagt Jonathan Douville, leitender Produktmanager für R&D International bei Walter Surface Technologies in Pointe-Claire, Que. „Die Leute kaufen Edelstahl normalerweise wegen seiner Oberfläche“, sagt Jonathan Douville, leitender Produktmanager für R&D International bei Walter Surface Technologies in Pointe-Claire, Que. „Es ist nicht möglich, einen neuen Stand für ein anderes Unternehmen zu kaufen“, sagte Jonathan Douvill, ein langjähriger Mitarbeiter für das Produkt R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Que. „Normalerweise kaufen die Leute Edelstahl wegen seiner Oberfläche“, sagt Jonathan Douville, Senior Product Manager, R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Que.„Edelstahl wird üblicherweise wegen seiner Oberflächenbeschaffenheit gekauft“, sagt Jonathan Douville, Senior Manager für internationale Forschung und Entwicklung bei Walter Surface Technologies in Pointe Claire, Quebec. „Das erhöht die Einschränkungen, die Betreiber berücksichtigen müssen.“
Unabhängig davon, ob es sich um eine lineare Strukturbeschichtung der Größe 4 oder eine Hochglanzbeschichtung der Größe 8 handelt, muss der Bediener sicherstellen, dass das Material schonend behandelt wird und die Beschichtung bei Handhabung und Verarbeitung nicht beschädigt wird. Dies kann auch die Vorbereitungs- und Reinigungsmöglichkeiten einschränken, die für die Herstellung hochwertiger Teile entscheidend sind.
„Bei der Arbeit mit diesem Material muss zunächst sichergestellt werden, dass es sauber, sauber und nochmals sauber ist“, sagte Rick Hathelt, PFERD-Gebietsleiter für Kanada, Ontario, Mississauga, Ontario. „Es ist sehr wichtig, beim Reinigen von Edelstahl auf eine saubere (kohlenstofffreie) Atmosphäre zu achten, um Verunreinigungen zu entfernen, die später zu Oxidation (Rostbildung) führen können, und um die Wiederherstellung der Passivierungsschicht zu verhindern, indem eine Schutzschicht gebildet wird, die die Oxidation minimiert.“
Bei der Verwendung von Edelstahl müssen Material und Umgebung gereinigt werden. Das Entfernen von Öl- und Kunststoffrückständen ist ein guter Anfang. Verunreinigungen auf Edelstahl können Oxidation verursachen, aber auch beim Schweißen Probleme bereiten und Defekte verursachen. Daher ist es wichtig, die Oberfläche vor dem Löten zu reinigen.
Die Werkstattumgebung ist nicht immer sauber, und Kreuzkontamination kann bei der Arbeit mit Edelstahl und Kohlenstoffstahl ein Problem darstellen. Oft laufen in der Werkstatt viele Ventilatoren oder Klimaanlagen, um die Arbeiter zu kühlen. Dadurch können Verunreinigungen auf den Boden gelangen oder sich Tropfen oder Kondenswasser auf den Rohmaterialien bilden. Dies ist besonders problematisch, wenn Kohlenstoffstahlpartikel auf Edelstahl geblasen werden. Die Trennung dieser Materialien und ihre Lagerung in einer sauberen Umgebung ist für effizientes Schweißen unerlässlich.
Es ist wichtig, Verfärbungen zu entfernen, damit sich im Laufe der Zeit kein Rost bildet und die Gesamtstruktur schwächt. Es ist auch sinnvoll, Blaufärbungen zu entfernen, um die Farbe der Oberfläche auszugleichen.
In Kanada ist es aufgrund der extremen Kälte und der winterlichen Wetterbedingungen sehr wichtig, die richtige Edelstahlsorte zu wählen. Douville erklärte, dass sich die meisten Geschäfte zunächst aufgrund des Preises für 304 entschieden. Sollten sie dieses Material jedoch im Außenbereich verwenden, würden sie empfehlen, auf 316 umzusteigen, obwohl dieser doppelt so teuer ist. 304 ist bei Verwendung oder Lagerung im Freien korrosionsanfällig. Selbst wenn die Oberfläche gereinigt und eine Passivierungsschicht gebildet wird, können äußere Einflüsse auf die Oberfläche einwirken, die Passivierungsschicht zerstören und schließlich erneut Rost verursachen.
„Die Schweißvorbereitung ist aus mehreren grundlegenden Gründen wichtig“, sagt Gabi Miholix, Anwendungsentwicklungsspezialistin, Abteilung Schleifsysteme, 3M Kanada, London, Ontario. „Das Entfernen von Rost, Farbe und Fasen ist für einwandfreies Schweißen unerlässlich. Die Schweißoberfläche muss frei von Verunreinigungen sein, die die Verbindung schwächen könnten.“
Hatelt fügt hinzu, dass eine Reinigung des Bereichs notwendig ist, die Vorbereitung vor dem Schweißen jedoch auch das Anfasen des Materials umfassen kann, um die richtige Haftung und Festigkeit der Schweißnaht sicherzustellen.
Beim Schweißen von Edelstahl ist es wichtig, den richtigen Schweißzusatz für die jeweilige Güte auszuwählen. Edelstahl ist besonders empfindlich und erfordert Schweißnähte, die für denselben Werkstoff zertifiziert sind. Beispielsweise erfordert Grundwerkstoff 316 den Schweißzusatz 316. Schweißer können nicht einfach jeden beliebigen Schweißzusatz verwenden, da jede Edelstahlsorte einen spezifischen Schweißzusatz für einwandfreies Schweißen benötigt.
„Beim Schweißen von Edelstahl muss der Schweißer die Temperatur unbedingt im Auge behalten“, sagte Michael Radaelli, Produktmanager bei Norton | Saint-Gobain Abrasives in Worcester, Massachusetts. „Es gibt viele verschiedene Geräte, mit denen sich die Temperatur der Schweißnaht und des Werkstücks messen lässt, während das Schweißgerät aufheizt. Denn sobald ein Riss im Edelstahl entsteht, ist das Werkstück praktisch zerstört.“
Radaelli fügte hinzu, dass der Schweißer darauf achten müsse, nicht zu lange an derselben Stelle zu bleiben. Mehrschichtschweißen ist eine gute Möglichkeit, eine Überhitzung des Substrats zu verhindern. Längeres Schweißen von rostfreiem Stahl kann zu Überhitzung und Rissen führen.
„Das Schweißen von Edelstahl kann länger dauern, aber es ist auch eine Kunst, die geschickte Hände erfordert“, sagte Radaelli.
Die Vorbereitung nach dem Schweißen hängt maßgeblich vom Endprodukt und dessen Anwendung ab. In manchen Fällen, so Miholix, sei die Schweißnaht nie sichtbar, sodass nur eine geringe Reinigung nach dem Schweißen erforderlich sei und sichtbare Schweißspritzer schnell entfernt würden. Oder die Schweißnaht müsse geglättet oder gereinigt werden, ohne dass eine spezielle Oberflächenvorbereitung erforderlich sei. Wird eine feine oder hochglänzende Oberfläche benötigt, seien möglicherweise aufwendigere Polierschritte erforderlich. Es hänge einfach von der Anwendung ab.
„Das Problem ist nicht die Farbe“, sagte Miholic. „Diese Verfärbung der Oberfläche deutet darauf hin, dass sich die Eigenschaften des Metalls verändert haben und es nun oxidieren/rosten kann.“
Durch die Auswahl eines Finishing-Werkzeugs mit variabler Geschwindigkeit sparen Sie Zeit und Geld und können den Bediener für eine individuelle Endbearbeitung entscheiden.
Es ist wichtig, Verfärbungen zu entfernen, damit sich im Laufe der Zeit kein Rost bildet und die Gesamtstruktur schwächt. Es ist auch sinnvoll, Blaufärbungen zu entfernen, um die Farbe der Oberfläche auszugleichen.
Der Reinigungsprozess kann Oberflächen beschädigen, insbesondere bei Verwendung aggressiver Chemikalien. Eine unsachgemäße Reinigung kann die Bildung einer Passivierungsschicht verhindern. Deshalb empfehlen viele Experten die manuelle Reinigung dieser Schweißteile.
„Wenn bei der manuellen Reinigung der Sauerstoff 24 bis 48 Stunden lang nicht mit der Oberfläche reagieren kann, bleibt keine Zeit, eine passive Oberfläche zu bilden“, sagte Douville. Er erklärte, dass die Oberfläche Sauerstoff benötigt, um mit dem Chrom in der Legierung zu reagieren und eine Passivierungsschicht zu bilden. In manchen Geschäften ist es üblich, Teile sofort zu reinigen, zu verpacken und zu versenden, was den Prozess verlangsamt und das Korrosionsrisiko erhöht.
Hersteller und Schweißer verwenden üblicherweise mehrere Materialien. Wie bereits erwähnt, bringt die Verwendung von Edelstahl jedoch einige Einschränkungen mit sich. Sich die Zeit zu nehmen, das Teil zu reinigen, ist ein guter erster Schritt, aber die Qualität hängt von der Umgebung ab, in der es eingesetzt wird.
Hatelt sagte, er sehe weiterhin kontaminierte Arbeitsplätze. Der Schlüssel liege darin, Kohlenstoff in der Edelstahl-Arbeitsumgebung zu eliminieren. Es komme nicht selten vor, dass Stahl verarbeitende Betriebe auf Edelstahl umsteigen, ohne die Arbeitsumgebung entsprechend vorzubereiten. Dies sei ein Fehler, insbesondere wenn sie die beiden Materialien nicht trennen oder sich kein eigenes Werkzeug anschaffen könnten.
„Wenn Sie eine Drahtbürste zum Schleifen oder Vorbereiten von Edelstahl verwenden und diese für Kohlenstoffstahl verwenden, können Sie Edelstahl nicht mehr verwenden“, sagte Radaelli. „Die Bürsten sind nun mit Kohlenstoff und Rost verunreinigt. Bei Kreuzkontamination können die Bürsten nicht mehr gereinigt werden.“
Die Geschäfte müssen separate Werkzeuge für die Materialvorbereitung verwenden, sie müssen die Werkzeuge aber auch mit der Aufschrift „Nur Edelstahl“ kennzeichnen, um unnötige Verunreinigungen zu vermeiden, sagte Hatelt.
Bei der Auswahl von Werkzeugen zur Schweißvorbereitung aus Edelstahl sollten Werkstätten viele Faktoren berücksichtigen, darunter Wärmeableitungsoptionen, Mineralart, Geschwindigkeit und Korngröße.
„Die Wahl eines wärmeableitenden Schleifmittels auf Unterlage ist ein guter Anfang“, sagte Miholix. „Edelstahl ist sehr hart und erzeugt beim Schleifen mehr Wärme als Baustahl. Die Wärme muss irgendwo hin, daher gibt es eine Beschichtung, die es ermöglicht, dass die Wärme zum Rand der Scheibe fließt, anstatt genau dort zu bleiben, wo man schleift. An diesem Punkt war es perfekt.“
Die Wahl des Schleifmittels hänge auch davon ab, wie das Endergebnis aussehen soll, fügt sie hinzu. Es liege im Auge des Betrachters. Aluminiumoxidmineralien in Schleifmitteln seien bei weitem die am häufigsten verwendeten für die Endbearbeitung. Um Edelstahl eine blaue Oberfläche zu verleihen, sollte das Mineral Siliziumkarbid verwendet werden. Es ist schärfer und hinterlässt tiefere Schnitte, die das Licht anders reflektieren und dadurch blau erscheinen lassen. Wenn der Anwender eine spezielle oder einzigartige Oberflächenbeschaffenheit wünscht, sollte er am besten mit dem Lieferanten sprechen.
„Die Drehzahl ist ein großes Problem“, sagte Hatelt. „Verschiedene Werkzeuge benötigen unterschiedliche Drehzahlen und laufen oft zu schnell. Die richtige Drehzahl führt zu optimalen Ergebnissen, sowohl hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit als auch der Qualität. Finden Sie heraus, welches Finish Sie wünschen und wie Sie es messen können.“
Douville fügte hinzu, dass die Investition in Schleifwerkzeuge mit variabler Geschwindigkeit eine Möglichkeit sei, Geschwindigkeitsprobleme zu lösen. Viele Anwender versuchen es mit einer herkömmlichen Schleifmaschine, die jedoch nur eine hohe Geschwindigkeit zum Schneiden bietet. Um den Prozess abzuschließen, muss die Geschwindigkeit verringert werden. Die Wahl eines Schleifwerkzeugs mit variabler Geschwindigkeit spart Zeit und Geld und ermöglicht dem Anwender, das Finish individuell anzupassen.
Auch die Körnung ist bei der Wahl des Schleifmittels wichtig. Der Anwender sollte zunächst die für die jeweilige Anwendung beste Körnung wählen.
Ausgehend von einer Körnung von 60 oder 80 (mittel) kann der Bediener fast sofort auf Körnung 120 (fein) und Körnung 220 (sehr fein) umsteigen, wodurch Edelstahl den 4. Platz belegt.
„Es könnten nur drei Schritte sein“, sagte Radaelli. „Bei großen Schweißnähten kann der Bediener jedoch nicht mit einer 60er- oder 80er-Körnung beginnen, sondern kann eine 24er (sehr grob) oder 36er (grob) Körnung wählen. Dies erfordert einen zusätzlichen Schritt und kann das Entfernen tiefer Kratzer im Material erschweren.“
Auch das Auftragen eines Anti-Spritzer-Sprays oder -Gels kann für Schweißer hilfreich sein, wird aber beim Schweißen von Edelstahl oft übersehen, so Douville. Spritzer müssen entfernt werden, was die Oberfläche zerkratzen, zusätzliche Schleifschritte erfordern und mehr Zeit in Anspruch nehmen kann. Mit einem Spritzschutzsystem lässt sich dieser Schritt leicht vermeiden.
Lindsay Luminoso, Mitherausgeberin, schreibt sowohl für Canadian Metalworking als auch für Canadian Fabricating & Welding. Lindsay Luminoso, Mitherausgeberin, schreibt sowohl für Canadian Metalworking als auch für Canadian Fabricating & Welding. Lindsy Luminosos, ein Experte, der sich mit Canadian Metalworking und Canadian Fabricating & Welding beschäftigt hat. Lindsey Luminoso, Mitherausgeberin, schreibt sowohl für Canadian Metalworking als auch für Canadian Fabricating & Welding.Lindsey Luminoso, Mitherausgeberin, schreibt für Metal Fabrication Canada und Fabrication and Welding Canada. Von 2014 bis 2016 war sie Mitherausgeberin/Webredakteurin bei Metal Fabrication Canada und zuletzt Mitherausgeberin in der Designabteilung.
Luminoso hat einen Bachelor of Arts von der Carleton University, einen Bachelor of Education von der University of Ottawa und ein Graduate Certificate in Books, Magazines und Digital Publishing vom Centennial College.
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