Untuk memastikan pasivasi yang tepat, teknisi membersihkan las longitudinal dari bagian baja tahan karat yang digulung secara elektrokimia. Gambar milik Walter Surface Technologies
Bayangkan seorang produsen menandatangani kontrak yang melibatkan fabrikasi baja tahan karat utama. Lembaran logam dan bagian tabung dipotong, ditekuk, dan dilas sebelum sampai di stasiun penyelesaian. Komponen tersebut terdiri dari pelat yang dilas secara vertikal ke tabung. Lasannya terlihat bagus, tetapi hasilnya tidak sesuai dengan harapan pelanggan. Akibatnya, penggiling menghabiskan waktu untuk membuang lebih banyak logam las dari biasanya. Kemudian, sayangnya, muncul beberapa warna biru mencolok di permukaan - tanda yang jelas dari masukan panas yang terlalu banyak. Dalam hal ini, artinya komponen tersebut tidak akan memenuhi persyaratan pelanggan.
Sering dilakukan secara manual, penggerindaan dan penyelesaian akhir memerlukan keterampilan dan kecekatan. Kesalahan dalam penyelesaian akhir bisa sangat mahal, mengingat semua nilai yang telah diberikan pada benda kerja. Menambahkan material sensitif panas yang mahal seperti baja tahan karat, biaya pengerjaan ulang dan pemasangan skrap bisa lebih tinggi. Dikombinasikan dengan komplikasi seperti kontaminasi dan kegagalan pasivasi, pekerjaan baja tahan karat yang dulunya menguntungkan dapat berubah menjadi kecelakaan yang merugikan uang atau bahkan merusak reputasi.
Bagaimana produsen mencegah semua ini? Mereka dapat mulai dengan mengembangkan pengetahuan mereka tentang penggilingan dan penyelesaian, memahami peran masing-masing dan bagaimana pengaruhnya terhadap benda kerja baja tahan karat.
Keduanya tidaklah sinonim. Faktanya, setiap orang memiliki tujuan yang berbeda-beda. Penggerindaan menghilangkan material seperti duri dan logam las yang berlebih, sementara finishing memberikan lapisan akhir pada permukaan logam. Kebingungan ini dapat dimengerti, mengingat mereka yang menggerinda dengan roda gerinda besar menghilangkan banyak logam dengan sangat cepat, dan hal itu dapat meninggalkan goresan yang sangat dalam. Namun dalam penggerindaan, goresan hanyalah efek samping; tujuannya adalah menghilangkan material dengan cepat, terutama saat bekerja dengan logam yang sensitif terhadap panas seperti baja tahan karat.
Penyelesaian dilakukan secara bertahap, operator memulai dengan grit yang lebih besar dan berlanjut ke roda gerinda yang lebih halus, bahan abrasif nonwoven, dan mungkin kain felt dan pasta pemoles untuk mendapatkan hasil akhir seperti cermin. Tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil akhir tertentu (pola goresan). Setiap langkah (grit yang lebih halus) menghilangkan goresan yang lebih dalam dari langkah sebelumnya dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil.
Karena penggerindaan dan penyelesaian memiliki tujuan yang berbeda, keduanya sering kali tidak saling melengkapi dan malah dapat saling bertentangan jika strategi penggunaan bahan habis pakai yang salah. Untuk menghilangkan logam las yang berlebih, operator menggunakan roda gerinda untuk membuat goresan yang sangat dalam, lalu menyerahkan komponen tersebut ke penata, yang sekarang harus menghabiskan banyak waktu untuk menghilangkan goresan yang dalam tersebut. Urutan penggerindaan hingga penyelesaian ini mungkin masih menjadi cara yang paling efisien untuk memenuhi persyaratan penyelesaian pelanggan. Namun sekali lagi, keduanya bukanlah proses yang saling melengkapi.
Permukaan benda kerja yang dirancang agar dapat diproduksi secara umum tidak memerlukan penggerindaan dan penyelesaian. Komponen yang digerinda hanya memerlukan hal ini karena penggerindaan merupakan cara tercepat untuk menghilangkan las atau material lainnya, dan goresan dalam yang ditinggalkan oleh roda gerinda adalah hal yang diinginkan oleh pelanggan. Komponen yang hanya memerlukan penyelesaian diproduksi dengan cara yang tidak memerlukan pembuangan material yang berlebihan. Contoh umumnya adalah komponen baja tahan karat dengan las berpelindung gas tungsten yang indah, yang hanya perlu dipadukan dan dicocokkan dengan pola akhir substrat.
Penggiling dengan roda lepas-pasang rendah dapat menghadirkan tantangan signifikan saat bekerja dengan baja tahan karat. Selain itu, panas berlebih dapat menyebabkan warna kebiruan dan mengubah sifat material. Tujuannya adalah menjaga baja tahan karat sedingin mungkin selama proses berlangsung.
Untuk tujuan ini, ada baiknya memilih roda gerinda dengan tingkat penghilangan tercepat untuk aplikasi dan anggaran. Roda zirkonia menggiling lebih cepat daripada alumina, tetapi dalam sebagian besar kasus, roda keramik bekerja paling baik.
Partikel keramik yang sangat kuat dan tajam akan aus dengan cara yang unik. Karena hancur secara bertahap, partikel tersebut tidak menjadi rata, tetapi tetap tajam. Ini berarti partikel tersebut dapat menghilangkan material dengan sangat cepat, sering kali dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan roda gerinda lainnya. Hal ini secara umum membuat roda gerinda keramik sepadan dengan harganya. Roda gerinda ini ideal untuk aplikasi baja tahan karat karena dapat menghilangkan serpihan besar dengan cepat dan menghasilkan lebih sedikit panas dan distorsi.
Apa pun roda gerinda yang dipilih produsen, potensi kontaminasi perlu diingat. Sebagian besar produsen tahu bahwa mereka tidak dapat menggunakan roda gerinda yang sama pada baja karbon dan baja nirkarat. Banyak orang secara fisik memisahkan operasi penggilingan baja karbon dan baja nirkarat mereka. Bahkan percikan kecil baja karbon yang jatuh pada benda kerja baja nirkarat dapat menyebabkan masalah kontaminasi. Banyak industri, seperti industri farmasi dan nuklir, mengharuskan bahan habis pakai untuk dinilai bebas polusi. Ini berarti bahwa roda gerinda untuk baja nirkarat harus hampir bebas (kurang dari 0,1%) dari zat besi, sulfur, dan klorin.
Roda gerinda tidak dapat menggiling dirinya sendiri; mereka membutuhkan alat listrik. Siapa pun dapat menggembar-gemborkan manfaat roda gerinda atau alat listrik, tetapi kenyataannya adalah bahwa alat listrik dan roda gerindanya bekerja sebagai satu sistem. Roda gerinda keramik dirancang untuk penggiling sudut dengan jumlah daya dan torsi tertentu. Sementara beberapa penggiling udara memiliki spesifikasi yang diperlukan, sebagian besar penggilingan roda keramik dilakukan dengan alat listrik.
Penggiling dengan daya dan torsi yang tidak memadai dapat menimbulkan masalah serius, bahkan dengan bahan abrasif yang paling canggih sekalipun. Kurangnya daya dan torsi dapat mengakibatkan alat melambat secara signifikan di bawah tekanan, yang pada dasarnya mencegah partikel keramik pada roda penggiling melakukan apa yang seharusnya dilakukan: menghilangkan potongan logam besar dengan cepat, sehingga mengurangi jumlah material termal yang masuk ke roda penggiling.
Hal ini memperburuk lingkaran setan: Operator penggilingan melihat material tidak terbuang, jadi mereka secara naluriah mendorong lebih keras, yang pada gilirannya menciptakan panas berlebih dan kebiruan. Mereka akhirnya mendorong begitu keras hingga roda mengilap, yang membuat mereka bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak panas sebelum mereka menyadari bahwa mereka perlu mengganti roda. Jika Anda bekerja dengan cara ini pada tabung atau lembaran tipis, roda akan langsung menembus material.
Tentu saja, jika operator tidak terlatih dengan baik, bahkan dengan peralatan terbaik, lingkaran setan ini dapat terjadi, terutama jika menyangkut tekanan yang mereka berikan pada benda kerja. Praktik terbaik adalah mendekati mungkin nilai arus nominal penggiling. Jika operator menggunakan penggiling 10 amp, mereka harus menekan sangat keras sehingga penggiling menarik sekitar 10 amp.
Menggunakan amperemeter dapat membantu menstandardisasi operasi penggilingan jika pabrikan memproses baja tahan karat yang mahal dalam jumlah besar. Tentu saja, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan amperemeter secara teratur, jadi cara terbaik adalah mendengarkannya dengan saksama. Jika operator mendengar dan merasakan RPM turun dengan cepat, mereka mungkin menekan terlalu keras.
Mendengarkan sentuhan yang terlalu ringan (misalnya tekanan yang terlalu sedikit) bisa jadi sulit, jadi dalam kasus ini, memperhatikan aliran percikan dapat membantu. Mengasah baja tahan karat akan menghasilkan percikan yang lebih gelap daripada baja karbon, tetapi percikan tersebut seharusnya masih dapat terlihat dan menonjol dari area kerja secara konsisten. Jika operator tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan, hal itu mungkin terjadi karena mereka tidak memberikan tekanan yang cukup atau roda yang diglasir.
Operator juga perlu menjaga sudut kerja yang konsisten. Jika mereka mendekati benda kerja pada sudut yang hampir datar (hampir sejajar dengan benda kerja), hal itu dapat menyebabkan panas berlebih; ​​jika mereka mendekati pada sudut yang terlalu tinggi (hampir vertikal), mereka berisiko menancapkan tepi roda ke dalam logam. Jika mereka menggunakan roda Tipe 27, mereka harus mendekati pekerjaan pada sudut 20 hingga 30 derajat. Jika mereka memiliki roda Tipe 29, sudut kerja mereka harus sekitar 10 derajat.
Roda gerinda tipe 28 (meruncing) biasanya digunakan untuk menggerinda pada permukaan datar guna menghilangkan material pada lintasan penggerindaan yang lebih lebar. Roda yang meruncing ini juga bekerja paling baik pada sudut penggerindaan yang lebih rendah (sekitar 5 derajat), sehingga membantu mengurangi kelelahan operator.
Hal ini menimbulkan faktor krusial lainnya: memilih jenis roda gerinda yang tepat. Roda Tipe 27 memiliki titik kontak pada permukaan logam; roda Tipe 28 memiliki garis kontak karena bentuknya yang kerucut; roda Tipe 29 memiliki permukaan kontak.
Roda Tipe 27 yang paling umum sejauh ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, tetapi bentuknya menyulitkan penanganan komponen dengan profil dan lengkungan yang dalam, seperti rakitan tabung baja tahan karat yang dilas. Bentuk profil roda Tipe 29 memudahkan operator yang perlu menggiling kombinasi permukaan lengkung dan datar. Roda Tipe 29 melakukan ini dengan meningkatkan luas kontak permukaan, yang berarti operator tidak perlu menghabiskan banyak waktu menggiling di setiap lokasi – strategi yang baik untuk mengurangi penumpukan panas.
Faktanya, hal ini berlaku untuk semua roda gerinda. Saat menggerinda, operator tidak boleh tinggal di tempat yang sama untuk waktu yang lama. Misalkan seorang operator sedang membuang logam dari fillet sepanjang beberapa kaki. Ia dapat mengendalikan roda dengan gerakan naik turun yang pendek, tetapi hal itu dapat membuat benda kerja menjadi terlalu panas karena ia menahan roda di area yang kecil untuk waktu yang lama. Untuk mengurangi masukan panas, operator dapat melintasi seluruh lasan dalam satu arah di dekat satu ujung, kemudian mengangkat alat (memberi waktu pada benda kerja untuk mendingin) dan melintasi benda kerja dalam arah yang sama di dekat ujung lainnya. Teknik lain berhasil, tetapi semuanya memiliki satu kesamaan: menghindari panas berlebih dengan menjaga roda gerinda tetap bergerak.
Teknik "carding" yang umum digunakan juga membantu untuk mencapai hal ini.Misalkan operator sedang menggiling las tumpul dalam posisi datar.Untuk mengurangi tekanan termal dan penggalian berlebih, ia menghindari mendorong penggiling di sepanjang sambungan.Sebaliknya, ia mulai dari ujung dan menarik penggiling di sepanjang sambungan.Ini juga mencegah roda menggali terlalu dalam ke material.
Tentu saja, teknik apa pun dapat membuat logam menjadi terlalu panas jika operator bekerja terlalu lambat. Jika bekerja terlalu lambat, operator akan membuat benda kerja menjadi terlalu panas; jika bekerja terlalu cepat, penggilingan dapat memakan waktu lama. Menemukan titik optimum laju umpan biasanya memerlukan pengalaman. Namun, jika operator tidak terbiasa dengan pekerjaan tersebut, mereka dapat menggiling sisa-sisa untuk mendapatkan "rasa" laju umpan yang tepat untuk benda kerja yang sedang dikerjakan.
Strategi penyelesaian berpusat pada kondisi permukaan material saat tiba dan meninggalkan departemen penyelesaian. Tentukan titik awal (kondisi permukaan yang diterima) dan titik akhir (hasil akhir yang dibutuhkan), lalu buat rencana untuk menemukan jalur terbaik antara kedua titik tersebut.
Seringkali jalur terbaik tidak dimulai dengan bahan abrasif yang sangat agresif. Ini mungkin terdengar berlawanan dengan intuisi. Lagi pula, mengapa tidak memulai dengan pasir kasar untuk mendapatkan permukaan yang kasar lalu beralih ke pasir yang lebih halus? Bukankah sangat tidak efisien untuk memulai dengan grit yang lebih halus?
Tidak harus, ini lagi-lagi berkaitan dengan sifat dari kolasi. Karena setiap langkah mencapai grit yang lebih kecil, kondisioner mengganti goresan yang lebih dalam dengan goresan yang lebih dangkal dan halus. Jika dimulai dengan amplas grit 40 atau cakram flip, goresan tersebut akan meninggalkan goresan yang dalam pada logam. Akan sangat bagus jika goresan tersebut menghasilkan permukaan yang mendekati hasil akhir yang diinginkan; itulah sebabnya persediaan finishing grit 40 ada. Akan tetapi, jika pelanggan meminta hasil akhir No. 4 (hasil akhir yang disikat terarah), goresan dalam yang dibuat oleh bahan abrasif No. 40 akan membutuhkan waktu lama untuk dihilangkan. Penghalus dapat turun melalui beberapa ukuran grit, atau menghabiskan waktu lama menggunakan bahan abrasif berbutir halus untuk menghilangkan goresan besar tersebut dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil. Semua ini tidak hanya tidak efisien, tetapi juga menghasilkan terlalu banyak panas pada benda kerja.
Tentu saja, menggunakan bahan abrasif berpasir halus pada permukaan kasar dapat berlangsung lambat dan, jika dikombinasikan dengan teknik yang buruk, akan menghasilkan terlalu banyak panas. Di sinilah cakram penutup dua-dalam-satu atau cakram penutup bertingkat dapat membantu. Cakram ini meliputi kain abrasif yang dikombinasikan dengan bahan perawatan permukaan. Cakram ini secara efektif memungkinkan penata rias menggunakan bahan abrasif untuk menghilangkan bahan sekaligus menghasilkan hasil akhir yang lebih halus.
Langkah berikutnya dalam penyelesaian akhir dapat melibatkan penggunaan kain nonwoven, yang menggambarkan fitur unik lain dari penyelesaian: proses tersebut bekerja paling baik dengan perkakas listrik berkecepatan variabel. Penggiling sudut siku-siku yang berjalan pada 10.000 RPM dapat bekerja dengan beberapa media penggiling, tetapi akan melelehkan beberapa kain nonwoven secara menyeluruh. Karena alasan ini, finisher mengurangi kecepatan menjadi antara 3.000 dan 6.000 RPM sebelum memulai langkah penyelesaian dengan kain nonwoven. Tentu saja, kecepatan yang tepat bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Misalnya, drum kain nonwoven biasanya berputar antara 3.000 dan 4.000 RPM, sementara cakram perawatan permukaan biasanya berputar antara 4.000 dan 6.000 RPM.
Memiliki alat yang tepat (penggiling kecepatan variabel, media penyelesaian berbeda) dan menentukan jumlah langkah optimal pada dasarnya menyediakan peta yang mengungkap jalur terbaik antara material yang masuk dan material yang telah selesai. Jalur yang tepat bervariasi berdasarkan aplikasi, tetapi pemangkas berpengalaman mengikuti jalur ini dengan menggunakan teknik pemangkasan yang serupa.
Rol non-woven melengkapi permukaan baja tahan karat. Untuk penyelesaian yang efisien dan masa pakai bahan habis pakai yang optimal, media penyelesaian yang berbeda berjalan pada RPM yang berbeda.
Pertama, mereka perlu waktu. Jika mereka melihat benda kerja baja tahan karat tipis menjadi panas, mereka berhenti menyelesaikan di satu area dan mulai di area lain. Atau mereka mungkin mengerjakan dua artefak berbeda di waktu yang bersamaan. Mereka mengerjakan sedikit di satu bagian lalu bagian yang lain, memberikan waktu pada benda kerja yang lain untuk mendingin.
Saat memoles hingga mengilap seperti cermin, pemoles dapat melakukan pemolesan silang dengan drum pemoles atau cakram pemoles, dalam arah tegak lurus terhadap langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menyorot area yang perlu dibaurkan dengan pola goresan sebelumnya, tetapi tetap tidak akan menghasilkan permukaan seperti mengilap seperti No. 8. Setelah semua goresan dihilangkan, kain felt dan roda penggosok diperlukan untuk menghasilkan lapisan mengilap yang diinginkan.
Untuk memperoleh hasil akhir yang tepat, produsen perlu menyediakan pekerja finishing dengan peralatan yang tepat, termasuk peralatan dan media sebenarnya, serta peralatan komunikasi, seperti menetapkan contoh standar guna menentukan seperti apa hasil akhir tertentu. Contoh-contoh ini (yang ditempel di dekat departemen finishing, dalam dokumen pelatihan, dan dalam literatur penjualan) membantu semua orang untuk mencapai tujuan yang sama.
Terkait perkakas aktual (termasuk perkakas listrik dan media abrasif), geometri komponen tertentu dapat menghadirkan tantangan bahkan bagi karyawan paling berpengalaman di departemen finishing. Di sinilah perkakas profesional dapat membantu.
Misalkan seorang operator perlu menyelesaikan perakitan pipa berdinding tipis dari baja tahan karat. Menggunakan cakram penutup atau bahkan drum dapat menimbulkan masalah, menyebabkan panas berlebih, dan terkadang bahkan menciptakan titik datar pada pipa itu sendiri. Di sini, sander sabuk yang dirancang untuk pipa dapat membantu. Sabuk pengangkut melilit sebagian besar diameter pipa, menyebarkan titik kontak, meningkatkan efisiensi dan mengurangi masukan panas. Meskipun demikian, seperti halnya hal lainnya, pembuat tetap perlu memindahkan sander sabuk ke area berbeda untuk mengurangi penumpukan panas berlebih dan menghindari kebiruan.
Hal yang sama berlaku untuk peralatan finishing profesional lainnya. Pertimbangkan sander sabuk jari yang dirancang untuk ruang sempit. Seorang finisher mungkin menggunakannya untuk mengikuti lasan fillet di antara dua papan pada sudut lancip. Alih-alih menggerakkan sander sabuk jari secara vertikal (seperti menggosok gigi), tukang kayu menggerakkannya secara horizontal di sepanjang ujung atas lasan fillet, lalu ujung bawah, sambil memastikan sander jari tidak berada di salah satu terlalu lama.
Pengelasan, penggilingan, dan penyelesaian akhir baja tahan karat menimbulkan komplikasi lain: memastikan pasivasi yang tepat. Setelah semua gangguan pada permukaan material ini, apakah masih ada kontaminan tersisa yang akan mencegah lapisan kromium baja tahan karat terbentuk secara alami di seluruh permukaan? Hal terakhir yang diinginkan produsen adalah pelanggan yang marah mengeluh tentang komponen yang berkarat atau terkontaminasi. Di sinilah pembersihan dan keterlacakan yang tepat berperan.
Pembersihan elektrokimia dapat membantu menghilangkan kontaminan untuk memastikan pasivasi yang tepat, tetapi kapan pembersihan ini harus dilakukan? Hal ini bergantung pada aplikasinya. Jika produsen membersihkan baja tahan karat untuk mendorong pasivasi penuh, mereka biasanya melakukannya segera setelah pengelasan. Kegagalan dalam melakukannya berarti media finishing dapat mengambil kontaminan permukaan dari benda kerja dan menyebarkannya ke tempat lain. Namun, untuk beberapa aplikasi kritis, produsen dapat memilih untuk memasukkan langkah pembersihan tambahan—bahkan mungkin menguji untuk pasivasi yang tepat sebelum baja tahan karat meninggalkan lantai pabrik.
Misalkan seorang produsen mengelas komponen baja tahan karat yang penting untuk industri nuklir. Seorang tukang las busur tungsten gas profesional membuat sambungan yang terlihat sempurna. Namun sekali lagi, ini adalah aplikasi yang penting. Seorang karyawan di departemen penyelesaian menggunakan sikat yang terhubung ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan las. Ia kemudian merapikan ujung las menggunakan kain abrasif dan kain pembersih non-woven dan mendapatkan hasil akhir yang disikat secara merata. Kemudian tibalah saatnya penyikatan terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Setelah didiamkan selama satu atau dua hari, gunakan perangkat uji genggam untuk menguji komponen tersebut guna memastikan pasivasinya tepat. Hasilnya, yang dicatat dan disimpan bersama pekerjaan, menunjukkan bahwa komponen tersebut telah sepenuhnya dipasifkan sebelum meninggalkan pabrik.
Pada sebagian besar pabrik manufaktur, penggilingan, penyempurnaan, dan pembersihan pasivasi baja tahan karat biasanya terjadi di bagian hilir. Bahkan, proses tersebut biasanya dilakukan sesaat sebelum pekerjaan dikirim.
Komponen yang diselesaikan dengan tidak benar menghasilkan sejumlah sisa dan pengerjaan ulang yang paling mahal, jadi masuk akal bagi produsen untuk meninjau kembali departemen penggilingan dan penyelesaian mereka. Peningkatan dalam penggilingan dan penyelesaian membantu mengatasi hambatan utama, meningkatkan kualitas, menghilangkan sakit kepala, dan yang terpenting, meningkatkan kepuasan pelanggan.
FABRICATOR adalah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknis, dan riwayat kasus yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah melayani industri ini sejak tahun 1970.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang sepenuhnya dapat diakses, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.