Untuk memastikan pasivasi yang tepat, teknisi membersihkan secara elektrokimia lasan memanjang pada bagian baja tahan karat yang digulung. Gambar milik Walter Surface Technologies
Bayangkan sebuah perusahaan manufaktur membuat kontrak yang melibatkan fabrikasi baja tahan karat utama. Lembaran logam dan bagian pipa dipotong, dibengkokkan, dan dilas sebelum sampai di stasiun penyelesaian. Bagian tersebut terdiri dari pelat yang dilas secara vertikal ke pipa. Lasannya terlihat bagus, tetapi bukan hasil yang sempurna seperti yang diinginkan pelanggan. Akibatnya, mesin gerinda menghabiskan waktu untuk menghilangkan lebih banyak logam las daripada biasanya. Kemudian, sayangnya, beberapa bercak biru yang jelas muncul di permukaan – tanda yang jelas dari terlalu banyak panas yang masuk. Dalam hal ini, artinya bagian tersebut tidak akan memenuhi persyaratan pelanggan.
Seringkali dilakukan secara manual, penggerindaan dan penyelesaian akhir membutuhkan ketangkasan dan keterampilan. Kesalahan dalam penyelesaian akhir dapat 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 sisa material dapat lebih tinggi. Dikombinasikan dengan komplikasi seperti kontaminasi dan kegagalan pasivasi, pekerjaan baja tahan karat yang dulunya menguntungkan dapat berubah menjadi kecelakaan yang merugikan atau bahkan merusak reputasi.
Bagaimana para produsen mencegah semua ini? Mereka dapat memulainya dengan mengembangkan pengetahuan mereka tentang penggerindaan dan penyelesaian akhir, memahami peran masing-masing dan bagaimana pengaruhnya terhadap benda kerja baja tahan karat.
Keduanya bukanlah sinonim. Bahkan, masing-masing memiliki tujuan yang pada dasarnya berbeda. Penggilingan menghilangkan material seperti gerinda dan kelebihan logam las, sementara penyelesaian memberikan hasil akhir pada permukaan logam. Kebingungan ini dapat dimengerti, mengingat mereka yang menggiling dengan roda gerinda besar menghilangkan banyak logam dengan sangat cepat, dan hal itu dapat meninggalkan goresan yang sangat dalam. Tetapi dalam penggilingan, goresan hanyalah efek samping; tujuannya adalah untuk menghilangkan material dengan cepat, terutama saat bekerja dengan logam yang sensitif terhadap panas seperti baja tahan karat.
Proses penyelesaian dilakukan secara bertahap, di mana operator memulai dengan butiran yang lebih kasar dan berlanjut ke roda gerinda yang lebih halus, bahan abrasif non-anyaman, dan mungkin kain felt serta pasta poles untuk mencapai hasil akhir seperti cermin. Tujuannya adalah untuk mencapai hasil akhir tertentu (pola goresan). Setiap langkah (butiran 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 seringkali tidak saling melengkapi dan bahkan dapat saling bertentangan jika strategi penggunaan bahan habis pakai yang salah diterapkan. Untuk menghilangkan kelebihan logam las, operator menggunakan roda gerinda untuk membuat goresan yang sangat dalam, kemudian menyerahkan bagian tersebut kepada seorang penata, yang sekarang harus menghabiskan banyak waktu untuk menghilangkan goresan dalam tersebut. Urutan penggerindaan hingga penyelesaian ini mungkin masih merupakan cara paling efisien untuk memenuhi persyaratan penyelesaian pelanggan. Namun sekali lagi, keduanya bukanlah proses yang saling melengkapi.
Permukaan benda kerja yang dirancang untuk kemudahan manufaktur umumnya tidak memerlukan penggerindaan dan penyelesaian akhir. Bagian yang hanya digerinda dilakukan karena penggerindaan adalah cara tercepat untuk menghilangkan lasan atau material lain, dan goresan dalam yang ditinggalkan oleh roda gerinda adalah persis seperti yang diinginkan pelanggan. Bagian yang hanya memerlukan penyelesaian akhir diproduksi dengan cara yang tidak memerlukan penghilangan material yang berlebihan. Contoh tipikal adalah bagian baja tahan karat dengan lasan gas tungsten yang indah yang hanya perlu dihaluskan dan disesuaikan dengan pola akhir substrat.
Mesin gerinda dengan roda pengikis yang rendah dapat menimbulkan tantangan signifikan saat mengerjakan baja tahan karat. Demikian pula, panas berlebih dapat menyebabkan perubahan warna menjadi kebiruan dan mengubah sifat material. Tujuannya adalah untuk menjaga agar baja tahan karat tetap sedingin mungkin selama proses berlangsung.
Untuk itu, akan sangat membantu jika memilih roda gerinda dengan laju pengikisan tercepat yang sesuai dengan aplikasi dan anggaran. Roda gerinda zirkonia mengikis lebih cepat daripada alumina, tetapi dalam kebanyakan kasus, roda gerinda keramik bekerja paling baik.
Partikel keramik yang sangat keras dan tajam aus dengan cara yang unik. Saat secara bertahap hancur, partikel tersebut tidak menjadi rata, tetapi mempertahankan tepi yang tajam. Ini berarti partikel tersebut dapat menghilangkan material dengan sangat cepat, seringkali dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan roda gerinda lainnya. Hal ini umumnya 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.
Terlepas dari jenis roda gerinda yang dipilih produsen, potensi kontaminasi perlu diperhatikan. Sebagian besar produsen mengetahui bahwa mereka tidak dapat menggunakan roda gerinda yang sama pada baja karbon dan baja tahan karat. Banyak orang secara fisik memisahkan operasi penggerindaan baja karbon dan baja tahan karat mereka. Bahkan percikan api kecil dari baja karbon yang jatuh pada benda kerja baja tahan karat dapat menyebabkan masalah kontaminasi. Banyak industri, seperti industri farmasi dan nuklir, mensyaratkan bahan habis pakai untuk dinilai bebas polusi. Ini berarti bahwa roda gerinda untuk baja tahan karat harus hampir bebas (kurang dari 0,1%) dari besi, sulfur, dan klorin.
Batu gerinda tidak dapat menggerinda sendiri; mereka membutuhkan alat listrik. Siapa pun dapat menggembar-gemborkan manfaat batu gerinda atau alat listrik, tetapi kenyataannya adalah alat listrik dan batu gerindanya bekerja sebagai sebuah sistem. Batu gerinda keramik dirancang untuk mesin gerinda sudut dengan daya dan torsi tertentu. Meskipun beberapa mesin gerinda udara memiliki spesifikasi yang diperlukan, sebagian besar penggerindaan batu gerinda keramik dilakukan dengan alat listrik.
Mesin gerinda dengan daya dan torsi yang tidak mencukupi dapat menyebabkan masalah serius, bahkan dengan bahan abrasif tercanggih sekalipun. Kurangnya daya dan torsi dapat menyebabkan alat melambat secara signifikan di bawah tekanan, yang pada dasarnya mencegah partikel keramik pada roda gerinda melakukan fungsinya: dengan cepat menghilangkan potongan logam besar, sehingga mengurangi jumlah material panas yang masuk ke roda gerinda.
Hal ini memperburuk siklus yang merusak: Operator mesin gerinda melihat material tidak terbuang, sehingga secara naluriah mereka mendorong lebih keras, yang pada gilirannya menciptakan panas berlebih dan perubahan warna menjadi kebiruan. Mereka akhirnya mendorong begitu keras sehingga roda gerinda menjadi mengkilap, yang membuat mereka bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak panas sebelum menyadari bahwa mereka perlu mengganti roda gerinda. Jika Anda bekerja dengan cara ini pada tabung atau lembaran tipis, roda gerinda akan langsung menembus material tersebut.
Tentu saja, jika operator tidak terlatih dengan baik, bahkan dengan alat terbaik sekalipun, siklus buruk ini dapat terjadi, terutama terkait tekanan yang mereka berikan pada benda kerja. Praktik terbaik adalah mendekati nilai arus nominal mesin gerinda sebisa mungkin. Jika operator menggunakan mesin gerinda 10 amp, mereka harus menekan sekeras mungkin sehingga mesin gerinda menarik arus sekitar 10 amp.
Penggunaan amperemeter dapat membantu menstandarisasi operasi penggilingan jika pabrikan memproses sejumlah besar baja tahan karat yang mahal. Tentu saja, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan amperemeter secara teratur, jadi cara terbaik adalah mendengarkan dengan saksama. Jika operator mendengar dan merasakan RPM turun dengan cepat, mereka mungkin menekan terlalu keras.
Mendengarkan sentuhan yang terlalu ringan (yaitu tekanan terlalu sedikit) bisa jadi sulit, jadi dalam hal ini, memperhatikan aliran percikan api dapat membantu. Menggerinda baja tahan karat akan menghasilkan percikan api yang lebih gelap daripada baja karbon, tetapi percikan api tersebut tetap harus terlihat dan menonjol dari area kerja secara konsisten. Jika operator tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan api, mungkin karena mereka tidak memberikan tekanan yang cukup atau permukaan roda gerinda tidak mengkilap.
Operator juga perlu menjaga sudut kerja yang konsisten. Jika mereka mendekati benda kerja pada sudut yang hampir datar (hampir sejajar dengan benda kerja), mereka dapat menyebabkan panas berlebih yang berlebihan; jika mereka mendekati pada sudut yang terlalu tinggi (hampir vertikal), mereka berisiko menancapkan tepi roda ke logam. Jika mereka menggunakan roda Tipe 27, mereka harus mendekati benda kerja pada sudut 20 hingga 30 derajat. Jika mereka memiliki roda Tipe 29, sudut kerja mereka harus sekitar 10 derajat.
Roda gerinda tipe 28 (tapered) biasanya digunakan untuk menggerinda permukaan datar guna menghilangkan material pada jalur penggerindaan yang lebih lebar. Roda gerinda tirus ini juga bekerja paling baik pada sudut penggerindaan yang lebih rendah (sekitar 5 derajat), sehingga membantu mengurangi kelelahan operator.
Hal ini memperkenalkan faktor penting lainnya: memilih jenis roda gerinda yang tepat. Roda gerinda Tipe 27 memiliki titik kontak pada permukaan logam; roda gerinda Tipe 28 memiliki garis kontak karena bentuk kerucutnya; roda gerinda Tipe 29 memiliki permukaan kontak.
Roda gerinda Tipe 27 yang paling umum digunakan dapat menyelesaikan pekerjaan dalam banyak aplikasi, tetapi bentuknya menyulitkan untuk menangani bagian-bagian dengan profil dan lekukan yang dalam, seperti rakitan tabung baja tahan karat yang dilas. Bentuk profil roda gerinda Tipe 29 memudahkan operator yang perlu menggerinda kombinasi permukaan melengkung dan datar. Roda gerinda Tipe 29 melakukan ini dengan meningkatkan area kontak permukaan, yang berarti operator tidak perlu menghabiskan banyak waktu menggerinda di setiap lokasi – strategi yang baik untuk mengurangi penumpukan panas.
Sebenarnya, ini berlaku untuk semua roda gerinda. Saat menggerinda, operator tidak boleh berdiam di tempat yang sama untuk waktu yang lama. Misalkan seorang operator sedang menghilangkan logam dari fillet sepanjang beberapa kaki. Dia dapat mengarahkan roda dengan gerakan naik turun pendek, tetapi melakukan hal itu dapat menyebabkan benda kerja terlalu panas karena dia menahan roda di area kecil untuk waktu yang lama. Untuk mengurangi masukan panas, operator dapat melintasi seluruh lasan dalam satu arah di dekat salah satu ujung roda, kemudian mengangkat alat (memberi benda kerja waktu untuk mendingin) dan melintasi benda kerja dalam arah yang sama di dekat ujung roda lainnya. Teknik lain juga bisa dilakukan, tetapi semuanya memiliki satu kesamaan: mereka menghindari panas berlebih dengan menjaga roda gerinda tetap bergerak.
Teknik "penggerindaan" yang umum digunakan juga membantu mencapai hal ini. Misalnya, operator sedang menggerinda sambungan las tumpul pada posisi datar. Untuk mengurangi tegangan termal dan penggerindaan berlebihan, ia menghindari mendorong gerinda sepanjang sambungan. Sebaliknya, ia mulai dari ujung dan menarik gerinda sepanjang sambungan. Ini juga mencegah roda gerinda terlalu dalam menembus material.
Tentu saja, teknik apa pun dapat menyebabkan logam menjadi terlalu panas jika operator bekerja terlalu lambat. Jika terlalu lambat, operator akan memanaskan benda kerja secara berlebihan; jika terlalu cepat, proses penggerindaan dapat memakan waktu lama. Menemukan titik optimal kecepatan umpan biasanya membutuhkan pengalaman. Tetapi jika operator tidak terbiasa dengan pekerjaan tersebut, mereka dapat menggerinda besi tua untuk mendapatkan "rasa" kecepatan umpan yang tepat untuk benda kerja yang sedang dikerjakan.
Strategi penyelesaian akhir berpusat pada kondisi permukaan material saat tiba dan meninggalkan departemen penyelesaian akhir. Identifikasi titik awal (kondisi permukaan yang diterima) dan titik akhir (penyelesaian akhir yang dibutuhkan), kemudian buat rencana untuk menemukan jalur terbaik antara kedua titik tersebut.
Seringkali, cara terbaik tidak dimulai dengan bahan abrasif yang sangat agresif. Ini mungkin terdengar tidak masuk akal. Lagipula, mengapa tidak memulai dengan pasir kasar untuk mendapatkan permukaan yang kasar, lalu beralih ke pasir yang lebih halus? Bukankah akan sangat tidak efisien jika memulai dengan butiran yang lebih halus?
Tidak selalu, ini kembali berkaitan dengan sifat penggabungan. Saat setiap langkah mencapai butiran yang lebih kecil, kondisioner menggantikan goresan yang lebih dalam dengan goresan yang lebih dangkal dan lebih halus. Jika mereka mulai dengan amplas 40 grit atau cakram pembalik, mereka akan meninggalkan goresan dalam pada logam. Akan sangat bagus jika goresan tersebut membawa permukaan mendekati hasil akhir yang diinginkan; itulah mengapa perlengkapan finishing 40 grit ada. Namun, jika pelanggan meminta hasil akhir No. 4 (hasil akhir sikat searah), goresan dalam yang dibuat oleh abrasif No. 40 akan membutuhkan waktu lama untuk dihilangkan. Para ahli finishing akan menurunkan ukuran butiran secara bertahap, atau menghabiskan waktu lama menggunakan abrasif berbutir halus untuk menghilangkan goresan besar tersebut dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil. Ini tidak hanya tidak efisien, tetapi juga menghasilkan terlalu banyak panas pada benda kerja.
Tentu saja, menggunakan bahan abrasif berbutir halus pada permukaan kasar dapat memperlambat proses dan, jika dikombinasikan dengan teknik yang buruk, dapat menghasilkan terlalu banyak panas. Di sinilah cakram amplas dua-dalam-satu atau bertingkat dapat membantu. Cakram ini mencakup kain abrasif yang dikombinasikan dengan bahan perawatan permukaan. Cakram ini secara efektif memungkinkan pengguna untuk menggunakan bahan abrasif untuk menghilangkan material sekaligus menghasilkan permukaan yang lebih halus.
Langkah selanjutnya dalam penyelesaian akhir mungkin melibatkan penggunaan kain nonwoven, yang menggambarkan fitur unik lain dari penyelesaian akhir: proses ini bekerja paling baik dengan alat listrik berkecepatan variabel. Mesin gerinda sudut kanan yang berputar pada 10.000 RPM mungkin berfungsi dengan beberapa media gerinda, tetapi akan melelehkan beberapa kain nonwoven secara menyeluruh. Karena alasan ini, para pekerja penyelesaian akhir mengurangi kecepatan menjadi antara 3.000 dan 6.000 RPM sebelum memulai langkah penyelesaian akhir dengan kain nonwoven. Tentu saja, kecepatan yang tepat bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Misalnya, drum nonwoven biasanya berputar antara 3.000 dan 4.000 RPM, sedangkan cakram perawatan permukaan biasanya berputar antara 4.000 dan 6.000 RPM.
Memiliki peralatan yang tepat (mesin gerinda kecepatan variabel, berbagai media finishing) dan menentukan jumlah langkah yang optimal pada dasarnya memberikan peta yang mengungkapkan jalur terbaik antara material yang masuk dan material yang sudah jadi. Jalur pastinya bervariasi tergantung aplikasinya, tetapi para ahli pemangkas mengikuti jalur ini menggunakan teknik pemangkasan yang serupa.
Roller non-woven melengkapi permukaan baja tahan karat. Untuk penyelesaian yang efisien dan masa pakai bahan habis pakai yang optimal, media penyelesaian yang berbeda dijalankan pada RPM yang berbeda.
Pertama, mereka meluangkan waktu. Jika mereka melihat benda kerja baja tahan karat yang tipis menjadi panas, mereka berhenti menyelesaikan di satu area dan mulai di area lain. Atau mereka mungkin mengerjakan dua artefak berbeda secara bersamaan. Mereka mengerjakan sedikit pada satu artefak lalu pada yang lain, memberi waktu pada benda kerja yang lain untuk mendingin.
Saat memoles hingga menghasilkan permukaan seperti cermin, pemoles dapat melakukan pemolesan silang dengan drum pemoles atau cakram pemoles, dalam arah tegak lurus terhadap langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menyoroti area yang perlu disamarkan dengan pola goresan sebelumnya, tetapi tetap tidak akan menghasilkan permukaan seperti cermin pada tingkat No. 8. Setelah semua goresan dihilangkan, kain felt dan roda pemoles diperlukan untuk menciptakan hasil akhir mengkilap yang diinginkan.
Untuk mencapai hasil akhir yang tepat, produsen perlu menyediakan alat yang tepat bagi para pekerja finishing, termasuk alat dan media yang sebenarnya, serta alat komunikasi, seperti menetapkan sampel standar untuk menentukan seperti apa hasil akhir tertentu seharusnya terlihat. Sampel-sampel ini (yang dipasang di dekat departemen finishing, dalam dokumen pelatihan, dan dalam literatur penjualan) membantu menyelaraskan pemahaman semua orang.
Berkaitan dengan peralatan sebenarnya (termasuk perkakas listrik dan media abrasif), geometri bagian-bagian tertentu dapat menghadirkan tantangan bahkan bagi karyawan yang paling berpengalaman di departemen penyelesaian. Di sinilah alat-alat profesional dapat membantu.
Misalkan seorang operator perlu menyelesaikan perakitan tabung berdinding tipis dari baja tahan karat. Menggunakan cakram amplas atau bahkan drum dapat menyebabkan masalah, menyebabkan panas berlebih, dan terkadang bahkan menciptakan bagian yang rata pada tabung itu sendiri. Di sini, mesin amplas sabuk yang dirancang untuk tabung dapat membantu. Sabuk konveyor melilit sebagian besar diameter pipa, menyebarkan titik kontak, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi masukan panas. Meskipun demikian, seperti halnya dengan hal lain, operator tetap perlu memindahkan mesin amplas sabuk ke area yang berbeda untuk mengurangi penumpukan panas berlebih dan menghindari perubahan warna menjadi biru.
Hal yang sama berlaku untuk alat finishing profesional lainnya. Pertimbangkan mesin amplas sabuk jari yang dirancang untuk ruang sempit. Seorang ahli finishing mungkin menggunakannya untuk mengikuti sambungan las fillet di antara dua papan pada sudut lancip. Alih-alih menggerakkan mesin amplas sabuk jari secara vertikal (seperti menyikat gigi), ahli finishing menggerakkannya secara horizontal di sepanjang ujung atas sambungan las fillet, lalu ujung bawahnya, sambil memastikan mesin amplas tidak terlalu lama berada di satu titik.
Pengelasan, penggerindaan, dan penyelesaian akhir baja tahan karat menimbulkan komplikasi lain: memastikan pasivasi yang tepat. Setelah semua gangguan pada permukaan material ini, apakah masih ada kontaminan yang tersisa yang akan mencegah lapisan kromium baja tahan karat terbentuk secara alami di seluruh permukaan? Hal terakhir yang diinginkan produsen adalah pelanggan yang marah karena mengeluh tentang bagian yang berkarat atau terkontaminasi. Di sinilah pembersihan yang tepat dan ketelusuran berperan.
Pembersihan elektrokimia dapat membantu menghilangkan kontaminan untuk memastikan pasivasi yang tepat, tetapi kapan pembersihan ini harus dilakukan? Itu tergantung pada aplikasinya. Jika produsen membersihkan baja tahan karat untuk mendorong pasivasi penuh, mereka biasanya melakukannya segera setelah pengelasan. Kegagalan untuk melakukannya berarti bahwa media finishing dapat mengambil kontaminan permukaan dari benda kerja dan menyebarkannya ke tempat lain. Namun, untuk beberapa aplikasi kritis, produsen dapat memilih untuk menambahkan langkah-langkah pembersihan tambahan—mungkin bahkan menguji pasivasi yang tepat sebelum baja tahan karat meninggalkan lantai pabrik.
Misalkan sebuah pabrik mengelas komponen baja tahan karat yang sangat penting untuk industri nuklir. Seorang tukang las busur tungsten gas profesional membuat sambungan las yang sangat tipis dan tampak sempurna. Namun sekali lagi, ini adalah aplikasi yang sangat penting. Seorang karyawan di departemen penyelesaian menggunakan sikat yang terhubung ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan las. Kemudian ia menghaluskan ujung las menggunakan kain abrasif dan kain pelapis non-anyaman dan mendapatkan hasil akhir yang rata. Kemudian dilakukan penyikatan terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Setelah didiamkan selama satu atau dua hari, gunakan alat uji genggam untuk menguji bagian tersebut untuk memastikan pasivasi yang tepat. Hasilnya, yang dicatat dan disimpan bersama pekerjaan tersebut, menunjukkan bahwa bagian tersebut telah sepenuhnya dipasivasi sebelum meninggalkan pabrik.
Di sebagian besar pabrik manufaktur, proses penggilingan, penyelesaian, dan pembersihan pasivasi baja tahan karat biasanya terjadi di hilir. Bahkan, proses tersebut biasanya dilakukan sesaat sebelum barang dikirim.
Komponen yang pengerjaannya tidak sempurna menghasilkan limbah dan pengerjaan ulang yang paling mahal, jadi masuk akal bagi produsen untuk meninjau kembali departemen penggerindaan dan penyelesaian mereka. Peningkatan dalam penggerindaan dan penyelesaian membantu mengurangi hambatan utama, meningkatkan kualitas, menghilangkan masalah, 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 studi kasus yang memungkinkan para produsen untuk melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah melayani industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan perkembangan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.