Pengelasan memanjang pada batang baja tahan karat dihaluskan secara elektrokimia untuk memastikan pasivasi yang tepat. Gambar milik Walter Surface Technologies.
Bayangkan sebuah perusahaan manufaktur membuat kontrak untuk memproduksi produk baja tahan karat utama. Lembaran logam dan bagian pipa dipotong, dibengkokkan, dan dilas sebelum dikirim ke stasiun penyelesaian. Bagian tersebut terdiri dari pelat yang dilas secara vertikal ke pipa. Lasannya terlihat bagus, tetapi harganya tidak sesuai dengan yang diinginkan pembeli. Akibatnya, mesin gerinda menghabiskan waktu untuk menghilangkan lebih banyak logam las daripada biasanya. Kemudian, sayangnya, muncul warna biru yang jelas di permukaan – tanda pasti dari terlalu banyak panas yang masuk. Dalam hal ini, artinya bagian tersebut tidak akan memenuhi persyaratan pelanggan.
Pengamplasan dan penyelesaian akhir, yang sering dilakukan dengan tangan, membutuhkan ketangkasan dan keahlian. Kesalahan dalam penyelesaian akhir dapat sangat mahal mengingat semua nilai yang telah diberikan pada benda kerja tersebut. 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, operasi baja tahan karat yang dulunya menguntungkan dapat menjadi tidak menguntungkan atau bahkan merusak reputasi.
Bagaimana para produsen mencegah semua ini? Mereka dapat memulainya dengan memperluas pengetahuan mereka tentang penggerindaan dan penyelesaian akhir, memahami peran yang dimainkan oleh proses tersebut dan bagaimana pengaruhnya terhadap benda kerja baja tahan karat.
Ini 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 yang halus pada permukaan logam. Kebingungan ini dapat dimengerti, mengingat mereka yang menggiling dengan roda gerinda besar menghilangkan banyak logam dengan sangat cepat, dan goresan yang sangat dalam dapat tertinggal dalam prosesnya. Tetapi saat menggiling, goresan hanyalah konsekuensi, tujuannya adalah untuk menghilangkan material dengan cepat, terutama saat bekerja dengan logam yang sensitif terhadap panas seperti baja tahan karat.
Proses penyelesaian akhir dilakukan secara bertahap, dimulai dengan amplas 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 (amplas 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 dapat saling bertentangan jika strategi bahan habis pakai yang salah digunakan. Untuk menghilangkan kelebihan logam las, operator membuat goresan yang sangat dalam dengan roda gerinda, lalu menyerahkan bagian tersebut ke mesin pengasah, yang sekarang harus menghabiskan banyak waktu untuk menghilangkan goresan dalam tersebut. Urutan dari penggerindaan hingga penyelesaian ini masih bisa menjadi cara paling efisien untuk memenuhi persyaratan penyelesaian pelanggan. Namun sekali lagi, ini bukanlah proses tambahan.
Permukaan benda kerja yang dirancang untuk kemudahan pengerjaan umumnya tidak memerlukan penggerindaan atau penyelesaian akhir. Bagian yang hanya diampelas dilakukan karena pengamplasan 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 sedemikian rupa sehingga penghilangan material yang berlebihan tidak diperlukan. Contoh tipikal adalah bagian baja tahan karat dengan lasan yang indah yang dilindungi oleh elektroda tungsten yang hanya perlu diratakan dan disesuaikan dengan pola akhir substrat.
Mesin gerinda dengan cakram pengikis material yang rendah dapat menimbulkan masalah serius saat mengerjakan baja tahan karat. Demikian pula, panas berlebih dapat menyebabkan perubahan warna menjadi kebiruan dan perubahan 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 zirkonium mengikis lebih cepat daripada alumina, tetapi roda gerinda keramik bekerja paling baik dalam sebagian besar kasus.
Partikel keramik yang sangat kuat dan tajam ini aus dengan cara yang unik. Saat secara bertahap hancur, partikel tersebut tidak menjadi rata, tetapi mempertahankan tepi yang tajam. Ini berarti bahwa partikel tersebut dapat menghilangkan material dengan sangat cepat, seringkali beberapa kali lebih cepat daripada roda gerinda lainnya. Secara umum, hal ini membuat roda gerinda keramik sepadan dengan harganya. Roda gerinda ini ideal untuk pengerjaan baja tahan karat, karena dapat dengan cepat menghilangkan serpihan besar dan menghasilkan lebih sedikit panas dan deformasi.
Terlepas dari jenis roda gerinda yang dipilih produsen, potensi kontaminasi harus tetap diperhatikan. Sebagian besar produsen mengetahui bahwa mereka tidak dapat menggunakan roda gerinda yang sama untuk baja karbon dan baja tahan karat. Banyak orang secara fisik memisahkan operasi penggerindaan baja karbon dan baja tahan karat. Bahkan percikan kecil baja karbon yang jatuh pada bagian baja tahan karat dapat menyebabkan masalah kontaminasi. Banyak industri, seperti industri farmasi dan nuklir, mensyaratkan bahan habis pakai untuk dinilai sebagai bahan yang tidak mencemari lingkungan. Ini berarti bahwa roda gerinda baja tahan karat harus praktis bebas (kurang dari 0,1%) dari besi, sulfur, dan klorin.
Batu gerinda tidak akan menggerinda sendiri, melainkan membutuhkan alat bertenaga. Siapa pun dapat mengiklankan manfaat batu gerinda atau alat bertenaga, tetapi kenyataannya alat bertenaga dan batu gerindanya bekerja sebagai sebuah sistem. Batu gerinda keramik dirancang untuk mesin gerinda sudut dengan daya dan torsi tertentu. Meskipun beberapa mesin gerinda pneumatik memiliki spesifikasi yang dibutuhkan, dalam kebanyakan kasus penggerindaan batu gerinda keramik dilakukan dengan alat bertenaga.
Mesin gerinda dengan daya dan torsi yang tidak mencukupi dapat menyebabkan masalah serius bahkan dengan bahan abrasif paling modern 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 buruk: operator amplas melihat bahwa tidak ada material yang dihilangkan, sehingga secara naluriah mereka menekan lebih keras, yang pada gilirannya menciptakan panas berlebih dan perubahan warna menjadi kebiruan. Mereka akhirnya menekan begitu keras sehingga roda amplas menjadi mengkilap, yang memaksa mereka untuk bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak panas sebelum menyadari bahwa mereka perlu mengganti roda amplas. Jika Anda bekerja dengan cara ini pada tabung atau lembaran tipis, mereka akhirnya akan menembus material tersebut.
Tentu saja, jika operator tidak terlatih dengan baik, bahkan dengan peralatan terbaik sekalipun, siklus buruk ini dapat terjadi, terutama terkait tekanan yang mereka berikan pada benda kerja. Praktik terbaik adalah mendekati arus nominal mesin gerinda sebisa mungkin. Jika operator menggunakan mesin gerinda 10 amp, ia harus menekan sekeras mungkin sehingga mesin gerinda menarik arus sekitar 10 amp.
Penggunaan amperemeter dapat membantu menstandarisasi operasi penggilingan jika suatu pabrik memproses sejumlah besar baja tahan karat yang mahal. Tentu saja, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan amperemeter secara teratur, jadi sebaiknya perhatikan dengan saksama. Jika operator mendengar dan merasakan RPM turun dengan cepat, mungkin ia menekan terlalu keras.
Mendengarkan sentuhan yang terlalu ringan (yaitu, tekanan terlalu sedikit) bisa sulit, jadi memperhatikan aliran percikan api dapat membantu dalam hal ini. Mengamplas baja tahan karat menghasilkan percikan api yang lebih gelap daripada baja karbon, tetapi percikan api tersebut tetap harus terlihat dan menonjol secara merata dari area kerja. Jika operator tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan api, mungkin karena tidak menerapkan cukup tekanan atau tidak melapisi roda amplas dengan baik.
Operator juga harus menjaga sudut kerja yang konstan. Jika mereka mendekati benda kerja hampir tegak lurus (hampir sejajar dengan benda kerja), mereka dapat menyebabkan panas berlebih yang signifikan; jika mereka mendekati dengan sudut yang terlalu besar (hampir vertikal), mereka berisiko membenturkan tepi roda ke logam. Jika mereka menggunakan roda tipe 27, mereka harus mendekati benda kerja dengan 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.
Ini memperkenalkan faktor penting lainnya: memilih jenis roda gerinda yang tepat. Roda gerinda tipe 27 memiliki titik kontak permukaan logam, roda gerinda tipe 28 memiliki garis kontak karena bentuk kerucutnya, dan roda gerinda tipe 29 memiliki permukaan kontak.
Roda gerinda tipe 27 yang paling umum saat ini dapat melakukan pekerjaan di banyak area, tetapi bentuknya menyulitkan pengerjaan pada bagian-bagian dengan profil yang dalam dan lekukan, seperti rakitan tabung baja tahan karat yang dilas. Bentuk profil roda gerinda tipe 29 mempermudah pekerjaan operator yang perlu menggerinda permukaan gabungan yang 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 terlalu lama. Misalnya, operator sedang menghilangkan logam dari lasan sepanjang beberapa kaki. Ia dapat menggerakkan roda gerinda dengan gerakan naik turun yang pendek, tetapi ini dapat menyebabkan benda kerja menjadi terlalu panas karena roda gerinda tetap berada di area kecil untuk waktu yang lama. Untuk mengurangi panas yang masuk, operator dapat menggerinda seluruh lasan dalam satu arah pada satu ujung, kemudian mengangkat alat (membiarkan benda kerja mendingin) dan menggerinda benda kerja dalam arah yang sama pada ujung lainnya. Metode lain juga bisa dilakukan, tetapi semuanya memiliki satu kesamaan: mereka menghindari panas berlebih dengan menjaga roda gerinda tetap bergerak.
Hal ini juga dibantu oleh metode "penyisiran" yang banyak digunakan. Misalnya, operator sedang menggerinda sambungan las tumpul pada posisi datar. Untuk mengurangi tegangan termal dan penggalian yang berlebihan, ia menghindari mendorong gerinda sepanjang sambungan. Sebaliknya, ia mulai dari ujung dan menjalankan gerinda sepanjang sambungan. Ini juga mencegah roda gerinda tenggelam terlalu dalam ke dalam material.
Tentu saja, teknik apa pun dapat menyebabkan logam menjadi terlalu panas jika operator bekerja terlalu lambat. Bekerja terlalu lambat akan menyebabkan benda kerja menjadi terlalu panas; jika bergerak terlalu cepat, pengamplasan dapat memakan waktu lama. Menemukan kecepatan umpan yang optimal biasanya membutuhkan pengalaman. Tetapi jika operator tidak terbiasa dengan pekerjaan tersebut, ia dapat menggerinda sisa logam untuk "merasakan" kecepatan umpan yang sesuai untuk benda kerja.
Strategi penyelesaian akhir bergantung pada kondisi permukaan material saat masuk dan keluar dari departemen penyelesaian akhir. Tentukan titik awal (kondisi permukaan yang diperoleh) dan titik akhir (penyelesaian akhir yang dibutuhkan), lalu buat rencana untuk menemukan jalur terbaik antara kedua titik tersebut.
Seringkali, cara terbaik tidak dimulai dengan bahan abrasif yang sangat agresif. Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi. 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?
Belum tentu, ini kembali berkaitan dengan sifat perbandingannya. Saat kekasaran yang lebih halus dicapai di setiap langkah, kondisioner menggantikan goresan yang lebih dalam dengan goresan yang lebih halus. Jika mereka mulai dengan amplas grit 40 atau wajan, mereka akan meninggalkan goresan dalam pada logam. Akan lebih baik jika goresan-goresan ini membawa permukaan lebih dekat ke hasil akhir yang diinginkan, itulah sebabnya ada bahan finishing grit 40 yang tersedia. Namun, jika pelanggan meminta finishing #4 (pengamplasan searah), goresan dalam yang ditinggalkan oleh grit #40 membutuhkan waktu lama untuk dihilangkan. Para pengrajin biasanya menggunakan beberapa ukuran grit atau menghabiskan banyak waktu menggunakan abrasif grit halus untuk menghilangkan goresan besar tersebut dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil. Semua ini tidak hanya tidak efisien, tetapi juga terlalu memanaskan benda kerja.
Tentu saja, menggunakan bahan abrasif berbutir halus pada permukaan kasar dapat memperlambat proses dan, jika dikombinasikan dengan teknik yang buruk, dapat menghasilkan panas berlebih. Cakram dua-dalam-satu atau cakram bertingkat dapat membantu mengatasi hal ini. Cakram ini mencakup kain abrasif yang dikombinasikan dengan bahan perawatan permukaan. Cakram ini secara efektif memungkinkan pengrajin untuk menggunakan bahan abrasif untuk menghilangkan material sekaligus menghasilkan permukaan yang lebih halus.
Langkah selanjutnya dalam proses finishing dapat mencakup penggunaan kain non-woven, yang menggambarkan fitur finishing unik lainnya: proses ini bekerja paling baik dengan alat listrik berkecepatan variabel. Mesin gerinda sudut yang berputar pada 10.000 rpm dapat menangani beberapa material abrasif, tetapi akan benar-benar melelehkan beberapa material non-woven. Karena alasan ini, mesin finishing memperlambat kecepatannya menjadi 3.000-6.000 rpm sebelum melakukan finishing pada kain non-woven. Tentu saja, kecepatan yang tepat bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Misalnya, drum non-woven biasanya berputar pada 3.000 hingga 4.000 rpm, sedangkan cakram perawatan permukaan biasanya berputar pada 4.000 hingga 6.000 rpm.
Memiliki peralatan yang tepat (mesin gerinda kecepatan variabel, berbagai bahan finishing) dan menentukan jumlah langkah yang optimal pada dasarnya memberikan peta yang menunjukkan jalur terbaik antara material yang masuk dan material yang sudah jadi. Jalur pastinya bergantung pada aplikasinya, tetapi para ahli pemotongan mengikuti jalur ini menggunakan metode pemotongan yang serupa.
Rol non-woven melengkapi permukaan baja tahan karat. Untuk penyelesaian yang efisien dan masa pakai bahan habis pakai yang optimal, bahan finishing yang berbeda dijalankan pada kecepatan putaran yang berbeda.
Pertama, mereka membutuhkan waktu. Jika mereka melihat sepotong tipis baja tahan karat memanas, mereka berhenti menyelesaikan di satu tempat dan mulai di tempat lain. Atau mereka mungkin mengerjakan dua artefak berbeda secara bersamaan. Kerjakan sedikit pada satu bagian, lalu pada bagian lainnya, memberi waktu pada bagian yang lain untuk mendingin.
Saat memoles hingga menghasilkan permukaan seperti cermin, mesin pemoles dapat melakukan pemolesan silang dengan drum pemoles atau cakram pemoles ke arah yang tegak lurus dengan langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menyoroti area yang seharusnya menyatu dengan pola goresan sebelumnya, tetapi tetap tidak menghasilkan permukaan seperti cermin #8. Setelah semua goresan dihilangkan, kain felt dan bantalan pemoles akan dibutuhkan untuk menciptakan hasil akhir mengkilap yang diinginkan.
Untuk mendapatkan hasil akhir yang tepat, produsen harus menyediakan alat yang tepat bagi para pekerja finishing, termasuk alat dan material yang sebenarnya, serta alat komunikasi, seperti membuat sampel standar untuk menentukan bagaimana tampilan hasil akhir tertentu seharusnya. Sampel-sampel ini (yang dipajang di dekat departemen finishing, dalam materi pelatihan, dan dalam literatur penjualan) membantu menjaga agar semua orang memiliki pemahaman yang sama.
Sejauh menyangkut peralatan sebenarnya (termasuk perkakas listrik dan bahan abrasif), geometri beberapa bagian dapat menjadi tantangan bahkan bagi tim finishing yang paling berpengalaman. Ini akan membantu penggunaan peralatan profesional.
Misalkan seorang operator perlu merakit pipa baja tahan karat berdinding tipis. Menggunakan cakram gerinda atau bahkan drum dapat menyebabkan masalah, panas berlebih, dan terkadang bahkan bagian yang rata pada pipa itu sendiri. Di sinilah mesin gerinda sabuk yang dirancang untuk pipa dapat membantu. Sabuk konveyor menutupi sebagian besar diameter pipa, mendistribusikan titik kontak, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi masukan panas. Namun, seperti halnya dengan semua hal lainnya, pengrajin tetap perlu memindahkan mesin gerinda sabuk ke lokasi yang berbeda untuk mengurangi penumpukan panas berlebih dan menghindari perubahan warna menjadi kebiruan.
Hal yang sama berlaku untuk alat finishing profesional lainnya. Pertimbangkan mesin amplas sabuk yang dirancang untuk tempat-tempat yang sulit dijangkau. Seorang ahli finishing dapat menggunakannya untuk membuat las fillet di antara dua papan pada sudut yang tajam. Alih-alih menggerakkan amplas sabuk secara vertikal (seperti menyikat gigi), teknisi menggerakkannya secara horizontal di sepanjang tepi atas las fillet dan kemudian di sepanjang bagian bawah, memastikan amplas tidak terlalu lama diam di satu tempat.
Pengelasan, penggerindaan, dan penyelesaian akhir baja tahan karat menghadirkan tantangan lain: memastikan pasivasi yang tepat. Setelah semua gangguan ini, apakah masih ada kontaminasi yang tersisa di permukaan material yang akan mencegah pembentukan lapisan kromium baja tahan karat secara alami di seluruh permukaan? Hal terakhir yang dibutuhkan produsen adalah pelanggan yang marah karena mengeluh tentang bagian yang berkarat atau kotor. 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 memastikan pasivasi yang sempurna, mereka biasanya melakukannya segera setelah pengelasan. Kegagalan untuk melakukannya berarti bahwa media finishing dapat menyerap kontaminan permukaan dari benda kerja dan mendistribusikannya ke lokasi lain. Namun, untuk beberapa aplikasi kritis, produsen dapat menambahkan langkah-langkah pembersihan tambahan—mungkin bahkan melakukan pengujian untuk pasivasi yang tepat sebelum baja tahan karat meninggalkan lantai pabrik.
Misalkan sebuah pabrik sedang mengelas komponen baja tahan karat penting untuk industri nuklir. Seorang tukang las busur tungsten profesional menciptakan sambungan yang halus dan tampak sempurna. Namun sekali lagi, ini adalah aplikasi yang sangat penting. Seorang anggota departemen penyelesaian menggunakan sikat yang terhubung ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan lasan. Kemudian ia mengamplas lasan tersebut dengan bahan abrasif non-anyaman dan kain lap, lalu menghaluskan semuanya hingga permukaannya rata. Kemudian, sikat terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia digunakan. Setelah satu atau dua hari tidak digunakan, alat uji portabel digunakan untuk memeriksa bagian tersebut apakah telah mengalami pasivasi dengan benar. Hasilnya, yang dicatat dan disimpan bersama pekerjaan tersebut, menunjukkan bahwa bagian tersebut telah sepenuhnya dipasivasi sebelum meninggalkan pabrik.
Di sebagian besar pabrik manufaktur, penggerindaan, penyelesaian akhir, dan pembersihan lapisan pasivasi baja tahan karat biasanya terjadi pada langkah-langkah selanjutnya. Bahkan, langkah-langkah tersebut biasanya dilakukan sesaat sebelum pekerjaan diserahkan.
Komponen yang dikerjakan secara tidak benar menghasilkan beberapa barang rongsokan dan pengerjaan ulang yang paling mahal, jadi masuk akal bagi produsen untuk meninjau kembali departemen pengamplasan dan penyelesaian mereka. Peningkatan dalam penggerindaan dan penyelesaian membantu menghilangkan hambatan utama, meningkatkan kualitas, menghilangkan masalah, dan yang terpenting, meningkatkan kepuasan pelanggan.
FABRICATOR adalah majalah fabrikasi dan pembentukan baja terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknis, dan kisah sukses yang memungkinkan para produsen untuk melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berkecimpung di industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.