Lasan longitudinal pada batang baja tahan karat dihilangkan gerindanya secara elektrokimia untuk memastikan pasivasi yang tepat. Gambar milik Walter Surface Technologies
Bayangkan seorang produsen menandatangani kontrak untuk memproduksi produk baja tahan karat utama. Lembaran logam dan bagian pipa dipotong, ditekuk, dan dilas sebelum dikirim ke stasiun penyelesaian. Bagian tersebut terdiri dari pelat yang dilas secara vertikal ke pipa. Lasannya terlihat bagus, tetapi harganya tidak ideal bagi pembeli. Akibatnya, penggiling menghabiskan waktu untuk menghilangkan lebih banyak logam las dari biasanya. Kemudian, sayangnya, warna biru yang mencolok muncul di permukaan – tanda yang jelas dari masukan panas yang terlalu banyak. Dalam hal ini, ini berarti bahwa bagian tersebut tidak akan memenuhi persyaratan pelanggan.
Sering kali dilakukan dengan tangan, pengamplasan dan penyelesaian akhir memerlukan keterampilan dan keahlian. Kesalahan dalam penyelesaian akhir bisa sangat merugikan mengingat semua nilai yang telah diberikan pada benda kerja. Menambahkan material mahal yang sensitif terhadap panas seperti baja tahan karat, biaya pengerjaan ulang dan pemasangan skrap bisa lebih tinggi. Dikombinasikan dengan komplikasi seperti kontaminasi dan kegagalan pasivasi, operasi baja tahan karat yang tadinya menguntungkan bisa menjadi tidak menguntungkan atau bahkan merusak reputasi.
Bagaimana produsen mencegah semua ini? Mereka dapat memulainya dengan memperluas pengetahuan mereka tentang penggilingan dan penyelesaian, memahami peran yang dimainkannya dan bagaimana pengaruhnya terhadap benda kerja baja tahan karat.
Ini bukan sinonim. Faktanya, setiap orang memiliki tujuan yang berbeda-beda. Penggerindaan menghilangkan material seperti gerinda dan logam las berlebih, sementara finishing memberikan hasil akhir yang halus pada permukaan logam. Kebingungan ini dapat dimengerti, mengingat mereka yang menggerinda dengan roda gerinda besar menghilangkan banyak logam dengan sangat cepat, dan goresan yang sangat dalam dapat tertinggal dalam prosesnya. Namun saat menggerinda, goresan hanyalah konsekuensi, tujuannya adalah untuk menghilangkan material dengan cepat, terutama saat bekerja dengan logam yang sensitif terhadap panas seperti baja tahan karat.
Penyelesaian dilakukan secara bertahap karena operator memulai dengan grit yang lebih kasar dan beralih ke roda gerinda yang lebih halus, bahan abrasif non-woven dan mungkin kain felt dan pasta pemoles untuk mendapatkan hasil akhir yang mengilap. 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 penggilingan dan penyelesaian memiliki tujuan yang berbeda, keduanya sering kali 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 komponen tersebut ke penata, yang sekarang harus menghabiskan banyak waktu untuk menghilangkan goresan dalam tersebut. Urutan dari penggilingan hingga penyelesaian ini masih dapat menjadi cara yang paling efisien untuk memenuhi persyaratan penyelesaian pelanggan. Namun sekali lagi, ini bukanlah proses tambahan.
Permukaan benda kerja yang dirancang agar mudah dikerjakan umumnya tidak memerlukan penggerindaan atau penyelesaian. Bagian yang diampelas hanya perlu diampelas karena pengamplasan merupakan cara tercepat untuk menghilangkan las atau material lain, dan goresan dalam yang ditinggalkan oleh roda gerinda adalah persis apa yang diinginkan pelanggan. Bagian yang hanya memerlukan penyelesaian dibuat sedemikian rupa sehingga penghilangan material yang berlebihan tidak diperlukan. Contoh tipikal adalah bagian baja tahan karat dengan las yang indah yang dilindungi oleh elektroda tungsten yang hanya perlu dicampur dan disesuaikan dengan pola penyelesaian substrat.
Mesin penggiling dengan cakram penghapus material rendah dapat menimbulkan masalah serius saat bekerja dengan baja tahan karat. Selain itu, panas berlebih dapat menyebabkan kebiruan dan perubahan 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 sesuai dengan aplikasi dan anggaran. Roda zirkonium menggiling lebih cepat daripada alumina, tetapi roda keramik bekerja paling baik dalam kebanyakan kasus.
Partikel keramik yang sangat kuat dan tajam ini aus dengan cara yang unik. Saat partikel tersebut hancur secara bertahap, partikel tersebut tidak menjadi datar, tetapi tetap memiliki ujung 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 pemesinan baja tahan karat, karena dapat menghilangkan serpihan besar dengan cepat dan menghasilkan lebih sedikit panas dan deformasi.
Terlepas dari roda gerinda mana yang dipilih produsen, potensi kontaminasi harus diperhatikan. Sebagian besar produsen tahu bahwa mereka tidak dapat menggunakan roda gerinda yang sama untuk baja karbon dan baja nirkarat. Banyak orang secara fisik memisahkan operasi penggilingan baja karbon dan baja nirkarat. Bahkan percikan kecil baja karbon yang jatuh pada bagian baja nirkarat dapat menyebabkan masalah kontaminasi. Banyak industri, seperti industri farmasi dan nuklir, mengharuskan bahan habis pakai diberi peringkat tidak menimbulkan polusi. Ini berarti bahwa roda gerinda baja nirkarat harus bebas dari zat besi, sulfur, dan klorin (kurang dari 0,1%).
Roda gerinda tidak menggiling dirinya sendiri, mereka membutuhkan perkakas listrik. Siapa pun dapat mengiklankan manfaat roda gerinda atau perkakas listrik, tetapi kenyataannya perkakas listrik dan roda gerindanya bekerja sebagai satu sistem. Roda gerinda keramik dirancang untuk gerinda sudut dengan daya dan torsi tertentu. Sementara beberapa gerinda pneumatik memiliki spesifikasi yang diperlukan, dalam kebanyakan kasus penggilingan roda keramik dilakukan dengan perkakas listrik.
Penggiling dengan daya dan torsi yang tidak memadai dapat menyebabkan masalah serius bahkan dengan bahan abrasif paling modern. Kurangnya daya dan torsi dapat menyebabkan alat melambat secara signifikan di bawah tekanan, yang pada dasarnya mencegah partikel keramik pada roda penggiling melakukan apa yang seharusnya dilakukan: dengan cepat menghilangkan potongan logam besar, sehingga mengurangi jumlah material termal yang masuk ke roda penggiling. roda penggiling.
Hal ini memperburuk lingkaran setan: pengamplas melihat bahwa tidak ada material yang dibuang, jadi mereka secara naluriah menekan lebih keras, yang pada gilirannya menciptakan panas berlebih dan membiru. Mereka akhirnya mendorong begitu keras hingga roda mengilap, yang memaksa mereka bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak panas sebelum mereka menyadari bahwa mereka perlu mengganti roda. Jika Anda bekerja dengan cara ini dengan tabung atau lembaran tipis, mereka akhirnya menembus material.
Tentu saja, jika operator tidak terlatih dengan baik, bahkan dengan peralatan terbaik, lingkaran setan ini dapat terjadi, terutama jika menyangkut tekanan yang diberikan pada benda kerja. Praktik terbaik adalah sedekat mungkin dengan arus terukur penggiling. Jika operator menggunakan penggiling 10 amp, ia harus menekan sangat keras sehingga penggiling menarik sekitar 10 amp.
Penggunaan ammeter dapat membantu menstandardisasi operasi penggilingan jika produsen memproses baja tahan karat yang mahal dalam jumlah besar. Tentu saja, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan ammeter secara teratur, jadi sebaiknya dengarkan dengan saksama. Jika operator mendengar dan merasakan RPM turun dengan cepat, ia mungkin bekerja terlalu keras.
Mendengarkan sentuhan yang terlalu ringan (misalnya, tekanan yang terlalu sedikit) bisa jadi sulit, jadi perhatian pada aliran percikan dapat membantu dalam kasus ini. Pengamplasan baja tahan karat menghasilkan percikan yang lebih gelap daripada baja karbon, tetapi percikan tersebut seharusnya masih terlihat dan menonjol secara merata dari area kerja. Jika operator tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan, hal itu mungkin disebabkan oleh tidak menerapkan kekuatan yang cukup atau tidak mengilapkan roda.
Operator juga harus menjaga sudut kerja yang konstan. Jika mereka mendekati benda kerja pada sudut yang hampir tegak lurus (hampir sejajar dengan benda kerja), mereka dapat menyebabkan panas berlebih yang signifikan; jika mereka mendekati pada sudut yang terlalu besar (hampir vertikal), mereka berisiko membanting tepi roda ke 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 permukaan datar guna membuang material pada lintasan gerinda yang lebih lebar. Roda gerinda yang meruncing ini juga bekerja paling baik pada sudut gerinda yang lebih rendah (sekitar 5 derajat) sehingga membantu mengurangi kelelahan operator.
Hal ini menimbulkan faktor penting lainnya: memilih jenis roda gerinda yang tepat. Roda tipe 27 memiliki titik kontak permukaan logam, roda tipe 28 memiliki garis kontak karena bentuknya yang kerucut, roda tipe 29 memiliki permukaan kontak.
Roda tipe 27 yang paling umum saat ini dapat digunakan di banyak area, tetapi bentuknya menyulitkan pengerjaan pada bagian yang berprofil dalam dan lengkung, seperti rakitan tabung baja tahan karat yang dilas. Bentuk profil roda Tipe 29 memudahkan pekerjaan operator yang perlu menggiling gabungan permukaan lengkung dan datar. Roda Tipe 29 melakukannya dengan meningkatkan area kontak permukaan, yang berarti operator tidak perlu menghabiskan banyak waktu untuk menggiling di setiap lokasi – strategi yang baik untuk mengurangi penumpukan panas.
Sebenarnya, ini berlaku untuk semua roda gerinda. Saat menggerinda, operator tidak boleh tinggal di tempat yang sama untuk waktu yang lama. Misalkan seorang operator sedang mengeluarkan logam dari fillet sepanjang beberapa kaki. Ia dapat menggerakkan roda dalam gerakan naik turun yang pendek, tetapi ini dapat menyebabkan benda kerja menjadi terlalu panas karena ia menjaga roda di area kecil untuk jangka waktu yang lama. Untuk mengurangi masukan panas, operator dapat menjalankan seluruh las dalam satu arah di satu hidung, kemudian menaikkan alat (membiarkan benda kerja menjadi dingin) dan melewati benda kerja ke arah yang sama di hidung lainnya. Metode lain berfungsi, tetapi semuanya memiliki satu kesamaan: mereka menghindari panas berlebih dengan menjaga roda gerinda tetap bergerak.
Hal ini juga dibantu oleh metode "combing" yang banyak digunakan. Misalkan operator sedang menggiling las tumpul dalam posisi datar. Untuk mengurangi tekanan termal dan penggalian yang berlebihan, ia menghindari mendorong penggiling di sepanjang sambungan. Sebaliknya, ia mulai dari ujung dan menjalankan penggiling di sepanjang sambungan. Hal ini juga mencegah roda penggiling tenggelam terlalu dalam ke dalam material.
Tentu saja, teknik apa pun dapat membuat logam menjadi terlalu panas jika operator bekerja terlalu lambat. Bekerja terlalu lambat dan operator akan membuat benda kerja menjadi terlalu panas; jika Anda bergerak terlalu cepat, pengamplasan dapat memakan waktu lama. Menemukan titik yang tepat untuk kecepatan umpan biasanya memerlukan pengalaman. Namun, jika operator tidak terbiasa dengan pekerjaan tersebut, ia dapat menggiling potongan untuk "merasakan" kecepatan umpan yang tepat untuk benda kerja.
Strategi penyelesaian akhir bergantung pada kondisi permukaan material saat memasuki dan meninggalkan departemen penyelesaian akhir. Tentukan titik awal (kondisi permukaan yang diperoleh) dan titik akhir (hasil akhir yang dibutuhkan), lalu buat rencana untuk menemukan jalur terbaik di antara kedua titik tersebut.
Seringkali cara terbaik tidak dimulai dengan bahan abrasif yang sangat agresif. Ini mungkin tampak berlawanan dengan intuisi. Lagi pula, mengapa tidak memulai dengan pasir kasar untuk mendapatkan permukaan yang kasar dan kemudian beralih ke pasir yang lebih halus? Bukankah akan sangat tidak efisien untuk memulai dengan butiran yang lebih halus?
Tidak harus, ini lagi-lagi berkaitan dengan sifat perbandingan. Karena grit yang lebih halus dicapai di setiap langkah, kondisioner mengganti goresan yang lebih dalam dengan yang lebih halus, lebih halus. Jika mereka mulai dengan amplas grit 40 atau flip pan, mereka akan meninggalkan goresan yang dalam pada logam. Akan sangat bagus jika goresan ini akan 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 terarah), goresan dalam yang ditinggalkan oleh grit #40 membutuhkan waktu lama untuk dihilangkan. Pengrajin menggunakan beberapa ukuran grit atau menghabiskan banyak waktu menggunakan abrasif grit halus untuk menghilangkan goresan besar tersebut dan menggantinya dengan yang lebih kecil. Semua ini tidak hanya tidak efisien, tetapi juga terlalu memanaskan benda kerja.
Tentu saja, penggunaan bahan abrasif grit halus pada permukaan kasar dapat berlangsung lambat dan, jika dikombinasikan dengan teknik yang buruk, akan menghasilkan terlalu banyak panas. Cakram dua-dalam-satu atau cakram yang disusun bertingkat dapat membantu mengatasi hal ini. Cakram ini meliputi kain abrasif yang dikombinasikan dengan bahan perawatan permukaan. Cakram ini secara efektif memungkinkan pengrajin menggunakan bahan abrasif untuk menghilangkan material sambil menghasilkan hasil akhir yang lebih halus.
Langkah berikutnya dalam penyelesaian dapat mencakup penggunaan kain non-woven, yang menggambarkan fitur penyelesaian unik lainnya: proses ini bekerja paling baik dengan perkakas listrik berkecepatan variabel. Penggiling sudut yang bekerja pada 10.000 rpm dapat menangani beberapa bahan abrasif, tetapi akan melelehkan sebagian bahan non-woven sepenuhnya. Karena alasan ini, finisher memperlambat kecepatan hingga 3.000-6.000 rpm sebelum menyelesaikan 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 alat yang tepat (penggiling berkecepatan variabel, berbagai bahan finishing) dan menentukan jumlah langkah yang optimal pada dasarnya menyediakan peta yang menunjukkan jalur terbaik antara bahan yang masuk dan bahan yang sudah jadi. Jalur yang tepat bergantung pada aplikasinya, tetapi pemangkas berpengalaman mengikuti jalur ini menggunakan metode pemangkasan yang serupa.
Gulungan non-woven melengkapi permukaan baja antikarat. Untuk penyelesaian yang efisien dan masa pakai bahan habis pakai yang optimal, berbagai material penyelesaian bekerja pada kecepatan putaran yang berbeda.
Pertama, mereka butuh waktu. Jika mereka melihat sepotong baja tahan karat tipis memanas, mereka berhenti menyelesaikan di satu tempat dan mulai di tempat lain. Atau mereka mungkin mengerjakan dua artefak berbeda pada saat yang bersamaan. Kerjakan sedikit di satu bagian lalu di bagian lainnya, berikan waktu pada bagian lainnya untuk mendingin.
Saat memoles hingga mengilap seperti cermin, pemoles dapat melakukan pemolesan silang dengan drum pemoles atau cakram pemoles ke arah tegak lurus dengan langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menyorot area yang seharusnya menyatu dengan pola goresan sebelumnya, tetapi tetap tidak menghasilkan permukaan seperti mengilap #8. Setelah semua goresan dihilangkan, kain felt dan bantalan penggosok akan dibutuhkan untuk menciptakan hasil akhir mengilap yang diinginkan.
Untuk mendapatkan hasil akhir yang tepat, produsen harus menyediakan peralatan yang tepat bagi para pekerja finishing, termasuk peralatan dan bahan asli, serta alat komunikasi, seperti membuat sampel standar untuk menentukan bagaimana hasil akhir tertentu seharusnya terlihat. Sampel-sampel ini (yang ditempel di samping departemen finishing, dalam dokumen pelatihan, dan dalam literatur penjualan) membantu menjaga agar semua orang memiliki pemahaman yang sama.
Terkait perkakas yang sebenarnya (termasuk perkakas listrik dan bahan abrasif), geometri beberapa bagian dapat menjadi tantangan bahkan bagi tim finishing yang paling berpengalaman. Ini akan membantu peralatan profesional.
Misalkan seorang operator perlu merakit pipa baja tahan karat berdinding tipis. Menggunakan cakram penutup atau bahkan drum dapat menimbulkan masalah, panas berlebih, dan terkadang bahkan permukaan pipa menjadi datar. Di sinilah penggiling 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 yang lainnya, pengrajin masih perlu memindahkan pengamplas sabuk ke lokasi lain untuk mengurangi penumpukan panas berlebih dan menghindari kebiruan.
Hal yang sama berlaku untuk alat finishing profesional lainnya. Pertimbangkan sander sabuk yang dirancang untuk tempat-tempat yang sulit dijangkau. Seorang finisher dapat menggunakannya untuk membuat las fillet antara dua papan pada sudut yang tajam. Alih-alih menggerakkan sander sabuk jari secara vertikal (seperti menggosok gigi), teknisi menggerakkannya secara horizontal di sepanjang tepi atas las fillet dan kemudian di sepanjang bagian bawah, memastikan sander jari tidak terlalu lama berada di satu tempat.
Pengelasan, penggilingan, dan penyelesaian akhir baja tahan karat memiliki tantangan lain: memastikan pasivasi yang tepat. Setelah semua gangguan ini, apakah ada kontaminasi yang tersisa di permukaan material yang akan mencegah pembentukan alami lapisan kromium baja tahan karat di seluruh permukaan? Hal terakhir yang dibutuhkan produsen adalah pelanggan yang marah mengeluh tentang bagian yang berkarat atau kotor. 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? Tergantung pada aplikasinya. Jika produsen membersihkan baja tahan karat untuk memastikan pasivasi yang lengkap, 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 pembersihan tambahan—bahkan mungkin menguji untuk pasivasi yang tepat sebelum baja tahan karat meninggalkan lantai pabrik.
Misalkan seorang produsen sedang mengelas komponen baja tahan karat yang penting untuk industri nuklir. Seorang tukang las busur tungsten profesional menciptakan jahitan halus yang tampak sempurna. Namun sekali lagi, ini adalah aplikasi yang kritis. Seorang anggota departemen finishing menggunakan sikat yang terhubung ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan las. Ia kemudian mengampelas las dengan abrasif non-woven dan kain lap dan menyelesaikan semuanya hingga permukaannya halus. Kemudian datang sikat terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Setelah satu atau dua hari waktu henti, gunakan penguji portabel untuk memeriksa komponen tersebut untuk pasivasi yang tepat. Hasilnya, yang dicatat dan disimpan dengan pekerjaan, menunjukkan bahwa komponen tersebut sepenuhnya dipasifkan sebelum meninggalkan pabrik.
Di sebagian besar pabrik produksi, penggilingan, penyelesaian, dan pembersihan pasivasi baja tahan karat biasanya terjadi pada langkah-langkah berikutnya. Bahkan, langkah-langkah tersebut biasanya dilakukan sesaat sebelum pekerjaan diserahkan.
Komponen yang tidak dikerjakan dengan benar menghasilkan beberapa barang bekas dan pengerjaan ulang yang paling mahal, jadi masuk akal bagi produsen untuk meninjau kembali departemen pengamplasan dan penyelesaian akhir mereka. Peningkatan dalam penggilingan dan penyelesaian akhir 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 produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berkecimpung di industri ini sejak tahun 1970.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital 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.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Sekarang dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.