사람들은 종종 미리 가공된 스테인리스 스틸을 구매하는데, 이는 작업자가 고려해야 할 소재의 복잡성을 증가시킵니다.
대부분의 재료와 마찬가지로 스테인리스 스틸에는 많은 장점과 단점이 있습니다. 합금에 최소 10.5%의 크롬이 포함되어 있으면 강철은 "스테인리스 스틸"로 간주됩니다. 크롬이 산화물 층을 형성하여 산성 및 부식에 대한 저항성이 있습니다. 이러한 내식성은 크롬 함량을 늘리고 추가 합금제를 첨가하면 더욱 개선될 수 있습니다.
이 소재는 "스테인리스 스틸" 특성을 지니고 있으며, 유지 관리가 쉽고 내구성이 뛰어나며 표면 마감이 다양하기 때문에 건설, 가구, 식품 및 음료, 의료 등 강철의 강도와 내식성이 요구되는 여러 다른 분야에 적합합니다.
스테인리스 스틸은 다른 스틸보다 가격이 비싼 편입니다. 그러나 강도 대 중량 비율이 뛰어나 기존 등급에 비해 더 얇은 소재를 사용할 수 있어 비용 절감 효과가 있습니다. 전반적인 비용 때문에 매장에서는 이 소재의 값비싼 낭비와 재작업을 피하기 위해 적절한 도구를 사용해야 합니다.
스테인리스 스틸은 열을 빨리 방출하고 최종 마감 및 연마 단계에서 세심한 주의가 필요하기 때문에 일반적으로 용접하기 어려운 것으로 간주됩니다.
스테인리스 스틸을 다루는 데는 일반적으로 탄소강을 다루는 데 비해 더 많은 경험이 있는 용접공이나 작업자가 필요합니다. 탄소강은 일반적으로 더 탄력적입니다. 특히 용접 중에 특정 매개변수가 도입되면 자유도가 줄어들 수 있습니다. 스테인리스 스틸은 비용이 많이 들기 때문에 경험이 많은 작업자가 사용하는 것이 합리적입니다.
퀘벡주 푸앵트클레어에 있는 월터 서피스 테크놀로지스의 국제 연구 개발 부문 수석 제품 관리자인 조나단 두빌은 "사람들은 일반적으로 마감 처리 때문에 스테인리스 스틸을 구매합니다."라고 말합니다. "이는 운영자가 고려해야 할 제약 사항에 더해집니다."
4 사이즈 선형 텍스처 마감이든 8 사이즈 미러 마감이든, 작업자는 재료가 존중되고 취급 및 가공 중에 마감이 손상되지 않도록 해야 합니다. 또한, 이는 양호한 부품 생산을 보장하는 데 중요한 준비 및 세척 옵션을 제한할 수도 있습니다.
"이 소재를 다룰 때 가장 먼저 해야 할 일은 깨끗하고, 깨끗하고, 깨끗한지 확인하는 것입니다."라고 온타리오주 미시소거에 있는 PFERD Ontario의 캐나다 지사장인 릭 하텔트가 말했습니다. "깨끗한(탄소가 없는) 분위기를 조성하는 것이 매우 중요합니다. 스테인리스 스틸을 세척하여 나중에 산화(녹 발생)를 일으킬 수 있는 불순물을 제거하고, 부동태화 층이 재생성되는 것을 방지하여 산화를 최소화하는 보호층을 형성합니다."
스테인리스 스틸을 사용할 때는 소재와 주변 환경을 깨끗이 청소해야 합니다. 소재에서 오일과 플라스틱 잔여물을 제거하는 것이 좋은 시작입니다. 스테인리스 스틸의 오염 물질은 산화를 일으킬 수 있지만 용접 중에도 문제가 될 수 있으며 결함을 유발할 수 있습니다. 따라서 납땜을 시작하기 전에 표면을 청소하는 것이 중요합니다.
작업장 환경은 항상 깨끗한 것은 아니며, 스테인리스강과 탄소강으로 작업할 때 교차 오염이 문제가 될 수 있습니다. 종종 매장에서는 여러 대의 팬을 작동시키거나 에어컨을 사용하여 작업자를 식히는데, 이로 인해 오염 물질이 바닥에 떨어지거나 응축수가 원자재에 떨어지거나 쌓일 수 있습니다. 특히 탄소강 입자가 스테인리스강에 분사되는 경우 이는 매우 어렵습니다. 이러한 재료를 분리하고 깨끗한 환경에 보관하면 효과적인 용접에 큰 차이를 만들 수 있습니다.
시간이 지나면서 녹이 쌓이고 전체 구조가 약해지는 것을 방지하기 위해 변색을 제거하는 것이 중요합니다. 표면 색상을 균일하게 하려면 청색증을 제거하는 것도 좋습니다.
캐나다에서는 극한의 추위와 겨울 날씨 때문에 적절한 등급의 스테인리스 스틸을 선택하는 것이 중요합니다. Douville은 대부분의 매장이 처음에는 가격 때문에 304를 선택했다고 설명했습니다. 하지만 매장에서 실외에서 이 소재를 사용한다면 비용이 두 배나 들더라도 316으로 바꾸는 것을 권장합니다. 304는 실외에서 사용하거나 보관할 경우 부식되기 쉽습니다. 표면을 깨끗이 청소하고 부동태화 층을 형성하더라도 실외 조건이 표면에 영향을 미쳐 부동태화 층이 침식되고 결국 다시 녹이 슬 수 있습니다.
"용접 준비는 여러 가지 근본적인 이유로 중요합니다."라고 3M 캐나다(온타리오주 런던) 연마 시스템 사업부의 애플리케이션 개발 전문가인 가비 미홀릭스는 말합니다. "적절한 용접을 위해서는 녹, 페인트, 모따기를 제거하는 것이 필수적입니다. 용접 표면에는 접합력을 약화시킬 수 있는 오염 물질이 없어야 합니다."
하텔트는 해당 구역을 청소하는 것이 필수적이지만, 용접 전 준비에는 적절한 용접 접착력과 강도를 보장하기 위해 재료를 모따기하는 작업도 포함될 수 있다고 덧붙였습니다.
스테인리스강 용접의 경우, 사용하는 등급에 맞는 올바른 필러 메탈을 선택하는 것이 중요합니다. 스테인리스강은 특히 민감하기 때문에 용접 이음매가 동일한 유형의 재질로 인증되어야 합니다. 예를 들어, 316 기본 금속에는 316 필러 메탈이 필요합니다. 용접공은 어떤 유형의 필러 메탈이든 사용할 수 없으며, 각 스테인리스 등급에는 적절한 용접을 위해 특정 필러가 필요합니다.
매사추세츠주 우스터에 있는 Norton | Saint-Gobain Abrasives의 제품 관리자인 마이클 라델리는 "스테인리스강을 용접할 때 용접공은 온도를 정말 잘 살펴야 합니다."라고 말했습니다. "용접공이 가열될 때 용접부와 부품의 온도를 측정하는 데 사용할 수 있는 다양한 장치가 있습니다. 스테인리스강에 균열이 생기면 부품이 기본적으로 망가지기 때문입니다."
라델리는 용접공은 같은 장소에 오랫동안 머물지 않아야 한다고 덧붙였습니다. 다층 용접은 기판이 과열되는 것을 방지하는 좋은 방법입니다. 기본 스테인리스 스틸을 장시간 용접하면 과열되어 균열이 생길 수 있습니다.
라델리는 "스테인리스강을 용접하는 작업은 시간이 더 많이 걸릴 수 있지만, 숙련된 손이 필요한 기술이기도 합니다."라고 말했습니다.
용접 후 준비는 최종 제품과 그 적용 분야에 따라 크게 달라집니다. Miholics에 따르면, 어떤 경우에는 용접부를 전혀 볼 수 없어 제한적인 용접 후 청소만 필요하고 눈에 띄는 튀김은 빠르게 제거합니다. 또는 용접부를 평평하게 하거나 청소하면 되지만 특별한 표면 처리가 필요하지 않을 수도 있습니다. 미세하거나 거울처럼 매끄러운 마감이 필요한 경우, 보다 정교한 연마 단계가 필요할 수 있습니다. 이는 적용 분야에 따라 달라집니다.
"문제는 색상이 아닙니다."라고 Miholics는 말했습니다. "이 표면 변색은 금속 특성이 변했고 이제 산화되거나 녹슬 수 있다는 것을 나타냅니다."
가변 속도 마무리 도구를 선택하면 시간과 비용을 절약할 수 있으며 작업자가 마무리 작업에 맞춰 작업을 수행할 수 있습니다.
시간이 지나면서 녹이 쌓이고 전체 구조가 약해지는 것을 방지하기 위해 변색을 제거하는 것이 중요합니다. 표면 색상을 균일하게 하려면 청색증을 제거하는 것도 좋습니다.
세척 과정은 표면을 손상시킬 수 있으며, 특히 강한 화학 물질을 사용하는 경우 더욱 그렇습니다. 부적절한 세척은 수동화 층 형성을 방해할 수 있습니다. 그렇기 때문에 많은 전문가가 이러한 용접 부분을 수동으로 세척할 것을 권장합니다.
"수동 세척을 할 때 24~48시간 동안 표면과 산소가 반응하지 않으면 수동 표면을 형성할 시간이 없습니다."라고 Douville이 말했습니다. 그는 표면이 합금의 크롬과 반응하여 수동화 층을 형성하려면 산소가 필요하다고 설명했습니다. 일부 매장에서는 부품을 세척하고 포장한 후 즉시 배송하는 경향이 있는데, 이는 프로세스가 느려지고 부식 위험을 높입니다.
제조업체와 용접공이 여러 재료를 사용하는 것은 흔한 일입니다. 그러나 앞서 언급했듯이 스테인리스 스틸을 사용하면 몇 가지 제한이 따릅니다. 부품을 청소하는 데 시간을 들이는 것은 좋은 첫 번째 단계이지만, 그것은 해당 부품이 있는 환경에 따라 달라집니다.
하텔트는 오염된 작업 공간을 계속 본다고 말했습니다. 스테인리스 스틸 작업 환경에서 탄소의 존재를 없애는 것이 중요합니다. 강철을 사용하는 작업장이 이 재료에 대한 작업 환경을 적절히 준비하지 않고 스테인리스 스틸로 전환하는 것은 드문 일이 아닙니다. 특히 두 재료를 분리하거나 자체 도구 세트를 구매할 수 없는 경우 이는 실수입니다.
"스테인리스강을 갈거나 다듬는 데 와이어 브러시를 사용하는데, 탄소강에 사용하면 더 이상 스테인리스강을 사용할 수 없습니다."라고 라델리는 말했습니다. "브러시는 이제 탄소로 오염되어 녹슬었습니다. 브러시가 교차 오염되면 세척이 불가능합니다."
하텔트는 매장에서는 재료를 준비할 때 별도의 도구를 사용해야 하지만, 불필요한 오염을 피하기 위해 도구에 "스테인리스 스틸만 사용"이라는 라벨을 붙여야 한다고 말했습니다.
매장에서는 스테인리스 스틸 용접 준비 도구를 선택할 때 방열 옵션, 미네랄 종류, 속도, 입자 크기 등 여러 가지 요소를 고려해야 합니다.
"방열 코팅이 된 연마재를 선택하는 것이 좋은 시작점입니다."라고 Miholics는 말했습니다. "스테인리스강은 매우 단단해서 연삭 시 일반강보다 더 많은 열을 발생시킵니다. 열은 어딘가로 이동해야 하므로, 열이 연삭하는 곳에만 머무르지 않고 디스크 가장자리로 흐르도록 하는 코팅이 있습니다. 그 점에서는 이상적이었습니다."
연마재를 선택할 때는 전체적인 마감이 어떻게 보여야 하는지에 따라 달라집니다. 이는 전적으로 보는 사람의 눈에 달려 있습니다. 연마재에 함유된 알루미나 미네랄은 마감 단계에서 가장 일반적으로 사용되는 유형입니다. 스테인리스 스틸을 표면에서 파란색으로 보이게 하려면 탄화규소 미네랄을 사용해야 합니다. 이는 더 날카롭고 빛을 다르게 반사하는 더 깊은 절단면을 남겨 파란색을 만듭니다. 작업자가 특정하거나 독특한 표면 마감을 원하는 경우 공급업체에 문의하는 것이 가장 좋습니다.
"RPM은 큰 문제입니다."라고 하텔트는 말했습니다. "공구마다 필요한 RPM이 다르고, 종종 너무 빠르게 작동합니다. 적절한 RPM을 사용하면 작업 속도와 작업 품질 모두에서 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 원하는 마무리와 측정 방법을 알아야 합니다."
Douville은 가변 속도 마무리 도구에 투자하는 것이 속도 문제를 극복하는 한 가지 방법이라고 덧붙였습니다. 많은 작업자가 마무리 작업에 일반 그라인더를 사용하지만, 절단 작업에는 고속만 가능합니다. 프로세스를 완료하려면 속도를 줄여야 합니다. 가변 속도 마무리 도구를 선택하면 시간과 비용을 절약할 수 있으며, 작업자가 마무리 작업에 맞춰 작업할 수 있습니다.
연마재를 선택할 때 입자 크기도 중요합니다. 작업자는 작업에 가장 적합한 입자 크기로 작업을 시작해야 합니다.
60 또는 80(중간) 그릿으로 시작하여 작업자는 즉시 120(미세) 그릿으로, 그리고 220(매우 미세) 그릿으로 넘어갈 수 있으며, 이를 통해 스테인리스에 No. 4 마감을 얻을 수 있습니다.
"세 단계 정도면 간단할 수 있습니다."라고 라델리는 말했습니다. "하지만 작업자가 큰 용접 부위를 다루는 경우 60방이나 80방으로 시작할 수 없고, 24방(매우 굵음)이나 36방(거친)을 선택할 수도 있습니다. 이렇게 하면 단계가 하나 더 늘어나고, 깊은 흠집이 있는 소재에서는 제거하기 어려울 수 있습니다."
또한, 튀김 방지 스프레이나 젤을 추가하는 것은 용접공에게는 가장 좋은 방법이지만 스테인리스 스틸을 용접할 때는 종종 간과된다고 Douville은 말합니다.튀김이 있는 부분은 제거해야 하는데, 이로 인해 표면이 긁히고 추가적인 연마 단계가 필요하며 더 많은 시간이 낭비될 수 있습니다.이 단계는 튀김 방지 시스템을 사용하면 쉽게 제거할 수 있습니다.
린지 루미노소(Lindsay Luminoso)는 부편집장으로, 캐나다 금속 제작 협회(Metal Fabrication Canada)와 캐나다 제조 및 용접 협회(Fabrication and Welding Canada)에 기고합니다. 2014년부터 2016년까지 그녀는 캐나다 금속 제작 협회에서 부편집장/웹 편집자로 일했으며, 가장 최근에는 디자인 엔지니어링 부문의 부편집장으로 일했습니다.
루미노소는 칼턴 대학교에서 예술 학사 학위를, 오타와 대학교에서 교육학 학사 학위를, 센테니얼 칼리지에서 서적, 잡지 및 디지털 출판 분야 대학원 수료증을 취득했습니다.
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