Mensen kopen vaak voorgefreesd roestvrij staal, wat de complexiteit van het materiaal vergroot waarmee operators rekening moeten houden.
Net als de meeste materialen heeft roestvrij staal veel voor- en nadelen. Een staal wordt als "roestvrij staal" beschouwd als de legering ten minste 10,5% chroom bevat. Dit chroom vormt een oxidelaag die het staal zuur- en corrosiebestendig maakt. Deze corrosiebestendigheid kan verder worden verbeterd door het chroomgehalte te verhogen en extra legeringsmiddelen toe te voegen.
De "roestvrijstalen" eigenschappen van het materiaal, het geringe onderhoud, de duurzaamheid en de diverse oppervlakteafwerkingen maken het geschikt voor industrieën zoals de bouw, meubelindustrie, voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de medische sector en vele andere toepassingen die de sterkte en corrosiebestendigheid van staal vereisen.
Roestvrij staal is doorgaans duurder dan andere staalsoorten. Het biedt echter voordelen op het gebied van sterkte-gewichtsverhouding, waardoor dunnere materiaaldiktes mogelijk zijn in vergelijking met conventionele staalsoorten, wat tot kostenbesparingen kan leiden. Vanwege de hoge kosten moeten bedrijven ervoor zorgen dat ze de juiste gereedschappen gebruiken om kostbaar afval en herstelwerkzaamheden aan dit materiaal te voorkomen.
Roestvrij staal wordt over het algemeen als moeilijk te lassen beschouwd, omdat het de warmte snel afvoert en grote zorgvuldigheid vereist in de uiteindelijke afwerkings- en polijstfase.
Het bewerken van roestvrij staal vereist over het algemeen een meer ervaren lasser of operator dan het bewerken van koolstofstaal, dat doorgaans veerkrachtiger is. De flexibiliteit van roestvrij staal kan beperkt worden door bepaalde parameters, met name tijdens het lassen. Vanwege de hoge kosten van roestvrij staal is het verstandiger om het te laten gebruiken door meer ervaren operators.
"Mensen kopen roestvrij staal meestal vanwege de afwerking", zegt Jonathan Douville, senior productmanager voor internationaal onderzoek en ontwikkeling bij Walter Surface Technologies in Pointe-Claire, Quebec. "Dit vergroot de beperkingen waarmee gebruikers rekening moeten houden."
Of het nu gaat om een ​​lineaire textuurafwerking van maat 4 of een spiegelende afwerking van maat 8, de operator moet ervoor zorgen dat het materiaal met respect wordt behandeld en de afwerking niet beschadigd raakt tijdens het hanteren en verwerken. Dit kan ook de mogelijkheden voor voorbereiding en reiniging beperken, die cruciaal zijn voor een goede productproductie.
"Bij het werken met dit materiaal is het allereerst van cruciaal belang dat het brandschoon is", aldus Rick Hatelt, Country Manager Canada van PFERD Ontario in Mississauga, Ontario. "Het is erg belangrijk om te zorgen voor een schone (koolstofvrije) atmosfeer. Door het roestvrij staal te reinigen, worden onzuiverheden verwijderd die later oxidatie (roestvorming) kunnen veroorzaken en wordt voorkomen dat de passiveringslaag zich opnieuw vormt. Zo ontstaat een beschermende laag die oxidatie minimaliseert."
Bij het gebruik van roestvrij staal is het belangrijk om zowel het materiaal als de omgeving te reinigen. Het verwijderen van olie- en plasticresten is een goede eerste stap. Verontreinigingen op roestvrij staal kunnen oxidatie veroorzaken, maar ook problemen opleveren tijdens het lassen en defecten veroorzaken. Daarom is het belangrijk om het oppervlak te reinigen voordat met solderen wordt begonnen.
Werkplaatsen zijn niet altijd even schoon, en kruisbesmetting kan een probleem vormen bij het werken met roestvrij staal en koolstofstaal. Vaak gebruiken werkplaatsen veel ventilatoren of airconditioners om werknemers te koelen, waardoor verontreinigingen op de vloer terecht kunnen komen of condensatie kan ontstaan ​​op de grondstoffen. Dit is vooral lastig wanneer koolstofstaaldeeltjes op roestvrij staal terechtkomen. Het scheiden van deze materialen en het bewaren ervan in een schone omgeving maakt een groot verschil voor effectief lassen.
Het is belangrijk om verkleuringen te verwijderen om te voorkomen dat er na verloop van tijd roestvorming optreedt die de algehele structuur verzwakt. Het is ook raadzaam om blauwe aanslag te verwijderen om de oppervlaktekleur te egaliseren.
In Canada is het, vanwege de extreme kou en winterse weersomstandigheden, belangrijk om de juiste kwaliteit roestvrij staal te kiezen. Douville legde uit dat de meeste winkels aanvankelijk voor 304 kozen vanwege de prijs. Maar als een winkel het materiaal buiten zou gebruiken, zou hij aanraden over te stappen op 316, ook al kost dat twee keer zoveel. 304 is gevoelig voor corrosie bij gebruik of opslag buitenshuis. Zelfs als het oppervlak wordt gereinigd en er een passiveringslaag ontstaat, kunnen de omstandigheden buiten het oppervlak aantasten, waardoor de passiveringslaag slijt en het uiteindelijk weer gaat roesten.
"De voorbereiding van de las is om een ​​aantal fundamentele redenen belangrijk", zegt Gabi Miholics, specialist applicatieontwikkeling bij de divisie Abrasive Systems van 3M Canada in London, Ontario. "Het verwijderen van roest, verf en afschuiningen is noodzakelijk voor een goede lasverbinding. Er mag geen vervuiling op het lasoppervlak aanwezig zijn die de verbinding kan verzwakken."
Hatelt voegt eraan toe dat het reinigen van het gebied essentieel is, maar dat de voorbereiding op het lassen ook het afschuinen van het materiaal kan omvatten om een ​​goede hechting en sterkte van de las te garanderen.
Bij het lassen van roestvrij staal is het belangrijk om het juiste toevoegmateriaal te kiezen voor de gebruikte kwaliteit. Roestvrij staal is bijzonder gevoelig en vereist dat de lasnaden gecertificeerd zijn met hetzelfde type materiaal. Zo vereist 316 basismetaal bijvoorbeeld 316 toevoegmateriaal. Lassers kunnen niet zomaar elk type toevoegmateriaal gebruiken; elke roestvrijstaalkwaliteit vereist een specifiek toevoegmateriaal voor een goede lasverbinding.
"Bij het lassen van roestvrij staal moet de lasser de temperatuur nauwlettend in de gaten houden", aldus Michael Radaelli, productmanager bij Norton | Saint-Gobain Abrasives in Worcester, Massachusetts. "Er zijn diverse apparaten die gebruikt kunnen worden om de temperatuur van de las en het werkstuk te meten tijdens het opwarmen, want als er een scheur in het roestvrij staal ontstaat, is het werkstuk in principe onbruikbaar."
Radaelli voegde eraan toe dat de lasser ervoor moet zorgen dat hij niet te lang op dezelfde plek blijft. Meerlaags lassen is een uitstekende manier om oververhitting van het substraat te voorkomen. Langdurig lassen van het roestvrijstalen basismateriaal kan oververhitting en scheuren veroorzaken.
"Lassen met roestvrij staal kan meer tijd in beslag nemen, maar het is ook een kunst die ervaren handen vereist," aldus Radaelli.
De voorbereiding na het lassen hangt echt af van het eindproduct en de toepassing ervan. In sommige gevallen, zo legde Miholics uit, is de las zelf niet zichtbaar, waardoor slechts beperkte nabewerking nodig is en eventuele lasspatten snel verwijderd kunnen worden. Of de las moet mogelijk geëgaliseerd of gereinigd worden, maar er is geen specifieke oppervlaktevoorbereiding nodig. Als een fijne of spiegelgladde afwerking gewenst is, kunnen meer uitgebreide polijststappen nodig zijn. Het hangt gewoon af van de toepassing.
"Het is niet de kleur die het probleem is," zei Miholics. "Deze verkleuring aan het oppervlak wijst erop dat de eigenschappen van het metaal zijn veranderd en dat het nu kan oxideren/roesten."
Door te kiezen voor een afwerkingsmachine met variabele snelheid bespaart u tijd en geld en kunt u de afwerking nauwkeurig afstemmen.
Het is belangrijk om verkleuringen te verwijderen om te voorkomen dat er na verloop van tijd roestvorming optreedt die de algehele structuur verzwakt. Het is ook raadzaam om blauwe aanslag te verwijderen om de oppervlaktekleur te egaliseren.
Het reinigingsproces kan oppervlakken beschadigen, vooral wanneer agressieve chemicaliën worden gebruikt. Onjuiste reiniging kan de vorming van een passiveringslaag belemmeren. Daarom raden veel experts aan om deze gelaste onderdelen handmatig te reinigen.
"Bij handmatige reiniging krijg je geen tijd om een ​​passiveringslaag op te bouwen als je zuurstof niet 24 of 48 uur met het oppervlak laat reageren", aldus Douville. Hij legde uit dat het oppervlak zuurstof nodig heeft om met het chroom in de legering te reageren en zo een passiveringslaag te vormen. Sommige bedrijven reinigen, verpakken en verzenden onderdelen direct, wat het proces vertraagt ​​en het risico op corrosie vergroot.
Het is gebruikelijk dat fabrikanten en lassers meerdere materialen gebruiken. Zoals eerder vermeld, brengt het gebruik van roestvrij staal echter enkele beperkingen met zich mee. Het reinigen van het onderdeel is een goede eerste stap, maar de effectiviteit hangt af van de omgeving waarin het onderdeel zich bevindt.
Hatelt zei dat hij steeds weer vervuilde werkplekken ziet. Het is cruciaal om de aanwezigheid van koolstof in de roestvrijstalen werkomgeving te elimineren. Het is niet ongebruikelijk dat bedrijven die met staal werken overstappen op roestvrij staal zonder de werkomgeving goed voor te bereiden op dit materiaal. Dit is een fout, vooral als ze de twee materialen niet kunnen scheiden of geen eigen gereedschap kunnen aanschaffen.
"Als je een staalborstel gebruikt om roestvrij staal te slijpen of voor te bereiden, en je gebruikt die op koolstofstaal, dan kun je het roestvrij staal daarna niet meer gebruiken", aldus Radaelli. "De borstels raken dan vervuild met koolstof en gaan roesten. Zodra de borstels besmet zijn, kunnen ze niet meer gereinigd worden."
Winkels zouden aparte gereedschappen moeten gebruiken om materialen voor te bereiden, maar ze zouden die gereedschappen ook moeten labelen met 'uitsluitend roestvrij staal' om onnodige besmetting te voorkomen, aldus Hatelt.
Bij de keuze van roestvrijstalen lasvoorbereidingsgereedschap moeten werkplaatsen rekening houden met vele factoren, waaronder warmteafvoermogelijkheden, mineraalsoort, snelheid en korrelgrootte.
"Het kiezen van een schuurmiddel met een warmteafvoerende coating is een goed begin," aldus Miholics. "Roestvrij staal is erg hard en genereert meer warmte tijdens het slijpen dan zacht staal. Die warmte moet ergens heen, dus een coating zorgt ervoor dat de warmte naar de rand van de schijf kan stromen in plaats van dat deze blijft hangen op de plek waar je slijpt. Dat was de ideale oplossing."
De keuze voor een schuurmiddel hangt ook af van hoe de uiteindelijke afwerking eruit moet zien, voegt ze eraan toe. Het is echt een kwestie van smaak. Aluminiumoxide-mineralen in schuurmiddelen zijn verreweg het meest gebruikte type in afwerkingsstappen. Om roestvrij staal een blauwe uitstraling te geven, moet het mineraal siliciumcarbide worden gebruikt. Het is scherper en laat diepere sneden achter die het licht anders reflecteren, waardoor het blauw wordt. Als de gebruiker een specifieke of unieke oppervlakteafwerking wenst, is het raadzaam om met de leverancier te overleggen.
"Het toerental is een groot probleem," zei Hatelt. "Verschillende gereedschappen vereisen verschillende toerentallen, en die draaien vaak te snel. Het juiste toerental zorgt voor de beste resultaten, zowel qua snelheid als qua kwaliteit van het werk. Weet welke afwerking je wilt en hoe je die moet meten."
Douville voegde eraan toe dat investeren in afwerkingsgereedschap met variabele snelheid een manier is om snelheidsproblemen te overwinnen. Veel operators proberen een gewone slijpmachine voor de afwerking, maar die heeft alleen een hoge snelheid voor het snijden. Om het proces te voltooien, moet de snelheid worden verlaagd. Het kiezen van een afwerkingsgereedschap met variabele snelheid bespaart tijd en geld en stelt de operator in staat de afwerking te optimaliseren.
Ook de korrelgrootte is belangrijk bij de keuze van een schuurmiddel. De gebruiker moet beginnen met de meest geschikte korrelgrootte voor de toepassing.
Beginnend met een korrelgrootte van 60 of 80 (middelgroot), kan de gebruiker vrijwel direct overstappen op een korrelgrootte van 120 (fijn) en vervolgens op een korrelgrootte van 220 (zeer fijn), waarmee het roestvrij staal een No. 4-afwerking krijgt.
"Het kan zo simpel zijn als drie stappen," zei Radaelli. "Maar als de operator met een grote las te maken heeft, kan hij niet beginnen met korrel 60 of 80, maar kiest hij misschien voor korrel 24 (zeer grof) of 36 (grof). Dit voegt een extra stap toe en kan lastig zijn om materiaal te verwijderen als er diepe krassen op zitten."
Bovendien kan het gebruik van een anti-spatspray of -gel van onschatbare waarde zijn voor een lasser, maar dit wordt vaak over het hoofd gezien bij het lassen van roestvrij staal, aldus Douville. Onderdelen met spatten moeten worden verwijderd, wat krassen op het oppervlak kan veroorzaken, extra slijpstappen vereist en meer tijd kost. Deze stap kan eenvoudig worden overgeslagen met een anti-spatsysteem.
Lindsay Luminoso, adjunct-redacteur, levert bijdragen aan Metal Fabrication Canada en Fabrication and Welding Canada. Van 2014 tot 2016 was ze adjunct-redacteur/webredacteur bij Metal Fabrication Canada, meest recentelijk als adjunct-redacteur voor Design Engineering.
Luminoso heeft een bachelordiploma in de kunstgeschiedenis van Carleton University, een bachelordiploma in de pedagogiek van de Universiteit van Ottawa en een postdoctoraal certificaat in boeken, tijdschriften en digitale publicaties van Centennial College.
Blijf op de hoogte van het laatste nieuws, evenementen en de nieuwste technologieën op het gebied van metalen via onze twee maandelijkse nieuwsbrieven, speciaal geschreven voor Canadese fabrikanten!
Met volledige toegang tot de digitale editie van Canadian Metalworking heeft u nu eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van Made in Canada and Welding, heeft u eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
Randy McDonald, voormalig productmanager bij Overtone, deelt tips en trucs uit zijn 40 jaar ervaring. Met behulp van een FEIN WPO 14-25E polijstmachine met variabele snelheid en afwerkings- en polijstaccessoires uit het uitgebreide assortiment van FEIN Canada, leidt Randy ons stap voor stap door het proces.