Folk kjøper ofte forhåndsmaskinert rustfritt stål, noe som øker kompleksiteten til materialet som operatørene må vurdere.
Som de fleste materialer har rustfritt stål mange fordeler og ulemper. Et stål regnes som «rustfritt stål» hvis legeringen inneholder minst 10,5 % krom, som danner et oksidlag som gjør det syre- og korrosjonsbestandig. Denne korrosjonsmotstanden kan forbedres ytterligere ved å øke krominnholdet og tilsette ekstra legeringsmidler.
Materialets egenskaper som «rustfritt stål», lave vedlikeholdsbehov, holdbarhet og varierte overflatebehandlinger gjør det egnet for industrier som bygg og anlegg, møbler, mat og drikke, medisin og mange andre bruksområder som krever stålets styrke og korrosjonsmotstand.
Rustfritt stål er ofte dyrere enn andre ståltyper. Det gir imidlertid fordeler med hensyn til styrke-til-vekt-forhold, noe som tillater bruk av tynnere materialtykkelser sammenlignet med konvensjonelle kvaliteter, noe som kan føre til kostnadsbesparelser. På grunn av den totale kostnaden må butikkene sørge for at de bruker riktig verktøy for å unngå kostbart avfall og omarbeiding av dette materialet.
Rustfritt stål anses generelt som vanskelig å sveise fordi det avgir varme raskt og krever stor forsiktighet i de siste etterbehandlings- og poleringsfasene.
Arbeid med rustfritt stål krever vanligvis en mer erfaren sveiser eller operatør enn arbeid med karbonstål, som har en tendens til å være mer robust. Sveisefriheten kan reduseres når visse parametere introduseres, spesielt under sveising. På grunn av den høye prisen på rustfritt stål, er det fornuftig for mer erfarne operatører å bruke det.
«Folk kjøper vanligvis rustfritt stål på grunn av overflaten», sier Jonathan Douville, senior produktsjef for internasjonal forskning og utvikling hos Walter Surface Technologies i Pointe-Claire, Quebec. «Dette legger til begrensningene som operatørene må vurdere.»
Enten det er en lineær teksturfinish i størrelse 4 eller en speilblank overflate i størrelse 8, må operatøren sørge for at materialet respekteres og at overflaten ikke skades under håndtering og bearbeiding. Dette kan også begrense mulighetene for klargjøring og rengjøring, som er avgjørende for å sikre god delproduksjon.
«Når du arbeider med dette materialet, er det første du må gjøre å sørge for at det er rent, rent, rent», sa Rick Hatelt, Canada Country Manager for PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. «Det er veldig viktig å sørge for at du har en ren (karbonfri) atmosfære, rengjøre rustfritt stål for å fjerne urenheter som kan forårsake oksidasjon (rust) senere, og for å forhindre gjenoppbygging av passiveringslaget, og dermed skape et beskyttende lag for å minimere oksidasjon.»
Når man bruker rustfritt stål, må materialet og miljøet rundt rengjøres. Fjerning av olje- og plastrester fra materialer er et godt sted å starte. Forurensninger på rustfritt stål kan forårsake oksidasjon, men de kan også være problematiske under sveising og kan forårsake defekter. Derfor er det viktig å rengjøre overflaten før man begynner å lodde.
Verkstedmiljøer er ikke alltid de reneste, og krysskontaminering kan være et problem når man arbeider med rustfritt stål og karbonstål. Ofte bruker en butikk mange vifter eller klimaanlegg for å kjøle ned arbeidere, noe som kan presse forurensninger ned på gulvet eller føre til at kondens drypper eller bygger seg opp på råmaterialer. Dette er spesielt utfordrende når karbonstålpartikler blåses på rustfritt stål. Å separere disse materialene og holde dem i et rent miljø utgjør en stor forskjell når det gjelder effektiv sveising.
Det er viktig å fjerne misfarging for å sikre at rust ikke bygger seg opp over tid og svekker den generelle strukturen. Det er også bra å fjerne blåfarge for å jevne ut overflatefargen.
I Canada er det viktig å velge riktig kvalitet rustfritt stål på grunn av ekstrem kulde og vintervær. Douville forklarte at de fleste butikker i utgangspunktet valgte 304 på grunn av prisen. Men hvis en butikk skulle bruke materialet utendørs, ville han anbefale å bytte til 316, selv om det koster dobbelt så mye. 304 er utsatt for korrosjon hvis det brukes eller lagres utendørs. Selv om overflaten rengjøres og et passiveringslag dannes, kan utendørsforhold påvirke overflaten, erodere passiveringslaget og til slutt føre til at det ruster igjen.
«Forberedelse av sveisesøm er viktig av en rekke grunnleggende årsaker», sier Gabi Miholics, spesialist på applikasjonsutvikling, Abrasive Systems Division, 3M Canada, London, Ontario. «Fjerning av rust, maling og avfasninger er nødvendig for riktig sveising. Det må ikke være noen forurensning på sveiseoverflaten som kan svekke bindingen.»
Hatelt legger til at det er viktig å rengjøre området, men forberedelser før sveising kan også inkludere avfasing av materialet for å sikre riktig sveiseheft og styrke.
For sveising av rustfritt stål er det viktig å velge riktig fyllmateriale for typen som brukes. Rustfritt stål er spesielt følsomt og krever at sveisesømmene er sertifisert med samme type materiale. For eksempel krever 316-basismetall 316-fyllmateriale. Sveisere kan ikke bare bruke hvilken som helst type fyllmateriale, hver rustfrie kvalitet krever et spesifikt fyllmateriale for riktig sveising.
«Når man sveiser rustfritt stål, må sveiseren virkelig følge med på temperaturen», sa Michael Radaelli, produktsjef hos Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. «Det finnes mange forskjellige enheter som kan brukes til å måle temperaturen på sveisen og delen når sveiseren varmes opp, for hvis det er en sprekk i det rustfrie stålet, er delen i bunn og grunn ødelagt.»
Radaelli la til at sveiseren må sørge for at han ikke oppholder seg i samme område over lengre tid. Flerlagssveising er en fin måte å forhindre at underlaget overopphetes. Langvarig sveising av det rustfrie stålet kan føre til at det overopphetes og sprekker.
«Sveising med rustfritt stål kan være mer tidkrevende, men det er også en kunst som krever erfarne hender», sa Radaelli.
Forberedelse etter sveising avhenger virkelig av sluttproduktet og bruksområdet. I noen tilfeller, forklarte Miholics, er sveisen aldri synlig, så det kreves bare begrenset rengjøring etter sveising, og all synlig sprut fjernes raskt. Eller sveisen må kanskje jevnes ut eller rengjøres, men ingen spesifikk overflateforberedelse er nødvendig. Hvis en fin eller speilblank overflate er nødvendig, kan det være nødvendig med mer omfattende poleringstrinn. Det avhenger bare av bruksområdet.
«Det er ikke fargen som er problemet», sa Miholics. «Denne misfargingen av overflaten indikerer at metallegenskapene har endret seg og nå kan oksidere/ruste.»
Å velge et verktøy med variabel hastighet for etterbehandling vil spare tid og penger, og la operatøren matche finishen.
Det er viktig å fjerne misfarging for å sikre at rust ikke bygger seg opp over tid og svekker den generelle strukturen. Det er også bra å fjerne blåfarge for å jevne ut overflatefargen.
Rengjøringsprosessen kan skade overflater, spesielt når det brukes sterke kjemikalier. Feil rengjøring kan forhindre dannelse av et passiveringslag. Derfor anbefaler mange eksperter manuell rengjøring av disse sveisede delene.
«Når du rengjør manuelt, og du ikke lar oksygen reagere med overflaten i 24 eller 48 timer, har du ikke tid til å bygge en passiv overflate», sa Douville. Han forklarte at overflaten trenger oksygen for å reagere med kromet i legeringen for å danne et passiveringslag. Noen butikker har en tendens til å rengjøre, pakke deler og sende dem umiddelbart, noe som forsinker prosessen og øker risikoen for korrosjon.
Det er vanlig at produsenter og sveisere bruker flere materialer. Som nevnt tidligere, medfører imidlertid bruken av rustfritt stål noen begrensninger. Å ta seg tid til å rengjøre delen er et godt første skritt, men det er bare så bra som miljøet den er i.
Hatelt sa at han stadig ser forurensede arbeidsområder. Å eliminere tilstedeværelsen av karbon i arbeidsmiljøet i rustfritt stål er nøkkelen. Det er ikke uvanlig at verksteder som bruker stål bytter til rustfritt stål uten å forberede arbeidsmiljøet ordentlig for dette materialet. Dette er en feil, spesielt hvis de ikke kan skille de to materialene eller kjøpe sitt eget verktøysett.
«Hvis du har en stålbørste til sliping eller klargjøring av rustfritt stål, og du bruker den på karbonstål, kan du ikke bruke rustfritt stål lenger», sa Radaelli. «Børstene er nå karbonforurenset og ruster. Når børstene er kryssforurenset, kan de ikke rengjøres.»
Butikker bør bruke separate verktøy for å klargjøre materialer, men de bør også merke verktøy med «kun rustfritt stål» for å unngå unødvendig forurensning, sa Hatelt.
Verksteder bør vurdere mange faktorer når de velger sveiseforberedelsesverktøy i rustfritt stål, inkludert varmespredningsalternativer, mineraltype, hastighet og kornstørrelse.
«Det er et godt sted å starte å velge et slipemiddel med et varmeavledende belegg», sa Miholics. «Rustfritt stål er veldig hardt og vil generere mer varme ved sliping enn bløtt stål. Varmen må et sted, så det finnes et belegg som lar varmen strømme til kanten av skiven i stedet for bare å bli der du sliper. På det tidspunktet var det ideelt.»
Valg av slipemiddel avhenger også av hvordan den generelle finishen skal se ut, legger hun til. Det er virkelig opp til betrakteren. Aluminiummineraler i slipemidler er den desidert vanligste typen som brukes i etterbehandlingstrinn. For å få rustfritt stål til å se blått ut på overflaten, bør mineralet silisiumkarbid brukes. Det er skarpere og etterlater dypere kutt som reflekterer lyset annerledes, noe som gjør det blått. Hvis operatøren ser etter en spesifikk eller unik overflatefinish, er det best å snakke med leverandøren.
«Omtall er et stort problem», sa Hatelt. «Ulike verktøy krever forskjellige turtall, og de går ofte for fort. Å bruke riktig turtall sikrer de beste resultatene, både når det gjelder hvor raskt jobben gjøres og hvor godt utført den er. Vit hvilken finish du ønsker og hvordan du måler.»
Douville la til at det å investere i verktøy med variabel hastighet for etterbehandling er én måte å overvinne hastighetsproblemer på. Mange operatører prøver en vanlig slipemaskin til etterbehandling, men den har bare høy hastighet for skjæring. Å fullføre prosessen krever at man senker farten. Å velge et verktøy med variabel hastighet for etterbehandling vil spare tid og penger og la operatøren matche finishen.
Kornstørrelse er også viktig når man velger et slipemiddel. Operatøren bør starte med den beste kornstørrelsen for bruken.
Fra og med en kornstørrelse på 60 eller 80 (middels), kan operatøren nesten umiddelbart hoppe til en kornstørrelse på 120 (fin) og til en kornstørrelse på 220 (svært fin), noe som vil gi rustfritt stål en finish nr. 4.
«Det kan være så enkelt som tre trinn», sa Radaelli. «Men hvis operatøren har å gjøre med store sveiser, kan han ikke starte med en kornstørrelse på 60 eller 80, og kan velge en kornstørrelse på 24 (svært grov) eller 36 (grov). Dette legger til et ekstra trinn og kan være vanskelig å fjerne i materialet. Det er dype riper på det.»
I tillegg kan det å tilsette en antisprutspray eller gel være sveisernes beste venn, men det blir ofte oversett når man sveiser rustfritt stål, sier Douville. Deler med sprut må fjernes, noe som kan ripe overflaten, kreve ekstra slipetrinn og kaste bort mer tid. Dette trinnet kan enkelt elimineres med et antisprutsystem.
Lindsay Luminoso, assisterende redaktør, bidrar til Metal Fabrication Canada og Fabrication and Welding Canada. Fra 2014–2016 var hun assisterende redaktør/nettredaktør hos Metal Fabrication Canada, sist som assisterende redaktør for designteknikk.
Luminoso har en bachelorgrad i kunst fra Carleton University, en bachelorgrad i utdanning fra University of Ottawa og et sertifikat i bøker, magasiner og digital publisering fra Centennial College.
Hold deg oppdatert på de siste nyhetene, arrangementene og teknologien om alle metaller fra våre to månedlige nyhetsbrev skrevet eksklusivt for kanadiske produsenter!
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av Canadian Metalworking, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av Made in Canada and Welding, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.
Fullfør flere hull på én dag med mindre anstrengelse. Slugger JCM200 Auto har automatisk mating for serieboring, en kraftig totrinns reversibel magnetbor med 2″ kapasitet, ¾″ sveising, MK3-grensesnitt og mange sikkerhetsfunksjoner. Kjernebor, spiralbor, gjengetapper, forsenkere og ...