Ludzie często kupują gotowe elementy ze stali nierdzewnej, co zwiększa złożoność materiału, jaki operatorzy muszą brać pod uwagę.
Jak większość materiałów, stal nierdzewna ma wiele zalet i wad. Stal jest uważana za „stal nierdzewną”, jeśli stop zawiera co najmniej 10,5% chromu, który tworzy warstwę tlenku, dzięki czemu jest odporna na działanie kwasów i korozję. Odporność na korozję można dodatkowo poprawić, zwiększając zawartość chromu i dodając dodatkowe dodatki stopowe.
Właściwości stali nierdzewnej, niskie koszty utrzymania, trwałość i różnorodne wykończenia powierzchni sprawiają, że nadaje się ona do zastosowań w takich gałęziach przemysłu jak budownictwo, meblarstwo, produkcja żywności i napojów, medycyna i wielu innych, w których wymagana jest wytrzymałość i odporność na korozję stali.
Stal nierdzewna jest zazwyczaj droższa niż inne stale. Oferuje jednak korzystny stosunek wytrzymałości do masy, umożliwiając zastosowanie cieńszego materiału niż w przypadku gatunków konwencjonalnych, co może prowadzić do oszczędności. Ze względu na jej całkowity koszt, warsztaty muszą upewnić się, że używają odpowiednich narzędzi, aby uniknąć kosztownych odpadów i przeróbek tego materiału.
Stal nierdzewna jest na ogół uważana za trudną do spawania, ponieważ szybko rozprasza ciepło i wymaga dużej ostrożności podczas wykańczania i polerowania.
Praca ze stalą nierdzewną zazwyczaj wymaga bardziej doświadczonego spawacza lub operatora niż praca ze stalą węglową, która jest zazwyczaj bardziej stabilna. Jej szerokość można zmniejszyć, wprowadzając określone parametry, zwłaszcza podczas spawania. Ze względu na wysoki koszt stali nierdzewnej, bardziej opłacalne jest jej używanie przez bardziej doświadczonych operatorów.
„Ludzie zazwyczaj kupują stal nierdzewną ze względu na jej wykończenie” – powiedział Jonathan Douville, starszy kierownik ds. produktów w dziale badań i rozwoju międzynarodowego firmy Walter Surface Technologies w Pointe-Claire w prowincji Quebec. „Ludzie zazwyczaj kupują stal nierdzewną ze względu na jej wykończenie” – powiedział Jonathan Douville, starszy kierownik ds. produktów w dziale badań i rozwoju międzynarodowego firmy Walter Surface Technologies w Pointe-Claire w prowincji Quebec. «Люди обычно покупают нержавеющую сталь из-за ее отделки», — сказал Джонатан Доувилль, старший менеджер по продуктам R&D International, Walter Surface Technologies, Pointe-Claire, Que. „Ludzie zazwyczaj kupują stal nierdzewną ze względu na jej wykończenie” – powiedział Jonathan Douville, starszy kierownik ds. produktów w dziale badań i rozwoju międzynarodowego w Walter Surface Technologies z Pointe-Claire w prowincji Quebec.„Ludzie zazwyczaj kupują stal nierdzewną ze względu na jej wykończenie” – mówi Jonathan Douville, starszy menedżer ds. badań i rozwoju międzynarodowego w Walter Surface Technologies w Pointe Claire w Quebecu. „To zwiększa ograniczenia, z którymi muszą się liczyć operatorzy”.
Niezależnie od tego, czy chodzi o powłokę o fakturze liniowej w rozmiarze 4, czy o lustrzanym wykończeniu w rozmiarze 8, operator musi zadbać o to, aby materiał był delikatny dla materiału i aby powłoka nie uległa uszkodzeniu podczas transportu i obróbki. Może to również ograniczyć możliwości przygotowania i czyszczenia, które są kluczowe dla produkcji wysokiej jakości części.
„Pracując z tym materiałem, przede wszystkim należy zadbać o jego czystość, czystość i jeszcze raz czystość” – powiedział Rick Hathelt, kierownik regionalny PFERD na Kanadę, Ontario i Mississauga w Ontario. „Bardzo ważne jest, aby podczas czyszczenia stali nierdzewnej zapewnić czyste (wolne od węgla) środowisko, aby usunąć zanieczyszczenia, które mogą później powodować utlenianie (rdzewienie) i zapobiec regeneracji warstwy pasywacyjnej poprzez utworzenie warstwy ochronnej, która minimalizuje utlenianie”.
Podczas stosowania stali nierdzewnej, materiał i otoczenie muszą być czyste. Usunięcie z materiałów pozostałości oleju i plastiku to dobry początek. Zanieczyszczenia na stali nierdzewnej mogą powodować utlenianie, ale mogą również powodować problemy podczas spawania i powodować wady. Dlatego ważne jest, aby oczyścić powierzchnię przed lutowaniem.
Środowisko warsztatowe nie zawsze jest najczystsze, a zanieczyszczenie krzyżowe może stanowić problem podczas pracy ze stalą nierdzewną i węglową. Często w warsztacie pracuje wiele wentylatorów lub klimatyzatorów do chłodzenia pracowników, co może powodować rozrzucanie zanieczyszczeń na podłodze lub skraplanie się pary wodnej na surowcach. Jest to szczególnie trudne, gdy cząstki stali węglowej są nadmuchiwane na stal nierdzewną. Oddzielenie tych materiałów i przechowywanie ich w czystym środowisku jest kluczowe dla wydajnego spawania.
Ważne jest usunięcie przebarwień, aby zapobiec gromadzeniu się rdzy z czasem i osłabianiu ogólnej struktury. Warto również usunąć przebarwienia, aby wyrównać kolor powierzchni.
W Kanadzie, ze względu na ekstremalnie niskie temperatury i zimowe warunki pogodowe, wybór odpowiedniego gatunku stali nierdzewnej jest niezwykle ważny. Douville wyjaśnił, że większość sklepów początkowo wybierała stal 304 ze względu na jej cenę. Jednak gdyby sklep miał zastosować ten materiał na zewnątrz, zalecałby zmianę na stal 316, mimo że jest ona dwukrotnie droższa. Stal 304 jest podatna na korozję podczas użytkowania lub przechowywania na zewnątrz. Nawet jeśli powierzchnia zostanie oczyszczona i utworzy się warstwa pasywacyjna, warunki zewnętrzne mogą oddziaływać na powierzchnię, niszcząc warstwę pasywacyjną i ostatecznie powodując ponowną rdzę.
„Przygotowanie do spawania jest ważne z wielu fundamentalnych powodów” – mówi Gabi Miholix, Specjalista ds. Rozwoju Aplikacji w Dziale Systemów Ściernych, 3M Canada, London, Ontario. „Usunięcie rdzy, farby i faz jest niezbędne do prawidłowego spawania. Powierzchnia spoiny musi być wolna od zanieczyszczeń, które mogłyby osłabić połączenie”.
Hatelt dodaje, że konieczne jest oczyszczenie obszaru, ale przygotowanie przed spawaniem może również obejmować fazowanie materiału w celu zapewnienia odpowiedniej przyczepności i wytrzymałości spoiny.
Podczas spawania stali nierdzewnej ważny jest dobór odpowiedniego spoiwa do danego gatunku. Stal nierdzewna jest szczególnie wrażliwa i wymaga certyfikacji spoin dla tego samego rodzaju materiału. Na przykład, metal bazowy 316 wymaga spoiwa 316. Spawacze nie mogą używać dowolnego spoiwa – każdy gatunek stali nierdzewnej wymaga konkretnego spoiwa, aby spawanie przebiegało prawidłowo.
„Spawając stal nierdzewną, spawacz musi naprawdę kontrolować temperaturę” – powiedział Michael Radaelli, menedżer produktu w Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, Massachusetts. „Istnieje wiele różnych urządzeń, które można wykorzystać do pomiaru temperatury spoiny i elementu podczas nagrzewania się spawarki, ponieważ jeśli w stali nierdzewnej pojawi się pęknięcie, element ulega praktycznie zniszczeniu”.
Radaelli dodał, że spawacz musi uważać, aby nie pozostawać w tym samym miejscu przez długi czas. Spawanie wielowarstwowe to doskonały sposób na zapobieganie przegrzaniu podłoża. Długotrwałe spawanie stali nierdzewnej może spowodować jej przegrzanie i pęknięcie.
„Spawanie stali nierdzewnej może zająć więcej czasu, ale jest to sztuka wymagająca wprawnego rzemiosła” – powiedział Radaelli.
Przygotowanie spoiny po spawaniu zależy w dużej mierze od produktu końcowego i jego zastosowania. W niektórych przypadkach, jak wyjaśnił Miholix, spoina jest praktycznie niewidoczna, więc wymagane jest jedynie ograniczone czyszczenie po spawaniu, a wszelkie widoczne odpryski są szybko usuwane. Spoina może wymagać wypoziomowania lub oczyszczenia, ale nie jest wymagane specjalne przygotowanie powierzchni. Jeśli wymagane jest wykończenie gładkie lub lustrzane, konieczne może być bardziej zaawansowane polerowanie. To zależy od zastosowania.
„Problemem nie jest kolor” – powiedział Miholic. „To przebarwienie powierzchni wskazuje, że właściwości metalu uległy zmianie i mogą teraz ulegać utlenianiu/rdzewieniu”.
Wybór narzędzia wykańczającego o zmiennej prędkości pozwoli zaoszczędzić czas i pieniądze, a także umożliwi operatorowi dostosowanie wykończenia do własnych potrzeb.
Ważne jest usunięcie przebarwień, aby zapobiec gromadzeniu się rdzy z czasem i osłabianiu ogólnej struktury. Warto również usunąć przebarwienia, aby wyrównać kolor powierzchni.
Proces czyszczenia może uszkodzić powierzchnie, zwłaszcza w przypadku użycia agresywnych środków chemicznych. Nieprawidłowe czyszczenie może zapobiec tworzeniu się warstwy pasywacyjnej. Dlatego wielu ekspertów zaleca ręczne czyszczenie tych spawanych elementów.
„W przypadku czyszczenia ręcznego, jeśli nie pozwolimy tlenowi wejść w reakcję z powierzchnią przez 24 lub 48 godzin, nie mamy czasu na stworzenie pasywnej powierzchni” – powiedział Douville. Wyjaśnił, że powierzchnia potrzebuje tlenu, aby zareagować z chromem w stopie i utworzyć warstwę pasywacyjną. W niektórych sklepach zwyczajowo czyścić, pakować i wysyłać części natychmiast, co spowalnia proces i zwiększa ryzyko korozji.
Producenci i spawacze zazwyczaj używają wielu materiałów. Jednak, jak wspomniano wcześniej, użycie stali nierdzewnej wiąże się z pewnymi ograniczeniami. Poświęcenie czasu na oczyszczenie elementu to dobry pierwszy krok, ale jakość jest zależna od środowiska, w którym się znajduje.
Hatelt powiedział, że nadal obserwuje skażone miejsca pracy. Kluczem jest wyeliminowanie obecności węgla w środowisku pracy ze stalą nierdzewną. Nierzadko zdarza się, że warsztaty używające stali przechodzą na stal nierdzewną bez odpowiedniego przygotowania środowiska pracy dla tego materiału. To błąd, zwłaszcza jeśli nie mogą rozdzielić tych dwóch materiałów ani kupić własnego zestawu narzędzi.
„Jeśli masz szczotkę drucianą do szlifowania lub obróbki stali nierdzewnej i używasz jej do stali węglowej, nie możesz już używać stali nierdzewnej” – powiedział Radaelli. „Szczotki są teraz zanieczyszczone węglem i rdzą. Jeśli szczotki są zanieczyszczone krzyżowo, nie da się ich wyczyścić”.
Hatelt powiedział, że sklepy muszą używać oddzielnych narzędzi do przygotowywania materiałów, ale muszą również oznaczać narzędzia „tylko ze stali nierdzewnej”, aby uniknąć niepotrzebnych zanieczyszczeń.
Wybierając narzędzia do spawania stali nierdzewnej, warsztaty powinny wziąć pod uwagę wiele czynników, w tym opcje odprowadzania ciepła, rodzaj minerału, prędkość i wielkość ziarna.
„Wybór materiału ściernego z powłoką rozpraszającą ciepło to dobry początek” – powiedział Miholix. „Stal nierdzewna jest bardzo twarda i generuje więcej ciepła podczas szlifowania niż stal miękka. Ciepło musi gdzieś odpłynąć, dlatego zastosowano powłokę, która pozwala mu przepływać do krawędzi tarczy, a nie zatrzymywać się dokładnie w miejscu szlifowania. W tym momencie było idealnie”.
Wybór materiału ściernego zależy również od tego, jak ma wyglądać całe wykończenie – dodaje. To naprawdę kwestia gustu. Minerały tlenku glinu w materiałach ściernych są zdecydowanie najczęściej używanym rodzajem w procesach wykończeniowych. Aby stal nierdzewna miała niebieski kolor na powierzchni, należy użyć węglika krzemu. Jest on ostrzejszy i pozostawia głębsze nacięcia, które inaczej odbijają światło, nadając jej niebieski kolor. Jeśli operator poszukuje konkretnego lub unikalnego wykończenia powierzchni, najlepiej porozmawiać z dostawcą.
„Obroty na minutę to duży problem” – powiedział Hatelt. „Różne narzędzia wymagają różnych obrotów na minutę i często pracują zbyt szybko. Użycie właściwych obrotów na minutę zapewnia najlepsze możliwe rezultaty, zarówno pod względem szybkości wykonania pracy, jak i jej jakości. Dowiedz się, jakiego wykończenia oczekujesz i jak je zmierzyć”.
Douville dodał, że inwestowanie w narzędzia do obróbki wykończeniowej o zmiennej prędkości obrotowej to jeden ze sposobów rozwiązania problemów z prędkością. Wielu operatorów próbuje używać zwykłej szlifierki do obróbki wykończeniowej, ale oferuje ona wysoką prędkość tylko do cięcia. Zakończenie procesu wymaga zwolnienia obrotów. Wybór narzędzia do obróbki wykończeniowej o zmiennej prędkości obrotowej pozwoli zaoszczędzić czas i pieniądze, a także umożliwi operatorowi dostosowanie wykończenia do indywidualnych potrzeb.
Granulacja ma również znaczenie przy wyborze materiału ściernego. Operator powinien zacząć od wyboru najlepszej granulacji dla danego zastosowania.
Zaczynając od papieru ściernego o gradacji 60 lub 80 (średniej), operator może niemal natychmiast przejść na papier o gradacji 120 (drobnej) i 220 (bardzo drobnej), co pozwoli uzyskać wykończenie na czwartym miejscu w przypadku stali nierdzewnej.
„Mogą to być zaledwie trzy kroki” – powiedział Radaelli. „Jeśli jednak operator ma do czynienia z dużymi spoinami, nie może zacząć od gradacji 60 lub 80 i może wybrać gradację 24 (bardzo gruba) lub 36 (gruba). To dodatkowy krok i może być trudne do usunięcia głębokich rys w materiale”.
Dodanie sprayu lub żelu antyodpryskowego może być najlepszym rozwiązaniem dla spawacza, ale często jest pomijane podczas spawania stali nierdzewnej, mówi Douville. Odpryski muszą zostać usunięte, co może zarysować powierzchnię, wymagać dodatkowego szlifowania i wydłużać czas. Ten etap można łatwo wyeliminować, stosując system ochrony przed rozpryskami.
Lindsay Luminoso, zastępca redaktora naczelnego, publikuje w Canadian Metalworking i Canadian Fabricating & Welding. Lindsay Luminoso, zastępca redaktora naczelnego, publikuje w Canadian Metalworking i Canadian Fabricating & Welding. Линдси Луминосо, помощник редактора, вносит свой вклад как w Canadian Metalworking, a także w Canadian Fabricating & Welding. Lindsey Luminoso, zastępca redaktora naczelnego, publikuje artykuły w czasopismach Canadian Metalworking i Canadian Fabricating & Welding.Lindsey Luminoso, redaktor naczelna, współpracuje z czasopismami Metal Fabrication Canada i Fabrication and Welding Canada. W latach 2014-2016 była redaktorem naczelnym i redaktorem strony internetowej w Metal Fabrication Canada, a ostatnio redaktorem naczelnym w Dziale Projektowania.
Luminoso uzyskał tytuł licencjata nauk humanistycznych na Uniwersytecie Carleton, tytuł licencjata nauk pedagogicznych na Uniwersytecie w Ottawie oraz certyfikat ukończenia studiów podyplomowych w zakresie książek, czasopism i publikacji cyfrowych w Centennial College.
Bądź na bieżąco z najnowszymi wiadomościami, wydarzeniami i technologiami dotyczącymi wszystkich metali dzięki naszym dwóm miesięcznym newsletterom pisanym wyłącznie dla kanadyjskich producentów!
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do cyfrowej edycji czasopisma Canadian Metalworking, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Dzięki pełnemu dostępowi cyfrowemu do Made in Canada i Weld możesz łatwo korzystać z cennych zasobów branżowych.
Przedstawiamy inteligentniejszy sposób natryskiwania. Przedstawiamy najlepsze osiągnięcia naukowe 3M w jednym z najinteligentniejszych i najlżejszych pistoletów na świecie.