Люди часто покупают предварительно обработанную нержавеющую сталь, что усложняет выбор материала, который приходится учитывать операторам.
Как и большинство материалов, нержавеющая сталь имеет множество преимуществ и недостатков. Сталь считается «нержавеющей сталью», если сплав содержит не менее 10,5% хрома, который образует оксидный слой, делающий её устойчивой к кислотам и коррозии. Коррозионную стойкость можно дополнительно улучшить, увеличив содержание хрома и добавив легирующие примеси.
Свойства материала «нержавеющая сталь», низкие затраты на техническое обслуживание, долговечность и различные варианты обработки поверхности делают ее подходящей для таких отраслей, как строительство, производство мебели, пищевая промышленность, медицина и многие другие, требующие прочности и коррозионной стойкости стали.
Нержавеющая сталь, как правило, дороже других видов стали. Однако она обеспечивает преимущество в соотношении прочности к весу, позволяя получать более тонкие материалы, чем традиционные марки, что может привести к экономии средств. Из-за высокой общей стоимости предприятиям необходимо использовать правильные инструменты, чтобы избежать дорогостоящих отходов и повторной обработки этого материала.
Нержавеющая сталь, как правило, считается сложной в сварке, поскольку она быстро рассеивает тепло и требует большой осторожности на этапах финишной обработки и полировки.
Работа с нержавеющей сталью обычно требует более опытного сварщика или оператора, чем работа с углеродистой сталью, которая, как правило, более стабильна. Ее ширину можно уменьшить, вводя определенные параметры, особенно при сварке. Из-за высокой стоимости нержавеющей стали ее использование более целесообразно для опытных операторов.
«Люди обычно покупают нержавеющую сталь из-за ее отделки», — сказал Джонатан Дувиль, старший менеджер по продукции, отдел международных исследований и разработок компании Walter Surface Technologies, Пуэнт-Клер, Квебек. «Люди обычно покупают нержавеющую сталь из-за ее отделки», — сказал Джонатан Дувиль, старший менеджер по продукции, отдел международных исследований и разработок компании Walter Surface Technologies, Пуэнт-Клер, Квебек. «Люди обычно покупают нержавеющую сталь из-за своих отделов», — сказал Джонатан Дувилль, старший менеджер по продуктам R&D International, Walter Surface Technologies, Пуэнт-Клер, Квебек. «Люди обычно покупают нержавеющую сталь из-за ее отделки», — сказал Джонатан Дувиль, старший менеджер по продукции, отдел международных исследований и разработок компании Walter Surface Technologies, Пуэнт-Клер, Квебек.«Обычно нержавеющую сталь покупают из-за ее отделки», — говорит Джонатан Дувиль, старший менеджер по международным исследованиям и разработкам в компании Walter Surface Technologies в Пуэнт-Клер, Квебек. «Это добавляет ограничений, которые должны учитывать операторы».
Будь то линейное текстурное покрытие 4-го размера или зеркальная полировка 8-го размера, оператор должен обеспечить бережное обращение с материалом и предотвратить повреждение покрытия во время обработки. Это также может ограничить возможности подготовки и очистки, которые имеют решающее значение для производства качественных деталей.
«При работе с этим материалом первое, что нужно сделать, это убедиться, что он чистый, чистый и еще раз чистый», — сказал Рик Хателт, региональный менеджер PFERD по Канаде, Онтарио, Миссиссауга, Онтарио. «Очень важно обеспечить чистую (без углерода) атмосферу при очистке нержавеющей стали, чтобы удалить примеси, которые впоследствии могут вызвать окисление (ржавление), и предотвратить восстановление пассивирующего слоя, создав защитный слой, минимизирующий окисление».
При работе с нержавеющей сталью необходимо очистить материал и окружающую среду. Хорошим началом будет удаление масла и остатков пластика с материалов. Загрязнения на нержавеющей стали могут вызывать окисление, а также создавать проблемы во время сварки и приводить к дефектам. Поэтому важно очистить поверхность перед пайкой.
В цехе не всегда бывает идеально чисто, и перекрестное загрязнение может стать проблемой при работе с нержавеющей и углеродистой сталью. Часто в цехе работают многочисленные вентиляторы или кондиционеры для охлаждения рабочих, что может разносить загрязнения по полу или вызывать образование капель или конденсата на сырье. Это особенно сложно, когда частицы углеродистой стали попадают на нержавеющую сталь. Разделение этих материалов и их хранение в чистом помещении имеет решающее значение для эффективной сварки.
Важно удалить пятна, чтобы со временем не накапливалась ржавчина и не ослабляла общую структуру. Также полезно удалить синеватый налет, чтобы выровнять цвет поверхности.
В Канаде из-за сильных морозов и зимних погодных условий очень важно выбрать правильный сорт нержавеющей стали. Дувиль объяснил, что большинство магазинов изначально выбирают сталь марки 304 из-за ее цены. Но если магазин будет использовать этот материал для наружных работ, они порекомендуют перейти на сталь марки 316, даже несмотря на то, что она стоит вдвое дороже. Сталь марки 304 подвержена коррозии при использовании или хранении на открытом воздухе. Даже если поверхность очищена и сформирован пассивирующий слой, внешние условия могут воздействовать на поверхность, разрушая пассивирующий слой и в конечном итоге вызывая повторное образование ржавчины.
«Подготовка к сварке важна по ряду фундаментальных причин», — говорит Габи Михоликс, специалист по разработке приложений, подразделение абразивных систем, 3M Canada, Лондон, Онтарио. «Удаление ржавчины, краски и фасок имеет важное значение для качественной сварки. Поверхность сварного шва должна быть свободна от загрязнений, которые могут ослабить соединение».
Хателт добавляет, что очистка зоны сварки необходима, но подготовка перед сваркой может также включать снятие фаски с материала для обеспечения надлежащей адгезии и прочности сварного шва.
При сварке нержавеющей стали важно правильно выбрать присадочный материал для используемой марки стали. Нержавеющая сталь особенно чувствительна, и сварные швы должны быть сертифицированы для того же типа материала. Например, для основного металла марки 316 требуется присадочный материал той же марки. Сварщики не могут использовать любой присадочный материал, для каждой марки нержавеющей стали требуется свой специфический присадочный материал для качественной сварки.
«При сварке нержавеющей стали сварщику действительно необходимо постоянно следить за температурой», — говорит Майкл Радаэлли, менеджер по продукции компании Norton | Saint-Gobain Abrasives, Вустер, штат Массачусетс. «Существует множество различных устройств, которые можно использовать для измерения температуры сварного шва и детали по мере нагрева сварщиком, потому что если в нержавеющей стали появится трещина, деталь практически будет разрушена».
Радаэлли добавил, что сварщик должен следить за тем, чтобы не оставаться на одном месте слишком долго. Многослойная сварка — отличный способ предотвратить перегрев обрабатываемой поверхности. Длительная сварка нержавеющей стали может привести к ее перегреву и растрескиванию.
«Сварка нержавеющей стали может занять больше времени, но это также искусство, требующее умелых рук», — сказал Радаэлли.
Подготовка поверхности после сварки действительно зависит от конечного продукта и его применения. В некоторых случаях, как объяснил Михоликс, сварной шов никогда не виден, поэтому требуется лишь ограниченная очистка после сварки, а любые заметные брызги быстро удаляются. Или же сварной шов может нуждаться в выравнивании или очистке, но специальная подготовка поверхности не требуется. Если требуется гладкая или зеркальная поверхность, могут потребоваться более сложные этапы полировки. Все зависит от применения.
«Проблема не в цвете, — сказал Михолич. — Это изменение цвета поверхности указывает на то, что свойства металла изменились, и теперь он может окисляться/ржаветь».
Выбор инструмента с регулируемой скоростью обработки позволит сэкономить время и деньги, а также даст оператору возможность настраивать качество отделки.
Важно удалить пятна, чтобы со временем не накапливалась ржавчина и не ослабляла общую структуру. Также полезно удалить синеватый налет, чтобы выровнять цвет поверхности.
Процесс очистки может повредить поверхности, особенно при использовании агрессивных химикатов. Неправильная очистка может препятствовать образованию пассивирующего слоя. Именно поэтому многие специалисты рекомендуют ручную очистку сварных деталей.
«При ручной очистке, если не дать кислороду вступить в реакцию с поверхностью в течение 24 или 48 часов, у вас не будет времени для образования пассивирующего слоя», — сказал Дувиль. Он объяснил, что поверхности необходим кислород для реакции с хромом в сплаве и образования пассивирующего слоя. В некоторых магазинах принято сразу же очищать, упаковывать детали и отправлять их, что замедляет процесс и увеличивает риск коррозии.
Производители и сварщики обычно используют несколько материалов. Однако, как уже упоминалось, использование нержавеющей стали накладывает некоторые ограничения. Тщательная очистка детали — хороший первый шаг, но её эффективность зависит от условий окружающей среды.
Хателт сказал, что продолжает сталкиваться с загрязнением рабочих мест. Ключевым моментом является устранение присутствия углерода в рабочей среде, связанной с нержавеющей сталью. Нередко цеха, использующие сталь, переходят на нержавеющую сталь без надлежащей подготовки рабочей среды для этого материала. Это ошибка, особенно если они не могут разделить два материала или приобрести собственный набор инструментов.
«Если у вас есть проволочная щетка для шлифовки или подготовки нержавеющей стали, и вы используете ее на углеродистой стали, то работать с нержавеющей сталью становится невозможно», — сказал Радаэлли. «Щетки теперь загрязнены углеродом и ржавчиной. Если происходит перекрестное загрязнение щеток, их невозможно очистить».
По словам Хателта, на складах необходимо использовать отдельные инструменты для подготовки материалов, а также маркировать их надписью «только нержавеющая сталь», чтобы избежать ненужного загрязнения.
При выборе инструментов для подготовки к сварке нержавеющей стали цехам следует учитывать множество факторов, включая варианты отвода тепла, тип минерала, скорость и размер зерна.
«Выбор абразива с теплоотводящим покрытием — это хороший первый шаг», — сказал Михоликс. «Нержавеющая сталь очень твердая и выделяет больше тепла при шлифовке, чем низкоуглеродистая сталь. Тепло должно куда-то отводиться, поэтому покрытие позволяет теплу стекать к краю диска, а не оставаться точно там, где вы шлифуете. В тот момент это было идеально».
Выбор абразива также зависит от того, каким должен быть конечный результат, добавляет она. Всё действительно зависит от субъективного восприятия. Алюминиевые минералы в абразивах — это наиболее распространённый тип, используемый на этапах финишной обработки. Для придания нержавеющей стали синего цвета на поверхности следует использовать минерал карбид кремния. Он более острый и оставляет более глубокие срезы, которые по-другому отражают свет, придавая поверхности синий оттенок. Если оператору требуется определённый или уникальный результат обработки поверхности, лучше всего проконсультироваться с поставщиком.
«Частота вращения — большая проблема, — сказал Хателт. — Разные инструменты требуют разной частоты вращения и часто работают слишком быстро. Использование правильной частоты вращения обеспечивает наилучшие результаты как с точки зрения скорости выполнения работы, так и с точки зрения качества. Выясните, какой результат вам нужен и как его измерить».
Дувиль добавил, что инвестиции в инструменты для финишной обработки с регулируемой скоростью — один из способов решения проблем со скоростью. Многие операторы пытаются использовать для финишной обработки обычную шлифовальную машину, но у нее высокая скорость только для резки. Для завершения процесса необходимо снизить скорость. Выбор инструмента для финишной обработки с регулируемой скоростью сэкономит время и деньги и позволит оператору настроить качество обработки.
При выборе абразива также важна зернистость. Оператору следует начинать с наиболее подходящей зернистости для конкретной задачи.
Начав с абразива зернистостью 60 или 80 (средняя), оператор может практически сразу перейти к 120 (мелкая) и 220 (очень мелкая), обеспечив нержавеющей стали финишную обработку, сравнимую с четвертым местом по качеству.
«Это может занять всего три этапа», — сказал Радаэлли. «Однако, если оператор работает с большими сварными швами, он не может начать с абразива зернистостью 60 или 80 и может выбрать абразив зернистостью 24 (очень крупный) или 36 (крупный). Это добавляет дополнительный этап и может затруднить удаление глубоких царапин на материале».
Кроме того, нанесение спрея или геля против разбрызгивания может стать лучшим другом сварщика, но при сварке нержавеющей стали это часто упускается из виду, говорит Дувиль. Разбрызганные детали необходимо удалять, что может поцарапать поверхность, потребовать дополнительной шлифовки и занять больше времени. Этот этап легко исключить с помощью системы защиты от брызг.
Линдси Луминосо, заместитель редактора, является автором статей для журналов Canadian Metalworking и Canadian Fabricating & Welding. Линдси Луминосо, заместитель редактора, является автором статей для журналов Canadian Metalworking и Canadian Fabricating & Welding. Линдси Луминосо, помощник редактора, вносит свой вклад как в канадскую металлообработку, так и в канадское производство и сварку. Линдси Луминосо, заместитель редактора, сотрудничает с изданиями Canadian Metalworking и Canadian Fabricating & Welding.Линдси Луминосо, заместитель редактора, сотрудничает с изданиями Metal Fabrication Canada и Fabrication and Welding Canada. С 2014 по 2016 год она работала заместителем редактора/веб-редактором в Metal Fabrication Canada, а до недавнего времени — заместителем редактора в отделе дизайна.
Люминосо имеет степень бакалавра искусств Карлтонского университета, степень бакалавра образования Оттавского университета и диплом о повышении квалификации в области книгоиздания, журнального дела и цифрового издательства от Колледжа Сентенниал.
Будьте в курсе последних новостей, событий и технологий во всех областях металлургии благодаря нашим двум ежемесячным информационным бюллетеням, специально подготовленным для канадских производителей!
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала Canadian Metalworking, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Теперь, благодаря полному цифровому доступу к Made in Canada и Weld, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Представляем более совершенный способ распыления. Представляем лучшие достижения технологий 3M в одном из самых умных и легких краскопультов в мире.