Folk köper ofta förbearbetat rostfritt stål, vilket ökar komplexiteten hos materialet som operatörerna måste ta hänsyn till.
Liksom de flesta material har rostfritt stål många fördelar och nackdelar. Ett stål anses vara "rostfritt stål" om legeringen innehåller minst 10,5 % krom, vilket bildar ett oxidskikt som gör det syra- och korrosionsbeständigt. Denna korrosionsbeständighet kan förbättras ytterligare genom att öka kromhalten och tillsätta ytterligare legeringsmedel.
Materialets egenskaper som "rostfritt stål", låga underhållsbehov, hållbarhet och olika ytbehandlingar gör det lämpligt för industrier som bygg, möbler, livsmedel och dryck, medicin och många andra tillämpningar som kräver stålets styrka och korrosionsbeständighet.
Rostfritt stål tenderar att vara dyrare än andra stål. Det erbjuder dock fördelar i förhållande till vikt, vilket möjliggör användning av tunnare materialtjocklekar jämfört med konventionella ståltyper, vilket kan leda till kostnadsbesparingar. På grund av dess totala kostnad måste butiker se till att de använder rätt verktyg för att undvika kostsamt avfall och omarbetning av materialet.
Rostfritt stål anses generellt vara svårt att svetsa eftersom det avleder värme snabbt och kräver stor noggrannhet i de slutliga ytbehandlings- och poleringsstegen.
Att arbeta med rostfritt stål kräver generellt en mer erfaren svetsare eller operatör än att arbeta med kolstål, som tenderar att vara mer motståndskraftigt. Dess flexibilitet kan minskas när vissa parametrar införs, särskilt under svetsning. På grund av den höga kostnaden för rostfritt stål är det klokt att mer erfarna operatörer använder det.
”Folk köper vanligtvis rostfritt stål på grund av dess ytbehandling”, säger Jonathan Douville, senior produktchef för internationell forskning och utveckling på Walter Surface Technologies i Pointe-Claire, Quebec. ”Detta ytterligare begränsningar som operatörerna måste ta hänsyn till.”
Oavsett om det är en linjär texturerad ytbehandling i storlek 4 eller en spegelblank ytbehandling i storlek 8, måste operatören se till att materialet respekteras och att ytbehandlingen inte skadas under hantering och bearbetning. Detta kan också begränsa alternativen för förberedelse och rengöring, vilket är avgörande för att säkerställa god detaljproduktion.
”När man arbetar med det här materialet är det första man bör göra att se till att det är rent, rent, rent”, säger Rick Hatelt, Kanadas landschef för PFERD Ontario, Mississauga, Ontario. ”Det är mycket viktigt att se till att man har en ren (kolfri) atmosfär, rengör det rostfria stålet för att ta bort föroreningar som kan orsaka oxidation (rost) senare och för att förhindra återuppbyggnad av passiveringsskiktet, vilket skapar ett skyddande lager för att minimera oxidation.”
Vid användning av rostfritt stål måste materialet och omgivande miljö rengöras. Att ta bort olja och plastrester från material är en bra början. Föroreningar på rostfritt stål kan orsaka oxidation, men de kan också vara problematiska vid svetsning och orsaka defekter. Därför är det viktigt att rengöra ytan innan man börjar löda.
Verkstadsmiljöer är inte alltid de renaste, och korskontaminering kan vara ett problem när man arbetar med rostfritt stål och kolstål. Ofta har en butik många fläktar eller använder luftkonditioneringsapparater för att kyla ner arbetarna, vilket kan pressa ner föroreningar på golvet eller orsaka att kondens droppar eller byggs upp på råmaterial. Detta är särskilt utmanande när kolstålpartiklar blåses på rostfritt stål. Att separera dessa material och hålla dem i en ren miljö gör stor skillnad när det gäller effektiv svetsning.
Det är viktigt att ta bort missfärgningar för att säkerställa att rost inte byggs upp med tiden och försvagar den övergripande strukturen. Det är också bra att ta bort blånering för att jämna ut ytfärgen.
I Kanada är det viktigt att välja rätt kvalitet av rostfritt stål på grund av det extrema kalla vintervädret. Douville förklarade att de flesta butiker initialt valde 304 på grund av dess pris. Men om en butik skulle använda materialet utomhus skulle han rekommendera att byta till 316, trots att det kostar dubbelt så mycket. 304 är känsligt för korrosion om det används eller förvaras utomhus. Även om ytan rengörs och ett passiveringsskikt bildas kan utomhusförhållanden påverka ytan, erodera passiveringsskiktet och så småningom få det att rosta igen.
”Förberedelse av svetsfogar är viktigt av ett antal grundläggande skäl”, säger Gabi Miholics, specialist på applikationsutveckling, Abrasive Systems Division, 3M Canada, London, Ontario. ”Avlägsnande av rost, färg och avfasningar är nödvändigt för korrekt svetsning. Det får inte finnas någon kontaminering på svetsytan som kan försvaga bindningen.”
Hatelt tillägger att det är viktigt att rengöra området, men att förberedelser före svetsning också kan innefatta att avfasa materialet för att säkerställa korrekt svetsvidhäftning och styrka.
Vid svetsning av rostfritt stål är det viktigt att välja rätt tillsatsmaterial för den använda kvaliteten. Rostfritt stål är särskilt känsligt och kräver att svetsfogar är certifierade med samma typ av material. Till exempel kräver 316-basmetall 316-tillsatsmaterial. Svetsare kan inte bara använda vilken typ av tillsatsmaterial som helst, varje rostfri kvalitet kräver ett specifikt tillsatsmaterial för korrekt svetsning.
”När man svetsar rostfritt stål måste svetsaren verkligen hålla koll på temperaturen”, säger Michael Radaelli, produktchef på Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA. ”Det finns många olika apparater som kan användas för att mäta temperaturen på svetsen och detaljen när svetsen värms upp, för om det finns en spricka i det rostfria stålet är detaljen i princip förstörd.”
Radaelli tillade att svetsaren måste se till att han inte stannar kvar i samma område under en längre tid. Flerskiktssvetsning är ett bra sätt att förhindra att substratet överhettas. Långvarig svetsning av det rostfria basstålet kan orsaka att det överhettas och spricker.
”Att svetsa med rostfritt stål kan vara mer tidskrävande, men det är också en konst som kräver erfarna händer”, sa Radaelli.
Förberedelserna efter svetsningen beror verkligen på slutprodukten och dess tillämpning. I vissa fall, förklarade Miholics, syns svetsen aldrig, så endast begränsad rengöring efter svetsningen krävs, och allt synligt stänk avlägsnas snabbt. Eller så kan svetsen behöva jämnas ut eller rengöras, men ingen specifik ytförberedelse krävs. Om en fin eller spegelblank yta krävs kan mer avancerade poleringssteg krävas. Det beror helt enkelt på tillämpningen.
”Det är inte färgen som är problemet”, sa Miholics. ”Denna missfärgning av ytan indikerar att metallens egenskaper har förändrats och nu kan oxidera/rosta.”
Att välja ett verktyg med variabel hastighet sparar tid och pengar och gör det möjligt för operatören att matcha finishen.
Det är viktigt att ta bort missfärgningar för att säkerställa att rost inte byggs upp med tiden och försvagar den övergripande strukturen. Det är också bra att ta bort blånering för att jämna ut ytfärgen.
Rengöringsprocessen kan skada ytor, särskilt när starka kemikalier används. Felaktig rengöring kan förhindra bildandet av ett passiveringsskikt. Det är därför många experter rekommenderar manuell rengöring av dessa svetsade delar.
”När man rengör manuellt, och inte låter syre reagera med ytan i 24 eller 48 timmar, har man inte tid att bygga upp en passiv yta”, sa Douville. Han förklarade att ytan behöver syre för att reagera med kromet i legeringen och bilda ett passiveringsskikt. Vissa butiker tenderar att rengöra, förpacka delar och skicka dem omedelbart, vilket saktar ner processen och ökar risken för korrosion.
Det är vanligt att tillverkare och svetsare använder flera olika material. Men som tidigare nämnts medför användningen av rostfritt stål vissa begränsningar. Att ta sig tid att rengöra delen är ett bra första steg, men det är bara så bra som miljön den befinner sig i.
Hatelt sa att han fortsätter att se förorenade arbetsytor. Att eliminera förekomsten av kol i arbetsmiljön i rostfritt stål är nyckeln. Det är inte ovanligt att verkstäder som använder stål byter till rostfritt stål utan att ordentligt förbereda arbetsmiljön för detta material. Detta är ett misstag, särskilt om de inte kan separera de två materialen eller köpa sin egen verktygssats.
”Om du har en stålborste för slipning eller förbehandling av rostfritt stål, och du använder den på kolstål, kan du inte längre använda rostfritt stål”, sa Radaelli. ”Borstarna är nu kolkontaminerade och rostar. När borstarna väl är korskontaminerade kan de inte rengöras.”
Butiker bör använda separata verktyg för att förbereda material, men de bör också märka verktyg som "endast rostfritt stål" för att undvika onödig kontaminering, sa Hatelt.
Verkstäder bör ta hänsyn till många faktorer när de väljer svetsförberedelseverktyg i rostfritt stål, inklusive värmeavledningsalternativ, mineraltyp, hastighet och kornstorlek.
”Att välja ett slipmedel med en värmeavledande beläggning är en bra utgångspunkt”, sa Miholics. ”Rostfritt stål är mycket hårt och genererar mer värme vid slipning än kolstål. Värmen måste ta vägen någonstans, så det finns en beläggning som gör att värmen kan flöda till skivans kant istället för att bara stanna kvar där du slipar. Vid den tidpunkten var det idealiskt.”
Att välja ett slipmedel beror också på hur den övergripande finishen ska se ut, tillägger hon. Det ligger verkligen i betraktarens öga. Aluminiummineraler i slipmedel är den absolut vanligaste typen som används i ytbehandlingssteg. För att få rostfritt stål att se blått ut på ytan bör mineralet kiselkarbid användas. Det är vassare och lämnar djupare skärningar som reflekterar ljus annorlunda, vilket gör det blått. Om operatören letar efter en specifik eller unik ytfinish är det bäst att prata med leverantören.
”Varvtalet är ett stort problem”, sa Hatelt. ”Olika verktyg kräver olika varvtal, och de går ofta för fort. Att använda rätt varvtal säkerställer bästa resultat, både vad gäller hur snabbt jobbet utförs och hur väl utfört det är. Vet vilken finish du vill ha och hur mätning.”
Douville tillade att investeringar i verktyg med variabel hastighet för finbearbetning är ett sätt att övervinna hastighetsproblem. Många operatörer provar en vanlig slipmaskin för finbearbetning, men den har bara hög hastighet för skärning. Att slutföra processen kräver att man saktar ner. Att välja ett verktyg med variabel hastighet för finbearbetning sparar tid och pengar och gör det möjligt för operatören att matcha finishen.
Även kornstorlek är viktig när man väljer ett slipmedel. Operatören bör börja med den bästa kornstorleken för tillämpningen.
Börjar med en kornstorlek på 60 eller 80 (medel) kan operatören nästan omedelbart gå vidare till en kornstorlek på 120 (fin) och vidare till en kornstorlek på 220 (mycket fin), vilket ger det rostfria stålet en finish nummer 4.
”Det kan vara så enkelt som tre steg”, sa Radaelli. ”Men om operatören arbetar med stora svetsar kan hen inte börja med en kornstorlek på 60 eller 80, och kanske väljer en kornstorlek på 24 (mycket grov) eller 36 (grov). Detta lägger till ett extra steg och kan vara svårt att ta bort i materialet. Det finns djupa repor på det.”
Dessutom kan det vara svetsarens bästa vän att tillsätta ett stänkskyddande spray eller gel, men det förbises ofta vid svetsning av rostfritt stål, säger Douville. Delar med stänk måste tas bort, vilket kan repa ytan, kräva ytterligare slipsteg och slösa mer tid. Detta steg kan enkelt elimineras med ett stänkskyddssystem.
Lindsay Luminoso, biträdande redaktör, medverkar i Metal Fabrication Canada och Fabrication and Welding Canada. Från 2014-2016 var hon biträdande redaktör/webbredaktör på Metal Fabrication Canada, senast som biträdande redaktör för designteknik.
Luminoso har en kandidatexamen i humaniora från Carleton University, en kandidatexamen i pedagogik från University of Ottawa och ett examensbevis i böcker, tidskrifter och digital publicering från Centennial College.
Håll dig uppdaterad med de senaste nyheterna, evenemangen och tekniken om alla metaller från våra två månatliga nyhetsbrev som skrivs exklusivt för kanadensiska tillverkare!
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av Canadian Metalworking, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av Made in Canada and Welding, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Färdigställ fler hål på en dag med mindre ansträngning. Slugger JCM200 Auto har automatisk matning för serieborrning, en kraftfull tvåväxlad reversibel magnetborr med 2″ kapacitet, ¾″ svetsning, MK3-gränssnitt och många säkerhetsfunktioner. Kärnborrar, spiralborrar, gängtappar, försänkare och ...