Люди часто купують попередньо оброблену нержавіючу сталь, що додає складності матеріалу, яку повинні враховувати оператори.
Як і більшість матеріалів, нержавіюча сталь має багато переваг і недоліків. Сталь вважається «нержавіючою сталлю», якщо сплав містить щонайменше 10,5% хрому, який утворює оксидний шар, що робить його стійким до кислот і корозії. Цю корозійну стійкість можна додатково покращити, збільшивши вміст хрому та додавши додаткові легуючі добавки.
Властивості матеріалу, що нагадують «нержавіючу сталь», низькі вимоги до обслуговування, довговічність та різноманітні варіанти обробки поверхні роблять його придатним для таких галузей промисловості, як будівництво, меблева промисловість, харчова промисловість та виробництво напоїв, медицина та багато інших застосувань, де потрібна міцність та корозійна стійкість сталі.
Нержавіюча сталь, як правило, дорожча за інші сталі. Однак вона пропонує переваги у співвідношенні міцності до ваги, що дозволяє використовувати меншу товщину матеріалу порівняно зі звичайними сортами, що може призвести до економії коштів. Через загальну вартість, магазинам необхідно переконатися, що вони використовують правильні інструменти, щоб уникнути дорогих відходів та переробки цього матеріалу.
Нержавіюча сталь зазвичай вважається важкою для зварювання, оскільки вона швидко розсіює тепло та вимагає великої обережності на етапах остаточної обробки та полірування.
Робота з нержавіючою сталлю зазвичай вимагає більш досвідченого зварювальника або оператора, ніж робота з вуглецевою сталлю, яка, як правило, більш стійка. Її широта може бути зменшена при введенні певних параметрів, особливо під час зварювання. Через високу вартість нержавіючої сталі, її використання має сенс для більш досвідчених операторів.
«Люди зазвичай купують нержавіючу сталь через її обробку», — каже Джонатан Дувіль, старший менеджер з міжнародних досліджень та розробок у Walter Surface Technologies у Пуент-Клер, Квебек. «Це додає обмежень, які оператори повинні враховувати».
Незалежно від того, чи це лінійна текстура розміру 4, чи дзеркальна обробка розміру 8, оператор повинен забезпечити дотримання правил щодо матеріалу та запобігання пошкодженню обробки під час обробки. Це також може обмежити можливості підготовки та очищення, які є критично важливими для забезпечення якісного виробництва деталей.
«Під час роботи з цим матеріалом перше, що потрібно зробити, це переконатися, що він чистий, чистий і ще раз чистий», – сказав Рік Хателт, менеджер PFERD Ontario у Канаді, Міссіссога, Онтаріо. «Дуже важливо забезпечити чисту (безвуглецеву) атмосферу, очистити нержавіючу сталь, щоб видалити домішки, які можуть спричинити окислення (іржу) пізніше, і запобігти відновленню пасиваційного шару, створюючи захисний шар для мінімізації окислення».
Під час використання нержавіючої сталі матеріал та навколишнє середовище необхідно очистити. Видалення залишків олії та пластику з матеріалів – гарний початок. Забруднення на нержавіючій сталі можуть спричинити окислення, але вони також можуть бути проблематичними під час зварювання та спричинити дефекти. Тому важливо очистити поверхню перед початком паяння.
Майстерні не завжди найчистіші, і перехресне забруднення може бути проблемою під час роботи з нержавіючою та вуглецевою сталлю. Часто в магазині використовується багато вентиляторів або кондиціонерів для охолодження працівників, що може призвести до потрапляння забруднюючих речовин на підлогу або спричинити капання чи накопичення конденсату на сировині. Це особливо складно, коли частинки вуглецевої сталі потрапляють на нержавіючу сталь. Розділення цих матеріалів та їх утримання в чистому середовищі має велике значення, коли йдеться про ефективне зварювання.
Важливо видалити зміну кольору, щоб з часом не накопичувалася іржа та не послаблювала загальну структуру. Також добре видалити синювату пляму, щоб вирівняти колір поверхні.
У Канаді через екстремальні холоди та зимову погоду важливо вибрати правильну марку нержавіючої сталі. Дувіль пояснив, що більшість магазинів спочатку обрали 304 через її ціну. Але якби магазин використовував цей матеріал на вулиці, він би рекомендував перейти на 316, навіть якщо він коштує вдвічі дорожче. 304 схильний до корозії, якщо його використовувати або зберігати на відкритому повітрі. Навіть якщо поверхня очищена та утворюється шар пасивації, зовнішні умови можуть впливати на поверхню, руйнуючи шар пасивації та зрештою призводячи до її повторної іржавіння.
«Підготовка зварного шва важлива з низки фундаментальних причин», — каже Габі Міхолічс, спеціаліст з розробки застосувань підрозділу абразивних систем компанії 3M Canada, Лондон, Онтаріо. «Для належного зварювання необхідне видалення іржі, фарби та фасок. На поверхні зварювання не повинно бути забруднень, які можуть послабити з'єднання».
Хателт додає, що очищення ділянки є важливим, але підготовка перед зварюванням також може включати зняття фаски з матеріалу, щоб забезпечити належне зчеплення та міцність зварного шва.
Для зварювання нержавіючої сталі важливо вибрати правильний присадний метал для використовуваної марки. Нержавіюча сталь особливо чутлива і вимагає сертифікації зварних швів з одного типу матеріалу. Наприклад, основний метал марки 316 вимагає присадного металу марки 316. Зварювальники не можуть використовувати будь-який тип присадного металу, кожен сорт нержавіючої сталі вимагає певного присадного металу для належного зварювання.
«Під час зварювання нержавіючої сталі зварювальник повинен стежити за температурою», — сказав Майкл Радаеллі, менеджер з продукції Norton | Saint-Gobain Abrasives, Вустер, Массачусетс. «Існує багато різних пристроїв, які можна використовувати для вимірювання температури зварного шва та деталі, коли зварювальний апарат нагрівається, тому що якщо в нержавіючій сталі є тріщина, деталь фактично зруйнована».
Радаеллі додав, що зварювальник повинен стежити за тим, щоб він не перебував в одному місці протягом тривалого часу. Багатошарове зварювання – чудовий спосіб запобігти перегріву основи. Тривале зварювання базової нержавіючої сталі може призвести до її перегріву та розтріскування.
«Зварювання нержавіючої сталі може бути більш трудомістким, але це також мистецтво, яке вимагає досвідчених рук», – сказав Радаеллі.
Підготовка після зварювання дійсно залежить від кінцевого продукту та його застосування. У деяких випадках, пояснив Міхоліч, зварний шов насправді ніколи не видно, тому потрібна лише обмежена післязварювальна очистка, а будь-які помітні бризки швидко видаляються. Або ж зварний шов може знадобитися вирівняти або очистити, але спеціальна підготовка поверхні не потрібна. Якщо потрібна чиста або дзеркальна поверхня, можуть знадобитися більш складні етапи полірування. Це залежить лише від застосування.
«Проблема не в кольорі», – сказав Міхоліч. «Це знебарвлення поверхні вказує на те, що властивості металу змінилися, і тепер він може окислюватися/іржавіти».
Вибір інструмента для фінішної обробки зі змінною швидкістю заощадить час і гроші, а також дозволить оператору точно підібрати потрібний результат.
Важливо видалити зміну кольору, щоб з часом не накопичувалася іржа та не послаблювала загальну структуру. Також добре видалити синювату пляму, щоб вирівняти колір поверхні.
Процес очищення може пошкодити поверхні, особливо при використанні агресивних хімікатів. Неправильне очищення може запобігти утворенню пасиваційного шару. Саме тому багато експертів рекомендують ручне очищення цих зварних деталей.
«Якщо під час ручного очищення не дозволяється кисню реагувати з поверхнею протягом 24 або 48 годин, у вас не буде часу створити пасивну поверхню», – сказав Дувіль. Він пояснив, що поверхні потрібен кисень для реакції з хромом у сплаві та утворення пасиваційного шару. Деякі магазини схильні негайно очищати, пакувати деталі та відправляти їх, що уповільнює процес і збільшує ризик корозії.
Виробники та зварювальники часто використовують різні матеріали. Однак, як згадувалося раніше, використання нержавіючої сталі додає деякі обмеження. Приділяючи час очищенню деталі, ви можете зробити перший крок, але це залежить від середовища, в якому вона знаходиться.
Хателт сказав, що постійно бачить забруднені робочі зони. Усунення наявності вуглецю в робочому середовищі з нержавіючої сталі є ключовим. Нерідко цехи, які використовують сталь, переходять на нержавіючу сталь без належної підготовки робочого середовища для цього матеріалу. Це помилка, особливо якщо вони не можуть розділити два матеріали або придбати власний набір інструментів.
«Якщо у вас є дротяна щітка для шліфування або підготовки нержавіючої сталі, і ви використовуєте її на вуглецевій сталі, ви більше не можете використовувати нержавіючу сталь», – сказав Радаеллі. «Щітки тепер забруднені вуглецем та іржавіють. Після перехресного забруднення щітки не можна очистити».
За словами Хателта, магазини повинні використовувати окремі інструменти для підготовки матеріалів, але вони також повинні маркувати інструменти «лише з нержавіючої сталі», щоб уникнути зайвого забруднення.
Вибираючи інструменти для підготовки зварювання з нержавіючої сталі, майстерні повинні враховувати багато факторів, включаючи параметри розсіювання тепла, тип мінералу, швидкість та розмір зерна.
«Вибір абразиву з теплорозсіювальним покриттям – це гарний початок», – сказав Міхоліч. «Нержавіюча сталь дуже тверда і під час шліфування виділятиме більше тепла, ніж низьковуглецева сталь. Тепло має кудись йти, тому є покриття, яке дозволяє теплу надходити до краю диска, а не залишатися там, де ви шліфуєте. На той момент це було ідеально».
Вибір абразиву також залежить від того, як має виглядати загальне покриття, додає вона. Це справді залежить від того, хто дивиться. Мінерали глинозему в абразивах є найпоширенішим типом, що використовується на етапах фінішної обробки. Щоб нержавіюча сталь виглядала блакитною на поверхні, слід використовувати мінерал карбід кремнію. Він гостріший і залишає глибші розрізи, які по-різному відбивають світло, роблячи її блакитною. Якщо оператор шукає специфічне або унікальне покриття поверхні, найкраще поговорити з постачальником.
«Оберти за хвилину – це велика проблема», – сказав Хателт. «Різні інструменти потребують різних обертів за хвилину, і вони часто працюють занадто швидко. Використання правильних обертів за хвилину забезпечує найкращі результати, як з точки зору швидкості виконання роботи, так і її якості. Знайте, яку обробку ви хочете отримати та як її вимірювати».
Дувіль додав, що інвестування в інструменти для фінішної обробки зі змінною швидкістю є одним із способів подолання проблем зі швидкістю. Багато операторів використовують звичайну шліфувальну машину для фінішної обробки, але вона має лише високу швидкість для різання. Завершення процесу вимагає уповільнення. Вибір інструменту для фінішної обробки зі змінною швидкістю заощадить час і гроші, а також дозволить оператору досягти потрібного результату.
Також важлива зернистість при виборі абразиву. Оператор повинен почати з найкращої зернистості для конкретного застосування.
Починаючи з зернистості 60 або 80 (середня), оператор може майже одразу перейти на зернистість 120 (дрібна) і потім на зернистість 220 (дуже дрібна), що надасть нержавіючій сталі обробку №4.
«Це може бути всього три кроки», – сказав Радаеллі. «Однак, якщо оператор має справу з великими зварними швами, він не може почати з зернистості 60 або 80, а може обрати зернистість 24 (дуже груба) або 36 (груба). Це додає додатковий крок і може бути важко видалити з матеріалу. На ньому є глибокі подряпини».
Крім того, додавання спрею або гелю проти бризок може бути найкращим другом зварювальника, але його часто не помічають під час зварювання нержавіючої сталі, каже Дувіль. Деталі з бризками потрібно видаляти, що може подряпати поверхню, вимагати додаткових кроків шліфування та витрачати більше часу. Цей крок можна легко усунути за допомогою системи захисту від бризок.
Ліндсі Луміносо, заступник редактора, співпрацює з виданнями Metal Fabrication Canada та Fabrication and Welding Canada. З 2014 по 2016 рік вона була заступником редактора/веб-редактором у Metal Fabrication Canada, останнім часом – заступником редактора з питань проектування.
Луміносо має ступінь бакалавра мистецтв Карлтонського університету, ступінь бакалавра освіти Оттавського університету та сертифікат магістра з книг, журналів та цифрового видавництва Сентенніал-коледжу.
Будьте в курсі останніх новин, подій та технологій з усіх металів за допомогою наших двох щомісячних інформаційних бюлетенів, написаних виключно для канадських виробників!
Тепер, маючи повний доступ до цифрового видання Canadian Metalworking, ви отримуєте легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер, маючи повний доступ до цифрового видання журналів «Зроблено в Канаді» та «Зварювання», ви отримуєте легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Виконайте більше отворів за один день з меншими зусиллями. Slugger JCM200 Auto оснащений автоматичною подачею для серійного свердління, потужним двошвидкісним реверсивним магнітним дрилем з діаметром отвору 2 дюйми, зварним отвором ¾ дюйма, інтерфейсом MT3 та багатьма функціями безпеки. Коронкові свердла, спіральні свердла, мітчики, зенкери тощо.