Mọi người thường mua thép không gỉ được gia công sẵn, điều này làm tăng thêm độ phức tạp của vật liệu mà người vận hành phải cân nhắc.
Giống như hầu hết các vật liệu khác, thép không gỉ có nhiều ưu điểm và nhược điểm. Một loại thép được coi là “thép không gỉ” nếu hợp kim chứa ít nhất 10,5% crom, tạo thành lớp oxit giúp thép có khả năng chống axit và chống ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn này có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách tăng hàm lượng crom và bổ sung thêm các tác nhân hợp kim.
Tính chất “thép không gỉ”, ít cần bảo trì, độ bền và nhiều bề mặt hoàn thiện của vật liệu này khiến nó phù hợp với các ngành công nghiệp như xây dựng, đồ nội thất, thực phẩm và đồ uống, y tế và nhiều ứng dụng khác đòi hỏi độ bền và khả năng chống ăn mòn của thép.
Thép không gỉ thường đắt hơn các loại thép khác. Tuy nhiên, nó có lợi thế về tỷ lệ sức bền trên trọng lượng, cho phép sử dụng vật liệu có độ dày mỏng hơn so với các loại thông thường, giúp tiết kiệm chi phí. Do tổng chi phí cao nên các cửa hàng cần đảm bảo rằng họ đang sử dụng đúng công cụ để tránh lãng phí và gia công lại vật liệu này.
Thép không gỉ thường được coi là khó hàn vì nó tản nhiệt nhanh và đòi hỏi sự cẩn thận cao trong khâu hoàn thiện và đánh bóng cuối cùng.
Làm việc với thép không gỉ thường đòi hỏi thợ hàn hoặc người vận hành có nhiều kinh nghiệm hơn so với làm việc với thép cacbon, loại thép có xu hướng đàn hồi hơn. Độ linh hoạt của nó có thể giảm khi đưa vào một số thông số nhất định, đặc biệt là trong quá trình hàn. Do thép không gỉ có giá thành cao nên việc sử dụng nó cho những người vận hành có nhiều kinh nghiệm hơn là hợp lý.
Jonathan Douville, giám đốc sản phẩm cấp cao phụ trách nghiên cứu và phát triển quốc tế tại Walter Surface Technologies ở Pointe-Claire, Quebec cho biết: “Mọi người thường mua thép không gỉ vì độ hoàn thiện của nó”. “Điều này làm tăng thêm những hạn chế mà các nhà khai thác phải cân nhắc”.
Cho dù là lớp hoàn thiện có kết cấu tuyến tính cỡ 4 hay lớp hoàn thiện gương cỡ 8, người vận hành phải đảm bảo rằng vật liệu được tôn trọng và lớp hoàn thiện không bị hư hại trong quá trình xử lý và chế biến. Điều này cũng có thể hạn chế các lựa chọn về khâu chuẩn bị và vệ sinh, vốn rất quan trọng để đảm bảo sản xuất ra các chi tiết tốt.
“Khi làm việc với vật liệu này, điều đầu tiên cần làm là đảm bảo vật liệu sạch, sạch, sạch”, Rick Hatelt, Giám đốc quốc gia PFERD Ontario tại Canada, Mississauga, Ontario cho biết. “Điều rất quan trọng là phải đảm bảo bạn có bầu không khí sạch (không có carbon), vệ sinh thép không gỉ để loại bỏ tạp chất có thể gây ra quá trình oxy hóa (gỉ sét) sau này và không cho phép xây dựng lại lớp thụ động, tạo ra lớp bảo vệ để giảm thiểu quá trình oxy hóa”.
Khi sử dụng thép không gỉ, vật liệu và môi trường xung quanh phải được vệ sinh sạch sẽ. Loại bỏ dầu mỡ và cặn nhựa khỏi vật liệu là bước đầu tiên. Các chất bẩn trên thép không gỉ có thể gây ra quá trình oxy hóa, nhưng chúng cũng có thể gây ra vấn đề trong quá trình hàn và có thể gây ra khuyết tật. Do đó, điều quan trọng là phải làm sạch bề mặt trước khi bắt đầu hàn.
Môi trường xưởng không phải lúc nào cũng sạch sẽ và tình trạng nhiễm chéo có thể là một vấn đề khi làm việc với thép không gỉ và thép cacbon. Một cửa hàng thường chạy nhiều quạt hoặc sử dụng máy điều hòa để làm mát cho công nhân, điều này có thể đẩy các chất gây ô nhiễm xuống sàn hoặc gây ra hiện tượng ngưng tụ nhỏ giọt hoặc tích tụ trên nguyên liệu thô. Điều này đặc biệt khó khăn khi các hạt thép cacbon bị thổi vào thép không gỉ. Việc tách các vật liệu này và giữ chúng trong môi trường sạch sẽ tạo ra sự khác biệt lớn khi nói đến hiệu quả hàn.
Điều quan trọng là phải loại bỏ sự đổi màu để đảm bảo rỉ sét không tích tụ theo thời gian và làm suy yếu cấu trúc tổng thể. Loại bỏ vết ố xanh cũng rất tốt để làm đều màu bề mặt.
Ở Canada, do thời tiết mùa đông và giá lạnh khắc nghiệt, việc lựa chọn đúng loại thép không gỉ là rất quan trọng. Douville giải thích rằng hầu hết các cửa hàng ban đầu chọn 304 vì giá của nó. Nhưng nếu một cửa hàng sử dụng vật liệu này ở bên ngoài, ông sẽ khuyên bạn nên chuyển sang 316, mặc dù giá đắt gấp đôi. 304 dễ bị ăn mòn nếu sử dụng hoặc lưu trữ ngoài trời. Ngay cả khi bề mặt được làm sạch và hình thành lớp thụ động, điều kiện ngoài trời vẫn có thể ảnh hưởng đến bề mặt, làm xói mòn lớp thụ động và cuối cùng khiến nó bị rỉ sét trở lại.
Gabi Miholics, chuyên gia phát triển ứng dụng, Bộ phận Hệ thống mài mòn, 3M Canada, London, Ontario cho biết: “Chuẩn bị mối hàn rất quan trọng vì một số lý do cơ bản”. “Việc loại bỏ rỉ sét, sơn và vát mép là cần thiết để hàn đúng cách. Không được có bất kỳ tạp chất nào trên bề mặt hàn có thể làm yếu mối liên kết”.
Hatelt nói thêm rằng việc vệ sinh khu vực hàn là điều cần thiết, nhưng khâu chuẩn bị trước khi hàn cũng có thể bao gồm việc vát cạnh vật liệu để đảm bảo độ bám dính và độ bền của mối hàn.
Đối với hàn thép không gỉ, điều quan trọng là phải chọn đúng kim loại hàn cho loại thép không gỉ được sử dụng. Thép không gỉ đặc biệt nhạy cảm và yêu cầu các mối hàn phải được chứng nhận bằng cùng loại vật liệu. Ví dụ, kim loại cơ bản 316 yêu cầu kim loại hàn 316. Thợ hàn không thể sử dụng bất kỳ loại kim loại hàn nào, mỗi loại thép không gỉ yêu cầu một loại kim loại hàn cụ thể để hàn đúng cách.
“Khi hàn thép không gỉ, thợ hàn thực sự phải chú ý đến nhiệt độ”, Michael Radaelli, giám đốc sản phẩm tại Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, MA cho biết. “Có nhiều thiết bị khác nhau có thể được sử dụng để đo nhiệt độ của mối hàn và chi tiết khi thợ hàn nóng lên, vì nếu có vết nứt trên thép không gỉ, về cơ bản chi tiết đó sẽ bị hỏng”.
Radaelli nói thêm rằng người thợ hàn cần đảm bảo không ở cùng một khu vực trong thời gian dài. Hàn nhiều lớp là một cách tuyệt vời để giữ cho chất nền không bị quá nóng. Hàn lớp thép không gỉ nền trong thời gian dài có thể khiến nó bị quá nhiệt và nứt.
Radaelli cho biết: “Hàn thép không gỉ có thể tốn nhiều thời gian hơn, nhưng đây cũng là một nghệ thuật đòi hỏi người thợ có kinh nghiệm”.
Việc chuẩn bị sau khi hàn thực sự phụ thuộc vào sản phẩm cuối cùng và ứng dụng của nó. Trong một số trường hợp, Miholics giải thích, mối hàn thực sự không bao giờ được nhìn thấy, vì vậy chỉ cần dọn dẹp sau khi hàn một cách hạn chế và bất kỳ vết bắn tóe nào đáng chú ý đều được loại bỏ nhanh chóng. Hoặc mối hàn có thể cần được làm phẳng hoặc làm sạch, nhưng không cần chuẩn bị bề mặt cụ thể. Nếu cần hoàn thiện mịn hoặc bóng, có thể cần các bước đánh bóng phức tạp hơn. Nó chỉ phụ thuộc vào ứng dụng.
Miholics cho biết: “Màu sắc không phải là vấn đề. Sự đổi màu bề mặt này cho thấy tính chất của kim loại đã thay đổi và hiện có thể bị oxy hóa/gỉ sét”.
Việc lựa chọn một công cụ hoàn thiện có tốc độ thay đổi sẽ tiết kiệm thời gian và tiền bạc, đồng thời cho phép người vận hành hoàn thiện sản phẩm.
Điều quan trọng là phải loại bỏ sự đổi màu để đảm bảo rỉ sét không tích tụ theo thời gian và làm suy yếu cấu trúc tổng thể. Loại bỏ vết ố xanh cũng rất tốt để làm đều màu bề mặt.
Quá trình vệ sinh có thể làm hỏng bề mặt, đặc biệt là khi sử dụng hóa chất mạnh. Vệ sinh không đúng cách có thể ngăn cản sự hình thành lớp thụ động. Đây là lý do tại sao nhiều chuyên gia khuyên bạn nên vệ sinh thủ công các bộ phận hàn này.
Douville cho biết: “Khi bạn vệ sinh thủ công, nếu bạn không để oxy phản ứng với bề mặt trong vòng 24 hoặc 48 giờ, bạn sẽ không có thời gian để tạo ra bề mặt thụ động”. Ông giải thích rằng bề mặt cần oxy để phản ứng với crom trong hợp kim để tạo thành lớp thụ động. Một số cửa hàng có xu hướng vệ sinh, đóng gói các bộ phận và vận chuyển ngay lập tức, điều này làm chậm quá trình và làm tăng nguy cơ ăn mòn.
Các nhà sản xuất và thợ hàn thường sử dụng nhiều loại vật liệu. Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, việc sử dụng thép không gỉ cũng có một số hạn chế. Dành thời gian để vệ sinh bộ phận là bước đầu tiên đúng đắn, nhưng điều này chỉ tốt khi xét đến môi trường xung quanh.
Hatelt cho biết ông liên tục nhìn thấy những khu vực làm việc bị ô nhiễm. Việc loại bỏ sự hiện diện của carbon trong môi trường làm việc bằng thép không gỉ là điều quan trọng. Không có gì lạ khi các cửa hàng sử dụng thép chuyển sang thép không gỉ mà không chuẩn bị môi trường làm việc phù hợp với vật liệu này. Đây là một sai lầm, đặc biệt là nếu họ không thể tách riêng hai vật liệu hoặc không mua được bộ dụng cụ riêng.
Radaelli cho biết: “Nếu bạn có một bàn chải sắt để mài hoặc chuẩn bị thép không gỉ và bạn sử dụng nó trên thép cacbon, bạn không thể sử dụng thép không gỉ nữa”. “Các bàn chải hiện đã bị nhiễm cacbon và rỉ sét. Một khi các bàn chải bị nhiễm chéo, chúng không thể được làm sạch”.
Hatelt cho biết các cửa hàng nên sử dụng các công cụ riêng biệt để chuẩn bị vật liệu, nhưng họ cũng nên dán nhãn công cụ là "chỉ dành cho thép không gỉ" để tránh nhiễm bẩn không cần thiết.
Các cửa hàng nên cân nhắc nhiều yếu tố khi lựa chọn dụng cụ chuẩn bị hàn bằng thép không gỉ, bao gồm tùy chọn tản nhiệt, loại khoáng chất, tốc độ và kích thước hạt.
“Chọn chất mài mòn có lớp phủ tản nhiệt là một nơi tốt để bắt đầu”, Miholics cho biết. “Thép không gỉ rất cứng và sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn khi mài so với thép mềm. Nhiệt phải đi đâu đó, vì vậy có một lớp phủ cho phép nhiệt chảy đến mép đĩa thay vì chỉ ở lại nơi bạn đang mài. Vào thời điểm đó, nó là lý tưởng”.
Cô ấy nói thêm rằng việc lựa chọn chất mài mòn cũng phụ thuộc vào diện mạo tổng thể của lớp hoàn thiện. Điều này thực sự phụ thuộc vào mắt của người nhìn. Khoáng chất nhôm trong chất mài mòn là loại phổ biến nhất được sử dụng trong các bước hoàn thiện. Để làm cho thép không gỉ có màu xanh lam trên bề mặt, nên sử dụng khoáng chất silicon carbide. Nó sắc hơn và để lại các vết cắt sâu hơn, phản chiếu ánh sáng theo cách khác, tạo ra màu xanh lam. Nếu người vận hành đang tìm kiếm một lớp hoàn thiện bề mặt cụ thể hoặc độc đáo, tốt nhất nên trao đổi với nhà cung cấp.
“RPM là một vấn đề lớn,” Hatelt nói. “Các công cụ khác nhau yêu cầu RPM khác nhau và chúng thường chạy quá nhanh. Sử dụng RPM phù hợp đảm bảo kết quả tốt nhất, cả về tốc độ hoàn thành công việc và mức độ hoàn thành tốt. Biết được độ hoàn thiện bạn muốn và cách Đo lường.”
Douville nói thêm rằng đầu tư vào các công cụ hoàn thiện có tốc độ thay đổi là một cách để khắc phục các vấn đề về tốc độ. Nhiều người vận hành thử máy mài thông thường để hoàn thiện, nhưng nó chỉ có tốc độ cắt cao. Hoàn thành quy trình đòi hỏi phải chậm lại. Việc lựa chọn một công cụ hoàn thiện có tốc độ thay đổi sẽ tiết kiệm thời gian và tiền bạc, đồng thời cho phép người vận hành hoàn thiện sản phẩm.
Ngoài ra, độ nhám cũng rất quan trọng khi chọn chất mài mòn. Người vận hành nên bắt đầu với độ nhám tốt nhất cho ứng dụng.
Bắt đầu với độ nhám 60 hoặc 80 (trung bình), người vận hành có thể ngay lập tức chuyển sang độ nhám 120 (mịn) và 220 (rất mịn), giúp thép không gỉ có độ hoàn thiện số 4.
“Nó có thể đơn giản chỉ gồm ba bước,” Radaelli cho biết. “Tuy nhiên, nếu người vận hành đang xử lý mối hàn lớn, anh ta không thể bắt đầu bằng loại nhám 60 hoặc 80 và có thể chọn loại nhám 24 (rất thô) hoặc 36 (thô). Điều này thêm một bước và có thể khó loại bỏ trong vật liệu Có vết xước sâu trên đó.”
Ngoài ra, việc thêm bình xịt hoặc gel chống bắn tóe có thể là giải pháp tốt nhất cho thợ hàn, nhưng thường bị bỏ qua khi hàn thép không gỉ, Douville cho biết. Các bộ phận bị bắn tóe cần phải được loại bỏ, vì chúng có thể làm xước bề mặt, đòi hỏi các bước mài bổ sung và tốn nhiều thời gian hơn. Bước này có thể dễ dàng được loại bỏ bằng hệ thống chống bắn tóe.
Lindsay Luminoso, Biên tập viên cộng tác, cộng tác với tạp chí Metal Fabrication Canada và Fabrication and Welding Canada. Từ năm 2014-2016, bà là Biên tập viên cộng tác/Biên tập viên web tại Metal Fabrication Canada, gần đây nhất là Biên tập viên cộng tác cho tạp chí Design Engineering.
Luminoso có bằng Cử nhân Nghệ thuật của Đại học Carleton, bằng Cử nhân Giáo dục của Đại học Ottawa và Chứng chỉ sau đại học về Sách, Tạp chí và Xuất bản kỹ thuật số của Cao đẳng Centennial.
Cập nhật những tin tức, sự kiện và công nghệ mới nhất về mọi kim loại từ hai bản tin hàng tháng của chúng tôi được viết riêng cho các nhà sản xuất Canada!
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của Canadian Metalworking, dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của Made in Canada và Welding, dễ dàng truy cập vào các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Randy McDonald, Giám đốc sản phẩm đã nghỉ hưu tại Overtone, chia sẻ những mẹo và gợi ý từ 40 năm kinh nghiệm của mình. Sử dụng máy đánh bóng tốc độ thay đổi FEIN WPO 14-25E cùng các phụ kiện đánh bóng và hoàn thiện từ dòng phụ kiện đánh bóng phong phú của FEIN Canada, Randy hướng dẫn chúng ta từng bước trong quy trình.