غالبًا ما يشتري الأشخاص الفولاذ المقاوم للصدأ المُجهز مسبقًا، مما يزيد من تعقيد المادة التي يجب على المشغلين مراعاتها.
مثل معظم المواد، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بالعديد من المزايا والعيوب. ويعتبر الفولاذ "فولاذًا مقاومًا للصدأ" إذا احتوى السبائك على 10.5٪ على الأقل من الكروم، والذي يشكل طبقة أكسيد تجعله مقاومًا للأحماض والتآكل. ويمكن تحسين مقاومة التآكل هذه عن طريق زيادة محتوى الكروم وإضافة عوامل السبائك الإضافية.
إن خصائص المادة "الفولاذ المقاوم للصدأ"، وانخفاض الصيانة، والمتانة، والتشطيبات السطحية المتنوعة تجعلها مناسبة للصناعات مثل البناء، والأثاث، والأغذية والمشروبات، والطبية، والعديد من التطبيقات الأخرى التي تتطلب قوة الفولاذ ومقاومته للتآكل.
يميل الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أن يكون أكثر تكلفة من أنواع الفولاذ الأخرى. ومع ذلك، فإنه يوفر مزايا نسبة القوة إلى الوزن، مما يسمح باستخدام سماكات مواد أرق مقارنة بالدرجات التقليدية، مما قد يؤدي إلى توفير التكاليف. ونظرًا لتكلفته الإجمالية، تحتاج المتاجر إلى التأكد من أنها تستخدم الأدوات المناسبة لتجنب الهدر المكلف وإعادة العمل على هذه المادة.
يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل عام من الصعب لحامه لأنه يبدد الحرارة بسرعة ويتطلب عناية كبيرة في مراحل التشطيب النهائي والتلميع.
يتطلب العمل بالفولاذ المقاوم للصدأ عمومًا لحامًا أو مشغلًا أكثر خبرة من العمل بالفولاذ الكربوني، والذي يميل إلى أن يكون أكثر مرونة. قد يتم تقليل خط عرضه عند تقديم معلمات معينة، خاصة أثناء اللحام. ونظرًا للتكلفة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ، فمن المنطقي أن يستخدمه مشغلون أكثر خبرة.
يقول جوناثان دوفيل، مدير المنتجات الأول للبحث والتطوير الدولي في شركة والتر سيرفيس تكنولوجيز في بوانت كلير، كيبيك: "عادةً ما يشتري الناس الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب لمسته النهائية". "وهذا يضيف إلى القيود التي يتعين على المشغلين مراعاتها".
سواء كان المنتج عبارة عن تشطيب نسيجي خطي بحجم 4 أو تشطيب مرآة بحجم 8، يجب على المشغل التأكد من احترام المادة وعدم تعرض التشطيب للتلف أثناء المناولة والمعالجة. يمكن أن يؤدي هذا أيضًا إلى تقييد خيارات التحضير والتنظيف، وهي ضرورية لضمان إنتاج أجزاء جيدة.
قال ريك هاتيلت، مدير شركة PFERD Ontario في كندا، ميسيسوجا، أونتاريو: "عند العمل مع هذه المادة، فإن أول شيء يجب فعله هو التأكد من أنها نظيفة، نظيفة، نظيفة". "من المهم جدًا التأكد من أن لديك جوًا نظيفًا (خاليًا من الكربون)، وتنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ لإزالة الشوائب التي يمكن أن تسبب الأكسدة (الصدأ) لاحقًا ومنع إعادة بناء طبقة التخميل، مما يخلق طبقة واقية لتقليل الأكسدة".
عند استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ، يجب تنظيف المادة والبيئة المحيطة بها. يعد إزالة بقايا الزيت والبلاستيك من المواد مكانًا جيدًا للبدء. يمكن أن تسبب الملوثات الموجودة على الفولاذ المقاوم للصدأ الأكسدة، ولكنها يمكن أن تكون أيضًا مشكلة أثناء اللحام ويمكن أن تسبب عيوبًا. لذلك، من المهم تنظيف السطح قبل البدء في اللحام.
لا تكون بيئات الورش دائمًا هي الأنظف، ويمكن أن يكون التلوث المتبادل مشكلة عند العمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني. غالبًا ما يقوم المتجر بتشغيل العديد من المراوح أو استخدام مكيفات الهواء لتبريد العمال، مما قد يدفع الملوثات إلى الأرض أو يتسبب في تنقيط التكثيف أو تراكمه على المواد الخام. وهذا يمثل تحديًا خاصًا عندما يتم نفخ جزيئات الفولاذ الكربوني على الفولاذ المقاوم للصدأ. إن فصل هذه المواد والحفاظ عليها في بيئة نظيفة يحدث فرقًا كبيرًا عندما يتعلق الأمر باللحام الفعال.
من المهم إزالة تغير اللون للتأكد من عدم تراكم الصدأ مع مرور الوقت وإضعاف الهيكل العام. ومن الجيد أيضًا إزالة اللون الأزرق لتوحيد لون السطح.
في كندا، بسبب البرد القارس والطقس الشتوي، يعد اختيار الدرجة المناسبة من الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا مهمًا. وأوضح دوفيل أن معظم المتاجر اختارت في البداية 304 بسبب سعره. ولكن إذا كان المتجر سيستخدم المادة في الخارج، فإنه سيوصي بالتبديل إلى 316، على الرغم من أنها تكلف ضعف هذا السعر. 304 عرضة للتآكل إذا تم استخدامه أو تخزينه في الهواء الطلق. حتى إذا تم تنظيف السطح وتشكلت طبقة التخميل، يمكن أن تؤثر الظروف الخارجية على السطح، مما يؤدي إلى تآكل طبقة التخميل وفي النهاية يتسبب في صدأها مرة أخرى.
يقول غابي ميهولكس، أخصائي تطوير التطبيقات في قسم أنظمة الكشط بشركة 3M كندا، لندن، أونتاريو: "يُعد تحضير اللحام أمرًا بالغ الأهمية لعدة أسباب جوهرية. إزالة الصدأ والطلاء والحواف المشطوفة ضرورية لضمان اللحام بشكل صحيح. يجب ألا يكون هناك أي تلوث على سطح اللحام قد يُضعف الترابط."
ويضيف هاتلت أن تنظيف المنطقة أمر ضروري، ولكن التحضير المسبق للحام يمكن أن يشمل أيضًا تشطيب المادة لضمان التصاق اللحام وقوته بشكل صحيح.
بالنسبة لعملية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم اختيار المعدن الحشو الصحيح للدرجة المستخدمة. الفولاذ المقاوم للصدأ حساس بشكل خاص ويتطلب أن تكون طبقات اللحام معتمدة بنفس نوع المادة. على سبيل المثال، يتطلب المعدن الأساسي 316 معدن حشو 316. لا يمكن للحامّين استخدام أي نوع من معادن الحشو، حيث تتطلب كل درجة من الفولاذ المقاوم للصدأ حشوًا محددًا من أجل اللحام المناسب.
قال مايكل راديلي، مدير المنتجات في شركة Norton | Saint-Gobain Abrasives، ووستر، ماساتشوستس: "عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، يتعين على اللحام مراقبة درجة الحرارة حقًا". "هناك العديد من الأجهزة المختلفة التي يمكن استخدامها لقياس درجة حرارة اللحام والجزء أثناء تسخين اللحام، لأنه إذا كان هناك صدع في الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن الجزء يتلف بشكل أساسي".
وأضاف رادايلي أن اللحام يحتاج إلى التأكد من أنه لا يبقى في نفس المنطقة لفترة طويلة. اللحام متعدد الطبقات هو وسيلة رائعة للحفاظ على الركيزة من ارتفاع درجة الحرارة. اللحام لفترات طويلة للفولاذ المقاوم للصدأ الأساسي يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته وتشققه.
وقال راديلي: "إن اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ قد يستغرق وقتًا أطول، ولكنه أيضًا فن يتطلب أيديًا ذات خبرة".
يعتمد تحضير ما بعد اللحام حقًا على المنتج النهائي وتطبيقه. في بعض الحالات، أوضح ميهولكس، لا يتم رؤية اللحام فعليًا أبدًا، لذلك لا يلزم سوى تنظيف محدود بعد اللحام، ويتم إزالة أي بقع ملحوظة بسرعة. أو قد يلزم تسوية اللحام أو تنظيفه، ولكن لا يلزم إعداد سطح محدد. إذا كان هناك حاجة إلى تشطيب ناعم أو مرآة، فقد تكون هناك حاجة إلى خطوات تلميع أكثر تفصيلاً. يعتمد الأمر فقط على التطبيق.
وقال ميهولكس "إن المشكلة لا تكمن في اللون، بل يشير تغير لون السطح إلى أن خصائص المعدن قد تغيرت ويمكنها الآن أن تتأكسد/تصدأ".
إن اختيار أداة التشطيب ذات السرعة المتغيرة سيوفر الوقت والمال ويسمح للمشغل بمطابقة التشطيب.
من المهم إزالة تغير اللون للتأكد من عدم تراكم الصدأ مع مرور الوقت وإضعاف الهيكل العام. ومن الجيد أيضًا إزالة اللون الأزرق لتوحيد لون السطح.
يمكن أن تؤدي عملية التنظيف إلى إتلاف الأسطح، وخاصةً عند استخدام المواد الكيميائية القاسية. كما يمكن أن يمنع التنظيف غير السليم تكوين طبقة التخميل. ولهذا السبب يوصي العديد من الخبراء بالتنظيف اليدوي لهذه الأجزاء الملحومة.
"عندما تقوم بالتنظيف اليدوي، إذا لم تسمح للأكسجين بالتفاعل مع السطح لمدة 24 أو 48 ساعة، فلن يكون لديك وقت لبناء سطح سلبي"، كما قال دوفيل. وأوضح أن السطح يحتاج إلى الأكسجين للتفاعل مع الكروم الموجود في السبائك لتشكيل طبقة سلبية. تميل بعض المتاجر إلى تنظيف الأجزاء وتعبئتها وشحنها على الفور، مما يؤدي إلى إبطاء العملية وزيادة خطر التآكل.
من الشائع أن يستخدم المصنعون واللحامون مواد متعددة. ومع ذلك، وكما ذكرنا سابقًا، فإن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ يضيف بعض القيود. إن تخصيص الوقت لتنظيف الجزء هو خطوة أولى جيدة، ولكن الأمر يعتمد فقط على البيئة التي يوجد فيها.
وقال هاتلت إنه يظل يرى مناطق عمل ملوثة. إن القضاء على وجود الكربون في بيئة العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ هو أمر أساسي. ليس من غير المألوف أن تتحول المتاجر التي تستخدم الفولاذ إلى الفولاذ المقاوم للصدأ دون إعداد بيئة العمل بشكل صحيح لهذه المادة. وهذا خطأ، خاصة إذا لم يتمكنوا من فصل المادتين أو شراء مجموعة أدواتهم الخاصة.
إذا كان لديك فرشاة سلكية لطحن أو تحضير الفولاذ المقاوم للصدأ، واستخدمتها على الفولاذ الكربوني، فلن تتمكن من استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ بعد الآن، كما قال رادايلي. "ستصبح الفرش الآن ملوثة بالكربون والصدأ. وبمجرد تلوثها المتبادل، لا يمكن تنظيفها."
وقال هاتيلت إنه ينبغي للمتاجر استخدام أدوات منفصلة لإعداد المواد، ولكن ينبغي لها أيضًا وضع علامة على الأدوات بأنها "من الفولاذ المقاوم للصدأ فقط" لتجنب التلوث غير الضروري.
يجب على المتاجر أن تأخذ العديد من العوامل في الاعتبار عند اختيار أدوات تحضير اللحام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، بما في ذلك خيارات تبديد الحرارة ونوع المعدن والسرعة وحجم الحبيبات.
قال ميهولكس: "يُعد اختيار مادة كاشطة بطبقة مُبدّدة للحرارة نقطة انطلاق جيدة". وأضاف: "الفولاذ المقاوم للصدأ صلب جدًا، ويُولّد حرارة أعلى عند الطحن مقارنةً بالفولاذ الطري. يجب أن تذهب الحرارة إلى مكان ما، لذا يوجد طلاء يسمح للحرارة بالتدفق إلى حافة القرص بدلًا من البقاء في مكان الطحن. في تلك المرحلة، كان الوضع مثاليًا".
وتضيف أن اختيار المادة الكاشطة يعتمد أيضًا على الشكل الذي يجب أن يبدو عليه التشطيب العام. إنه حقًا في نظر الناظر. تعد معادن الألومينا في المواد الكاشطة النوع الأكثر شيوعًا المستخدم في خطوات التشطيب. لجعل الفولاذ المقاوم للصدأ يبدو باللون الأزرق على السطح، يجب استخدام كربيد السيليكون المعدني. إنه أكثر حدة ويترك قطعًا أعمق تعكس الضوء بشكل مختلف، مما يجعله أزرق. إذا كان المشغل يبحث عن تشطيب سطحي محدد أو فريد، فمن الأفضل التحدث إلى المورد.
قال هاتلت: "يُمثل معدل دوران المحرك (RPM) مشكلة كبيرة. تتطلب الأدوات المختلفة معدلات دوران مختلفة، وغالبًا ما تعمل بسرعة كبيرة. يضمن استخدام معدل دوران المحرك (RPM) المناسب أفضل النتائج، سواءً من حيث سرعة إنجاز العمل أو جودته. اعرف نوع التشطيب الذي تريده وكيفية قياسه."
وأضاف دوفيل أن الاستثمار في أدوات التشطيب ذات السرعة المتغيرة هو إحدى الطرق للتغلب على مشكلات السرعة. يحاول العديد من المشغلين استخدام آلة طحن عادية للتشطيب، ولكنها تتميز بسرعة عالية للقطع فقط. يتطلب إكمال العملية التباطؤ. سيوفر اختيار أداة التشطيب ذات السرعة المتغيرة الوقت والمال ويسمح للمشغل بمطابقة التشطيب.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الحصى مهم عند اختيار المادة الكاشطة. يجب على المشغل أن يبدأ بأفضل حصى للتطبيق.
بدءًا من حبيبات 60 أو 80 (متوسطة)، يمكن للمشغل الانتقال على الفور تقريبًا إلى حبيبات 120 (ناعمة) وإلى حبيبات 220 (ناعمة جدًا)، مما يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ لمسة نهائية رقم 4.
قال رادايلي: "يمكن أن تكون العملية بسيطة بثلاث خطوات فقط. ومع ذلك، إذا كان المشغل يتعامل مع لحام كبير، فلا يمكنه البدء بحبيبات 60 أو 80، وقد يختار حبيبات 24 (خشن جدًا) أو 36 (خشن). هذا يضيف خطوة إضافية وقد يصعب إزالته في حالة وجود خدوش عميقة عليه".
بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة رذاذ أو جل مضاد للرذاذ يمكن أن يكون أفضل صديق للحام، ولكن غالبًا ما يتم تجاهله عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، كما يقول دوفيل. يجب إزالة الأجزاء التي تحتوي على رذاذ، مما قد يخدش السطح، ويتطلب خطوات طحن إضافية ويضيع المزيد من الوقت. يمكن التخلص من هذه الخطوة بسهولة باستخدام نظام مضاد للرذاذ.
ليندسي لومينوسو، محررة مساعدة، تساهم في مجلة Metal Fabrication Canada ومجلة Fabrication and Welding Canada. من عام 2014 إلى عام 2016، عملت محررة مساعدة/محررة ويب في مجلة Metal Fabrication Canada، ومؤخرًا عملت محررة مساعدة لمجلة Design Engineering.
حصلت لومينوسو على درجة البكالوريوس في الآداب من جامعة كارلتون، ودرجة البكالوريوس في التربية من جامعة أوتاوا، وشهادة الدراسات العليا في الكتب والمجلات والنشر الرقمي من كلية سنتينيال.
احصل على آخر الأخبار والأحداث والتكنولوجيا المتعلقة بجميع المعادن من خلال نشرتنا الإخبارية الشهرية المكتوبة حصريًا للمصنعين الكنديين!
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من Canadian Metalworking، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من Made in Canada و Welding، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
يشاركنا راندي ماكدونالد، مدير المنتجات المتقاعد في شركة Overtone، نصائح وإرشادات من خبرته الممتدة على مدار 40 عامًا. وباستخدام أداة تلميع FEIN WPO 14-25E ذات السرعة المتغيرة وملحقات التشطيب والتلميع من مجموعة ملحقات التلميع الواسعة من شركة FEIN Canada، يصطحبنا راندي خلال العملية خطوة بخطوة.