Untuk memastikan pasivasi yang tepat, teknisi secara elektrokimia membersihkan lasan longitudinal dari bagian baja tahan karat yang digulung. Gambar milik Walter Surface Technologies
Bayangkan sebuah pabrikan mengadakan kontrak yang melibatkan fabrikasi baja tahan karat utama. Bagian lembaran logam dan tabung dipotong, dibengkokkan, dan dilas sebelum mendarat di stasiun penyelesaian. Bagian tersebut terdiri dari pelat yang dilas secara vertikal ke tabung. Hasil lasannya terlihat bagus, tetapi itu bukan uang sepeser pun yang dicari pelanggan. Akibatnya, penggiling menghabiskan waktu untuk melepaskan lebih banyak logam las daripada biasanya. Kemudian, sayangnya, beberapa warna biru yang berbeda muncul di permukaan – tanda yang jelas dari terlalu banyak masukan panas. Dalam hal ini, itu berarti bahwa bagian tersebut tidak akan bertemu persyaratan pelanggan.
Sering dilakukan secara manual, penggilingan dan finishing membutuhkan ketangkasan dan keterampilan. Kesalahan dalam finishing bisa sangat mahal, mengingat semua nilai yang telah diberikan pada benda kerja. Menambahkan bahan sensitif panas yang mahal seperti baja tahan karat, pengerjaan ulang dan biaya pemasangan skrap bisa lebih tinggi. Dikombinasikan dengan komplikasi seperti kontaminasi dan kegagalan pasivasi, pekerjaan baja tahan karat yang dulunya menguntungkan dapat berubah menjadi kehilangan uang atau bahkan kecelakaan yang merusak reputasi.
Bagaimana produsen mencegah semua ini? Mereka dapat memulai dengan mengembangkan pengetahuan mereka tentang penggerindaan dan finishing, memahami peran yang dimainkan masing-masing dan bagaimana pengaruhnya terhadap benda kerja baja tahan karat.
Mereka bukan sinonim.Faktanya, setiap orang memiliki tujuan yang berbeda secara fundamental.Grinding menghilangkan bahan seperti gerinda dan logam las berlebih, sementara finishing memberikan hasil akhir pada permukaan logam.Kebingungan ini dapat dimengerti, mengingat mereka yang menggiling dengan roda gerinda besar menghilangkan banyak logam dengan sangat cepat, dan hal itu dapat meninggalkan goresan yang sangat dalam.Namun dalam gerinda, goresan hanyalah efek samping;tujuannya adalah untuk menghilangkan material dengan cepat, terutama saat bekerja dengan logam yang peka terhadap panas seperti baja tahan karat.
Penyelesaian dilakukan secara bertahap, karena operator mulai dengan pasir yang lebih besar dan berlanjut ke roda gerinda yang lebih halus, bahan abrasif bukan tenunan, dan mungkin kain kempa dan pasta pemoles untuk mendapatkan hasil akhir cermin.Tujuannya adalah untuk mencapai hasil akhir tertentu (pola goresan). Setiap langkah (pasir yang lebih halus) menghilangkan goresan yang lebih dalam dari langkah sebelumnya dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil.
Karena penggilingan dan finishing memiliki tujuan yang berbeda, mereka sering tidak melengkapi satu sama lain dan benar-benar dapat bermain melawan satu sama lain jika strategi habis pakai yang salah digunakan. Untuk menghilangkan kelebihan logam las, operator menggunakan roda gerinda untuk membuat goresan yang sangat dalam, lalu menyerahkan bagian tersebut ke meja rias, yang sekarang harus menghabiskan banyak waktu untuk menghilangkan goresan yang dalam ini. Urutan penggilingan hingga penyelesaian ini mungkin masih merupakan cara yang paling efisien untuk memenuhi persyaratan penyelesaian pelanggan. Namun sekali lagi, keduanya bukanlah proses yang saling melengkapi.
Permukaan benda kerja yang dirancang untuk manufakturabilitas umumnya tidak memerlukan gerinda dan finishing.Bagian yang digiling hanya melakukan ini karena gerinda adalah cara tercepat untuk menghilangkan lasan atau material lain dan goresan dalam yang ditinggalkan oleh roda gerinda adalah yang diinginkan pelanggan.Bagian yang hanya memerlukan finishing diproduksi dengan cara yang tidak memerlukan penghilangan material yang berlebihan.Contoh umumnya adalah bagian baja tahan karat dengan las berpelindung tungsten gas yang indah yang hanya perlu dicampur dan disesuaikan dengan pola penyelesaian substrat.
Penggiling dengan roda lepasan rendah dapat menghadirkan tantangan yang signifikan saat bekerja dengan baja tahan karat.Demikian juga, panas berlebih dapat menyebabkan kebiruan dan mengubah sifat material.Tujuannya adalah menjaga baja tahan karat sedingin mungkin selama proses berlangsung.
Untuk tujuan ini, ada baiknya memilih roda gerinda dengan tingkat pelepasan tercepat untuk aplikasi dan anggaran. Roda zirkonia menggiling lebih cepat daripada alumina, tetapi dalam kebanyakan kasus, roda keramik berfungsi paling baik.
Partikel keramik yang sangat keras dan tajam aus dengan cara yang unik. Saat mereka secara bertahap hancur, mereka tidak menggiling rata, tetapi mempertahankan ujung yang tajam. Ini berarti mereka dapat menghilangkan material dengan sangat cepat, seringkali dalam waktu singkat dari roda gerinda lainnya. Hal ini umumnya membuat roda gerinda keramik bernilai uang. Roda gerinda ini ideal untuk aplikasi baja tahan karat karena dapat menghilangkan serpihan besar dengan cepat dan menghasilkan lebih sedikit panas dan distorsi.
Tidak peduli roda penggilingan mana yang dipilih produsen, kontaminasi potensial perlu diingat. Sebagian besar produsen tahu bahwa mereka tidak dapat menggunakan roda penggilingan yang sama pada baja karbon dan baja tahan karat. Banyak orang secara fisik memisahkan karbon dan operasi penggilingan baja stainless. Bahkan pembersih baja karbon yang tidak ada yang perlu dikenakan pada industri, seperti halnya. Roda penggilingan untuk baja tahan karat harus hampir bebas (kurang dari 0,1%) zat besi, sulfur dan klorin.
Roda gerinda tidak dapat menggiling sendiri;mereka membutuhkan perkakas listrik. Siapa pun dapat menggembar-gemborkan manfaat roda gerinda atau perkakas listrik, tetapi kenyataannya adalah perkakas listrik dan roda gerinda mereka bekerja sebagai suatu sistem. Roda gerinda keramik dirancang untuk gerinda sudut dengan tenaga dan torsi tertentu. Sementara beberapa gerinda udara memiliki spesifikasi yang diperlukan, sebagian besar gerinda roda keramik dilakukan dengan perkakas listrik.
Penggiling dengan daya dan torsi yang tidak mencukupi dapat menyebabkan masalah serius, bahkan dengan bahan abrasif yang paling canggih. Kurangnya daya dan torsi dapat menyebabkan perkakas melambat secara signifikan di bawah tekanan, yang pada dasarnya mencegah partikel keramik pada roda gerinda melakukan apa yang dirancang untuk dilakukan: segera keluarkan potongan logam besar, sehingga mengurangi jumlah bahan termal yang masuk ke roda gerinda.
Hal ini memperparah lingkaran setan: Operator gerinda melihat material tidak dibuang, sehingga mereka secara naluriah mendorong lebih keras, yang pada gilirannya menciptakan panas berlebih dan kebiruan. Mereka akhirnya mendorong terlalu keras hingga membuat roda mengkilap, yang membuat mereka bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak panas sebelum mereka menyadari bahwa mereka perlu mengganti roda. Jika Anda bekerja dengan cara ini pada tabung atau lembaran tipis, mereka akan langsung menembus material.
Tentu saja, jika operator tidak terlatih dengan baik, bahkan dengan alat terbaik, lingkaran setan ini dapat terjadi, terutama jika menyangkut tekanan yang mereka berikan pada benda kerja. Praktik terbaiknya adalah sedekat mungkin dengan arus nominal gerinda. Jika operator menggunakan gerinda 10 amp, mereka harus menekan terlalu keras sehingga gerinda menarik sekitar 10 amp.
Menggunakan ammeter dapat membantu menstandarisasi operasi penggilingan jika pabrikan memproses baja tahan karat yang mahal dalam jumlah besar. Tentu saja, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan ammeter secara teratur, jadi taruhan terbaik Anda adalah mendengarkan dengan cermat. Jika operator mendengar dan merasakan RPM turun dengan cepat, mereka mungkin mendorong terlalu keras.
Mendengarkan sentuhan yang terlalu ringan (tekanan terlalu kecil) bisa jadi sulit, jadi dalam hal ini, memperhatikan aliran percikan api dapat membantu. Penggilingan baja tahan karat akan menghasilkan percikan api yang lebih gelap daripada baja karbon, tetapi harus tetap terlihat dan menonjol dari area kerja secara konsisten. Jika operator tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan api, mungkin karena mereka tidak memberikan tekanan yang cukup atau melapisi roda.
Operator juga perlu mempertahankan sudut kerja yang konsisten. Jika mereka mendekati benda kerja pada sudut yang hampir rata (hampir sejajar dengan benda kerja), mereka dapat menyebabkan panas berlebih yang berlebihan;jika mereka mendekati pada sudut yang terlalu tinggi (hampir vertikal), mereka berisiko menggali ujung roda ke dalam logam. Jika mereka menggunakan roda Tipe 27, mereka harus mendekati pekerjaan pada sudut 20 sampai 30 derajat. Jika mereka memiliki roda Tipe 29, sudut kerjanya harus sekitar 10 derajat.
Roda gerinda tipe 28 (runcing) biasanya digunakan untuk menggerinda pada permukaan datar untuk menghilangkan material pada jalur gerinda yang lebih lebar. Roda gerinda tirus ini juga berfungsi paling baik pada sudut gerinda yang lebih rendah (sekitar 5 derajat), sehingga membantu mengurangi kelelahan operator.
Ini memperkenalkan faktor penting lainnya: memilih jenis roda gerinda yang tepat. Roda Tipe 27 memiliki titik kontak pada permukaan logam;roda Tipe 28 memiliki garis kontak karena bentuknya yang mengerucut;roda Tipe 29 memiliki permukaan kontak.
Sejauh ini, roda Tipe 27 yang paling umum dapat menyelesaikan pekerjaan di banyak aplikasi, tetapi bentuknya menyulitkan untuk menangani bagian dengan profil dan lekukan yang dalam, seperti rakitan tabung baja tahan karat yang dilas. Bentuk profil roda Tipe 29 memudahkan operator yang perlu menggiling kombinasi permukaan melengkung dan datar. Roda Tipe 29 melakukannya dengan meningkatkan area kontak permukaan, yang berarti operator tidak perlu menghabiskan banyak waktu untuk menggerinda di setiap lokasi – strategi yang baik untuk mengurangi penumpukan panas.
Bahkan, ini berlaku untuk semua roda gerinda. Saat menggerinda, operator tidak boleh berada di tempat yang sama untuk waktu yang lama. Misalkan seorang operator sedang mengeluarkan logam dari filet sepanjang beberapa kaki. Dia dapat mengarahkan roda dengan gerakan pendek naik dan turun, tetapi melakukan hal itu dapat membuat benda kerja menjadi terlalu panas karena dia menahan roda di area kecil untuk jangka waktu yang lama. arah yang sama di dekat jari kaki yang lain. Teknik lain bekerja, tetapi mereka semua memiliki satu kesamaan: mereka menghindari panas berlebih dengan menjaga agar roda gerinda tetap bergerak.
Teknik “carding” yang biasa digunakan juga membantu mencapai hal ini.Misalkan operator menggerinda butt weld dalam posisi datar.Untuk mengurangi tekanan panas dan penggalian berlebih, dia menghindari mendorong gerinda di sepanjang sambungan.Sebaliknya, dia mulai dari ujung dan menarik gerinda di sepanjang sambungan.Ini juga mencegah roda menggali terlalu banyak ke dalam material.
Tentu saja, teknik apa pun dapat membuat logam terlalu panas jika operator terlalu lambat. Lakukan terlalu lambat dan operator akan membuat benda kerja terlalu panas;bergerak terlalu cepat dan penggilingan bisa memakan waktu lama. Menemukan sweet spot laju gerak makan biasanya membutuhkan pengalaman. Namun jika operator tidak terbiasa dengan pekerjaan tersebut, mereka dapat menggiling skrap untuk mendapatkan "rasa" laju gerak makan yang sesuai untuk benda kerja yang ada.
Strategi finishing berputar di sekitar kondisi permukaan material saat tiba dan meninggalkan departemen finishing. Identifikasi titik awal (kondisi permukaan diterima) dan titik akhir (diperlukan penyelesaian), kemudian buat rencana untuk menemukan jalur terbaik di antara kedua titik tersebut.
Seringkali jalan terbaik tidak dimulai dengan bahan abrasif yang sangat agresif. Hal ini mungkin terdengar berlawanan dengan intuisi. Lagi pula, mengapa tidak memulai dengan pasir kasar untuk mendapatkan permukaan yang kasar dan kemudian pindah ke pasir yang lebih halus? Bukankah akan sangat tidak efisien untuk memulai dengan pasir yang lebih halus?
Belum tentu, ini lagi-lagi berkaitan dengan sifat pengelompokan. Karena setiap langkah mencapai pasir yang lebih kecil, kondisioner menggantikan goresan yang lebih dalam dengan goresan yang lebih dangkal dan lebih halus. Jika dimulai dengan amplas 40 grit atau flip disk, mereka akan meninggalkan goresan yang dalam pada logam. Akan sangat bagus jika goresan tersebut mendekatkan permukaan ke hasil akhir yang diinginkan;itulah mengapa persediaan finishing 40 grit itu ada. Namun, jika pelanggan meminta finishing No. 4 (directional brushed finish), goresan dalam yang dihasilkan oleh abrasive No. 40 akan membutuhkan waktu lama untuk dihilangkan. Meja rias dapat diturunkan melalui beberapa ukuran grit, atau menghabiskan waktu lama menggunakan abrasive berbutir halus untuk menghilangkan goresan besar tersebut dan menggantinya dengan goresan yang lebih kecil. Semua ini tidak hanya tidak efisien, tetapi juga memasukkan terlalu banyak panas ke dalam benda kerja.
Tentu saja, menggunakan bahan abrasif halus pada permukaan yang kasar dapat menjadi lambat dan, dikombinasikan dengan teknik yang buruk, menimbulkan terlalu banyak panas. Di sinilah cakram penutup dua-dalam-satu atau penutup yang terhuyung-huyung dapat membantu. Cakram ini mencakup kain abrasif yang digabungkan dengan bahan perawatan permukaan. Cakram ini secara efektif memungkinkan meja rias menggunakan bahan abrasif untuk menghilangkan bahan sekaligus memberikan hasil akhir yang lebih halus.
Langkah berikutnya dalam penyelesaian akhir mungkin melibatkan penggunaan bahan bukan tenunan, yang mengilustrasikan fitur unik lain dari penyelesaian: proses bekerja paling baik dengan perkakas listrik berkecepatan variabel. Penggiling sudut kanan yang berjalan pada 10.000 RPM dapat bekerja dengan beberapa media gerinda, tetapi akan melelehkan beberapa bahan bukan tenunan secara menyeluruh. Untuk alasan ini, pelapis mengurangi kecepatan menjadi antara 3.000 dan 6.000 RPM sebelum memulai langkah penyelesaian dengan bukan tenunan. Tentu saja, kecepatan pastinya bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Misalnya, drum bukan tenunan biasanya berputar antara 3.000 dan 4.000 RPM, sedangkan cakram perawatan permukaan biasanya berputar antara 4.000 dan 6.000 RPM.
Memiliki alat yang tepat (penggiling kecepatan variabel, media finishing berbeda) dan menentukan jumlah langkah optimal pada dasarnya memberikan peta yang menunjukkan jalur terbaik antara bahan yang masuk dan selesai. Jalur yang tepat bervariasi berdasarkan aplikasi, tetapi pemangkas berpengalaman mengikuti jalur ini menggunakan teknik pemangkasan yang serupa.
Rol non-anyaman melengkapi permukaan baja tahan karat. Untuk finishing yang efisien dan masa pakai yang optimal, media finishing yang berbeda dijalankan pada RPM yang berbeda.
Pertama, mereka tidak terburu-buru. Jika mereka melihat benda kerja baja tahan karat yang tipis menjadi panas, mereka berhenti menyelesaikan di satu area dan mulai di area lain. Atau mereka mungkin mengerjakan dua artefak yang berbeda pada waktu yang sama. Mereka bekerja sedikit di satu area lalu di area lainnya, memberikan waktu pada benda kerja lainnya untuk mendingin.
Saat memoles ke lapisan cermin, pemoles dapat memoles silang dengan drum pemoles atau cakram pemoles, dengan arah tegak lurus dengan langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menyoroti area yang perlu menyatu dengan pola goresan sebelumnya, tetapi tetap tidak akan mendapatkan permukaan ke lapisan cermin No. 8. Setelah semua goresan dihilangkan, kain kempa dan roda pemoles diperlukan untuk membuat hasil akhir mengkilap yang diinginkan.
Untuk mencapai hasil akhir yang tepat, produsen perlu menyediakan alat yang tepat bagi para finisher, termasuk alat dan media yang sebenarnya, serta alat komunikasi, seperti membuat sampel standar untuk menentukan seperti apa hasil akhir tertentu. Sampel ini (diposting di dekat departemen finishing, dalam dokumen pelatihan, dan dalam literatur penjualan) membantu semua orang memahami hal yang sama.
Sehubungan dengan perkakas aktual (termasuk perkakas listrik dan media abrasif), geometri komponen tertentu dapat menimbulkan tantangan bahkan bagi karyawan yang paling berpengalaman di departemen penyelesaian. Di sinilah perkakas profesional dapat membantu.
Misalkan seorang operator perlu menyelesaikan rakitan tubular berdinding tipis dari baja tahan karat.Menggunakan flap disc atau bahkan drum dapat menyebabkan masalah, menyebabkan panas berlebih, dan kadang-kadang bahkan membuat titik datar pada tabung itu sendiri.Di sini, pengampelas sabuk yang dirancang untuk pembuatan pipa dapat membantu.Belt konveyor membungkus sebagian besar diameter pipa, menyebarkan titik kontak, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi masukan panas.Dengan demikian, seperti hal lainnya, lemari masih perlu memindahkan pengampelas sabuk ke area yang berbeda untuk mengurangi penumpukan panas berlebih dan menghindari kebiruan.
Hal yang sama berlaku untuk alat finishing profesional lainnya. Pertimbangkan pengampelas sabuk jari yang dirancang untuk ruang sempit. Finisher mungkin menggunakannya untuk mengikuti las fillet di antara dua papan pada sudut yang tajam. Alih-alih menggerakkan pengampelas sabuk jari secara vertikal (semacam seperti menyikat gigi), meja rias memindahkannya secara horizontal di sepanjang jari kaki atas las fillet, lalu jari kaki bawah, sambil memastikan pengampelas jari tidak terlalu lama berada di salah satunya .
Pengelasan, penggilingan, dan finishing baja tahan karat menimbulkan komplikasi lain: memastikan pasivasi yang tepat. Setelah semua gangguan ini pada permukaan material, apakah masih ada kontaminan yang tersisa yang akan mencegah lapisan kromium baja tahan karat terbentuk secara alami di seluruh permukaan? Hal terakhir yang diinginkan pabrikan adalah pelanggan yang marah mengeluh tentang bagian yang berkarat atau terkontaminasi. Di sinilah pembersihan dan ketertelusuran yang tepat berperan.
Pembersihan elektrokimia dapat membantu menghilangkan kontaminan untuk memastikan pasivasi yang tepat, tetapi kapan pembersihan ini harus dilakukan? Itu tergantung pada aplikasinya. Jika produsen membersihkan baja tahan karat untuk mendorong pasivasi penuh, mereka biasanya melakukannya segera setelah pengelasan. Kegagalan untuk melakukannya berarti media finishing dapat mengambil kontaminan permukaan dari benda kerja dan menyebarkannya ke tempat lain. Namun, untuk beberapa aplikasi penting, produsen dapat memilih untuk memasukkan langkah pembersihan tambahan—bahkan mungkin menguji pasivasi yang tepat sebelum stainless meninggalkan lantai pabrik.
Misalkan pabrikan mengelas komponen baja tahan karat yang penting untuk industri nuklir. Seorang tukang las busur tungsten gas profesional memasang lapisan sepeser pun yang terlihat sempurna. Namun sekali lagi, ini adalah aplikasi yang penting. Seorang karyawan di departemen penyelesaian menggunakan sikat yang terhubung ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan las. Dia kemudian memoles jari kaki las menggunakan kain abrasif dan pembalut non-anyaman dan menyelesaikan semuanya dengan sikat yang rata. Kemudian datang sikat terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Setelah duduk selama satu atau dua hari, gunakan perangkat uji genggam untuk menguji bagian untuk pasivasi yang tepat. Hasilnya, dicatat dan disimpan dengan pekerjaan, menunjukkan bahwa bagian itu sepenuhnya dipasivasi sebelum meninggalkan pabrik.
Di sebagian besar pabrik manufaktur, penggilingan, penyelesaian, dan pembersihan pasivasi baja tahan karat biasanya dilakukan di hilir. Faktanya, biasanya dilakukan sesaat sebelum pekerjaan dikirimkan.
Suku cadang yang diselesaikan dengan tidak benar menghasilkan beberapa skrap dan pengerjaan ulang yang paling mahal, jadi masuk akal bagi produsen untuk meninjau kembali departemen penggilingan dan penyelesaian mereka. Perbaikan dalam penggilingan dan penyelesaian membantu mengurangi hambatan utama, meningkatkan kualitas, menghilangkan sakit kepala, dan yang paling penting, meningkatkan kepuasan pelanggan.
FABRICATOR adalah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknis, dan riwayat kasus yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah melayani industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang dapat diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar metal stamping.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.