加工済みのステンレス鋼を購入する人が多いため、オペレーターは材料の複雑さをさらに考慮する必要があります。
ほとんどの材料と同様に、ステンレス鋼にも多くの利点と欠点があります。合金に少なくとも 10.5% のクロムが含まれている場合、鋼は「ステンレス鋼」とみなされます。クロムは酸化物層を形成し、耐酸性と耐食性を高めます。この耐食性は、クロム含有量を増やし、合金化剤を追加することでさらに改善できます。
この素材の「ステンレス鋼」の特性、メンテナンスの手間がかからず、耐久性があり、さまざまな表面仕上げが施されているため、建設、家具、食品および飲料、医療などの産業や、鋼の強度と耐食性が必要なその他の多くの用途に適しています。
ステンレス鋼は他の鋼よりも高価になる傾向があります。ただし、強度重量比に優れているため、従来のグレードに比べて材料の厚さを薄くすることができ、コスト削減につながる可能性があります。全体的にコストがかかるため、店舗はこの材料のコストのかかる無駄や再加工を避けるために適切な工具を使用していることを確認する必要があります。
ステンレス鋼は熱の放散が早く、最終仕上げや研磨の段階で細心の注意が必要となるため、一般に溶接が難しいと考えられています。
ステンレス鋼の作業には、通常、より弾力性のある炭素鋼の作業よりも経験豊富な溶接機またはオペレータが必要です。特に溶接中に、特定のパラメータが導入されると、その自由度が低下する可能性があります。ステンレス鋼はコストが高いため、より経験豊富なオペレータが使用するのが理にかなっています。
「人々は通常、その仕上げのためにステンレス鋼を購入します」と、ケベック州ポイントクレアにあるウォルター サーフェス テクノロジーズの国際研究開発担当シニア プロダクト マネージャー、ジョナサン ドゥヴィル氏は言います。「これにより、事業者が考慮しなければならない制約がさらに増えます。」
サイズ 4 のリニア テクスチャ仕上げであっても、サイズ 8 のミラー仕上げであっても、オペレータは材料が尊重され、取り扱いや加工中に仕上げが損傷しないことを確認する必要があります。これにより、良好な部品生産を保証するために重要な準備と洗浄のオプションも制限される可能性があります。
オンタリオ州ミシソーガにあるPFERDオンタリオのカナダカントリーマネージャー、リック・ハテルト氏は、「この材料を扱うとき、最初にやるべきことは、きれい、きれい、きれいであることを確認することだ。きれいな（炭素のない）雰囲気を確保することが非常に重要であり、ステンレス鋼を洗浄して後で酸化（錆び）を引き起こす可能性のある不純物を除去し、不動態層の再構築を禁止して酸化を最小限に抑える保護層を作成する。」と述べた。
ステンレス鋼を使用する場合、材料と周囲の環境を清浄にする必要があります。材料から油やプラスチックの残留物を除去することから始めるとよいでしょう。ステンレス鋼上の汚染物質は酸化を引き起こす可能性がありますが、溶接中に問題を引き起こし、欠陥を引き起こす可能性もあります。したがって、はんだ付けを始める前に表面をきれいにすることが重要です。
作業場環境は常に最も清潔であるとは限らず、ステンレスや炭素鋼を扱う場合は相互汚染が問題になる可能性があります。多くの場合、店舗では従業員を冷やすために多くのファンを稼働させたり、エアコンを使用したりするため、汚染物質が床に押し寄せたり、原料に結露が滴ったり蓄積したりする可能性があります。これは、炭素鋼の粒子がステンレス鋼に吹き付けられる場合に特に困難です。これらの材料を分離し、清潔な環境に保つことは、効果的な溶接に大きな違いをもたらします。
時間の経過とともに錆が蓄積して全体の構造が弱くなるのを防ぐために、変色を除去することが重要です。また、表面の色を均一にするために青みを除去することも効果的です。
カナダでは、極度の寒さと冬の気候のため、適切なグレードのステンレス鋼を選択することが重要です。ほとんどの店舗が最初は価格を理由に 304 を選択したと Douville 氏は説明しました。しかし、店舗が屋外でこの素材を使用する場合は、たとえ 2 倍のコストがかかるとしても、316 に切り替えることをお勧めします。304 は、屋外で使用または保管すると腐食しやすくなります。表面が洗浄され不動態化層が形成された場合でも、屋外の条件が表面に影響を及ぼし、不動態化層が侵食され、最終的には再び錆びる可能性があります。 。
「溶接の準備は、多くの根本的な理由から重要です」と、オンタリオ州ロンドンにある 3M カナダの研磨システム部門のアプリケーション開発スペシャリスト、ガビ・ミホリックス氏は言います。「適切な溶接には、錆、塗料、面取りの除去が必要です。」溶接表面に結合を弱める可能性のある汚染があってはなりません。」
ハテルト氏は、その領域の清掃は不可欠であるが、適切な溶接の接着力と強度を確保するために材料の面取りを行うことも溶接前の準備に含まれる可能性があると付け加えています。
ステンレス鋼の溶接では、使用するグレードに適した溶加材を選択することが重要です。ステンレス鋼は特に傷つきやすいため、溶接継ぎ目は同じ種類の材料で認定される必要があります。たとえば、316 母材には 316 溶加材が必要です。溶接工はどのタイプの溶加材でも使用できるわけではなく、適切な溶接には各ステンレス グレードに特定の溶加材が必要です。
「ステンレス鋼を溶接するとき、溶接工は温度に本当に注意する必要があります」と Norton | 社の製品マネージャー、Michael Radaelli 氏は述べています。Saint-Gobain Abrasives、ウースター、マサチューセッツ州。「ステンレス鋼に亀裂があれば、その部品は基本的にダメになるため、溶接機が加熱するときに溶接部と部品の温度を測定するために使用できるさまざまな装置がたくさんあります。」
ラダエリ氏は、溶接工は同じ場所に長時間留まらないように注意する必要があると付け加えた。多層溶接は基板の過熱を防ぐ優れた方法である。ベースのステンレス鋼を長時間溶接すると、過熱して亀裂が発生する可能性がある。
「ステンレス鋼の溶接は時間がかかりますが、経験豊富な手が必要な技術でもあります」とラダエリ氏は言います。
溶接後の準備は実際には最終製品とその用途によって異なります。場合によっては、溶接は実際には見られないため、限られた溶接後の清掃のみが必要で、目立ったスパッタはすぐに除去されます。または、溶接を平らにするか清掃する必要があるかもしれませんが、特別な表面処理は必要ありません。微細または鏡面仕上げが必要な場合は、より複雑な研磨手順が必要になる場合があります。それは用途によって異なります。
「問題は色ではありません。この表面の変色は、金属の特性が変化し、酸化/錆びる可能性があることを示しています。」とミホリックス氏は言いました。
可変速仕上げツールを選択すると、時間とコストが節約され、オペレータが仕上げを一致させることができます。
時間の経過とともに錆が蓄積して全体の構造が弱くなるのを防ぐために、変色を除去することが重要です。また、表面の色を均一にするために青みを除去することも効果的です。
特に強力な化学薬品を使用した場合、洗浄プロセスにより表面が損傷する可能性があります。洗浄が不適切だと不動態化層の形成が妨げられる可能性があります。これが、多くの専門家がこれらの溶接部品を手動で洗浄することを推奨している理由です。
「手作業で洗浄する場合、表面と酸素を24時間または48時間反応させなければ、不動態表面を構築する時間がありません。」とドゥヴィル氏は述べ、表面が合金中のクロムと反応して不動態層を形成するには酸素が必要であると説明しました。一部の店舗では洗浄して部品を梱包し、すぐに発送する傾向があり、これによりプロセスが遅くなり、腐食のリスクが高まります。
メーカーや溶接工が複数の材料を使用するのは一般的です。ただし、前述したように、ステンレス鋼の使用にはいくつかの制限が追加されます。時間をかけて部品を洗浄するのは良い第一歩ですが、その効果はその部品が置かれている環境によって決まります。
ハテルト氏は、汚染された作業場を常に目にしていると述べた。ステンレス鋼の作業環境から炭素の存在を排除することが重要である。鋼材を使用する店舗が、この材料に合わせた作業環境を適切に準備せずにステンレス鋼に切り替えることは珍しいことではない。特に 2 つの材料を分離できない場合、または独自のツールセットを購入できない場合、これは間違いである。
「ステンレス鋼を研削したり下処理したりするためのワイヤーブラシがあり、それを炭素鋼に使用する場合、ステンレス鋼はもう使用できません。」とラダエリ氏は言いました。「ブラシは炭素で汚染されており、錆びています。」ブラシが相互汚染されると、洗浄することはできません。」
店舗は材料を準備するために別のツールを使用する必要があるが、不必要な汚染を避けるためにツールには「ステンレス鋼のみ」とラベルを付ける必要もあるとハテルト氏は述べた。
ステンレス鋼の溶接準備ツールを選択する際には、熱放散オプション、鉱物の種類、速度、粒度など、多くの要素を考慮する必要があります。
「熱放散コーティングが施された研磨材を選ぶのが良いスタート地点です。」とミホリックス氏は言います。「ステンレス鋼は非常に硬いため、研削時に軟鋼よりも多くの熱を発生します。」熱はどこかに行かなければならないので、熱が研削している場所にとどまるのではなく、ディスクの端に流れることを可能にするコーティングが施されています。その時点で、それは理想的でした。」
研磨剤の選択は、全体の仕上げがどのようなものであるかによっても左右されます。それは実際に見る人の目によって決まります。研磨剤に含まれるアルミナ鉱物は、仕上げステップで使用される最も一般的なタイプです。ステンレス鋼の表面を青く見せるには、鉱物炭化ケイ素を使用する必要があります。より鋭利で、より深いカットが残り、光の反射が異なるため、青くなります。オペレーターが特定のまたはユニークな表面仕上げを探している場合は、サプライヤーに相談するのが最善です。
「RPM は大きな問題です」と Hatelt 氏は言います。「ツールが異なれば必要な RPM も異なり、実行速度が速すぎることがよくあります。適切な RPM を使用すると、ジョブの完了速度と完了度の両方の点で最高の結果が得られます。希望する仕上がりと測定方法を理解してください。」
Douville 氏は、可変速仕上げツールに投資することは、速度の問題を克服する 1 つの方法であると付け加えました。多くのオペレータは、仕上げに通常のグラインダーを試しますが、切断には高速しかありません。プロセスを完了するには速度を落とす必要があります。可変速仕上げツールを選択すると、時間とコストが節約され、オペレータは仕上げを一致させることができます。
また、砥粒を選択する際には砥粒も重要です。オペレータは、用途に最適な砥粒から始める必要があります。
60 または 80 (中) グリットから始めて、オペレータはほぼすぐに 120 (細) グリット、さらに 220 (極細) グリットに切り替えることができ、ステンレスに No. 4 の仕上げが与えられます。
「3 ステップほどの簡単な作業で済みます。しかし、オペレーターが大規模な溶接を扱う場合、60 または 80 のグリットから始めることはできず、24 (非常に粗い) または 36 (粗い) グリットを選択する可能性があります。」とラダエリ氏は言いました。これにより追加の手順が追加され、深い傷がついた素材では除去するのが困難になる可能性があります。」
さらに、スパッタ防止スプレーやジェルを追加することは、溶接工にとっては非常に便利ですが、ステンレス鋼を溶接する場合には見落とされがちです。ドゥヴィル氏は言います。スパッタが付着した部品は取り除く必要があり、表面に傷がつき、追加の研削ステップが必要になり、より多くの時間を無駄にする可能性があります。このステップは、アンチスプラッシュ システムを使用することで簡単に排除できます。
副編集長の Lindsay Luminoso は、カナダの金属製造およびカナダの製造と溶接に貢献しています。2014 年から 2016 年まで、彼女は金属製造カナダの副編集長/Web 編集者を務め、最近では設計エンジニアリングの副編集長を務めました。
ルミノソは、カールトン大学で文学士号、オタワ大学で教育学士号、センテニアル大学で書籍、雑誌、デジタル出版の大学院修了証明書を取得しています。
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