ステンレス板の加工技術：切断・曲げ・溶接・仕上げ

切断技術: シャーリング、プラズマ、レーザー

通常、切断はプレート加工の最初の操作であり、方法の選択は厚さ、精度、エッジの品質によって決まります。

ウォータージェット切断は、熱に敏感な作業や非常に厚いセクション向けの追加オプションであり、熱の影響を受ける部分のないコールドカットを低速かつ高い操業コストで実現します。

曲げ加工

304 や 316 などのオーステナイトグレードは成形性に優れています。最小内側曲げ半径は、焼きなまし状態での 90 度曲げの場合、通常、板厚の 1 ～ 2 倍です。圧延方向を横切る曲げ、鋭い半径、または厚いプレートの場合は、より大きな半径または予熱が必要になる場合があります。オーステナイト鋼は解放後に弾性的に回復するため、スプリングバックは工具内で補正する必要があります。プレスブレーキには滑らかなポリウレタンまたはスチールの金型を使用し、プレートの表面を傷から保護する必要があります。オーステナイト系グレードでは、厳しい成形後の応力除去は通常必要ありませんが、激しい冷間加工によりわずかな磁性が発生する可能性がありますが、これは無害です。

スタンピングとプレス成形

スタンピングでは、適合する金型を使用してシンクボウル、パネル、ブラケットなどの再現可能な部品を製造します。オーステナイト系グレードは急速に加工硬化するため、順送金型は十分な半径と潤滑を考慮して設計され、全体の変形により延性がなくなったときに中間焼鈍が計画されます。マルテンサイトとフェライト系グレードは形成方法が異なります。430 などのフェライト系グレードは絞り加工性に制限がありますが、マルテンサイト系グレードは通常、軟質焼鈍状態で形成され、その後硬化します。

ステンレス鋼板の溶接加工

TIG (GTAW) 溶接は最高の品質ときれいで滑らかなビードを提供し、薄板、サニタリー ライン、外観が重要な溶接に適しています。 MIG (GMAW) 溶接は、より厚いプレートや生産作業でより高い溶着速度を実現します。 304 および 316 の母材には、ER308L や ER316L などの適合するフィラーが使用されます。安定化グレードの場合は、適合する安定化フィラーを推奨します。鋭敏化（粒界での炭化クロムの析出）を避けるために、入熱は適度に保たれ、後で溶接部を溶体化焼きなましできない場合には、低炭素または安定化グレードが選択されます。アルゴンによるルートガスシールドにより、溶接部の裏側が酸化から保護されます。歪みは、治具、バランス溶接シーケンス、および仮付け溶接によって制御されます。

酸洗、不動態化、表面仕上げ

溶接と熱間成形によりクロムが枯渇した酸化スケールが生成されるので、除去する必要があります。 ASTM A380 または A967 に従って行われる硝酸とフッ化水素酸の混合物での酸洗いは、スケールとその下の空乏層を溶解します。硝酸またはクエン酸で不動態化すると、クロムを豊富に含む均一な酸化膜が形成され、耐食性が回復します。加工後、表面は ASTM A480 に従って分類されます: No. 1 (熱間圧延、焼き鈍し、酸洗い)、2D (鈍い冷間圧延)、2B (滑らかな冷間圧延、一般的な使用のデフォルト)、BA (光輝焼鈍)、No. 4 (ブラシ仕上げ)、および No. 8 (鏡面)。選択した仕上げは用途に適合する必要があります。衛生ラインでは通常 2B 以上が要求されますが、構造部品は No. 1 または 2D を受け入れます。

プロセス選択のガイダンス

薄板、複雑な形状、厳しい公差: レーザー切断

厚板、直線生産切断: プラズマまたはウォータージェット

ボリュームのあるストレートブランク: シャーリング

外観が重要な溶接またはサニタリー溶接: バックパージ付き TIG

重加工: 適合する低炭素フィラーを使用した MIG

熱間加工後: ピクルスと不動態化を行った後、水破断試験またはフェロキシル試験で確認します。

よくある質問

レーザーまたはプラズマ切断 - どちらを選択すべきですか?

精度、直角のエッジ、および最小限の二次加工が重要となる、厚さ約 20 ～ 25 mm までのレーザーを選択してください。エッジの品質が重要ではなく、後でエッジを機械加工または溶接する場合、厚板、大判、および速度にはプラズマを選択してください。

304 ステンレス鋼プレートの最小曲げ半径はどれくらいですか?

アニールされた 304 プレートの場合、90 度の曲げには、プレートの厚さの約 1 ～ 2 倍の最小内径が推奨されます。半径が大きいと、特に回転方向に沿って曲げたり、鋭利な工具を使用したりした場合に、亀裂が発生するリスクが軽減されます。

ステンレス鋼の溶接後に酸洗いが必要なのはなぜですか?

溶接すると、表面に酸化したクロムが枯渇した層が残り、腐食しやすくなります。酸洗によりこの層が除去され、不動態化により酸化クロムの保護膜が復元されるため、溶接部は母材金属と同等の耐食性を取り戻します。

ステンレス鋼板にはどのような表面仕上げが定義されていますか?

ASTM A480は、No. 1（熱間圧延および酸洗い）、2D、2B、BA（光輝焼鈍）、および研磨仕上げNo. 3、No. 4、No. 6、No. 7、およびNo. 8（鏡面）を含むミル仕上げに加え、ビードブラストおよびテクスチャード加工された表面のNo. 9およびNo. 10を定義しています。仕上げクラスは、外観と洗浄性の両方に影響します。

溶接歪みを最小限に抑えるにはどうすればよいですか?

仮付け溶接とクランプを使用し、溶接順序を対称的にバランスさせ、ストリンガー ビードで入熱を低く保ち、バックステップ溶接またはスキップ溶接を検討します。薄板の場合、低電流のTIGと銅製のバッキングバーにより局所的な発熱を軽減します。

不動態化は酸洗いと同じですか?

いいえ。酸洗いでは、酸混合物を使用してスケールと汚染された金属の薄層を除去します。パッシベーションは、きれいな表面上の酸化クロム膜を化学的に強化します。この 2 つは相補的であり、通常は順番に実行されます。