Teräksen valmistus ja sen laitteet

Johdatus teräksen valmistukseen

Teräs on ollut yksi halutuimmista materiaaleista jo jonkin aikaa, ja sillä on lukuisia erilaisia laitteita. Vaikuttava sitkeys ja muut tekijät ovat syynä siihen, että teräskomponentteja käytetään lähes missä tahansa, kuljetuslaitteista rakenteisiin tai kokonaisiin rakennuksiin.

Teräs on luonteeltaan raudan ja muiden materiaalien seos – ja seokseen lisättävien materiaalien runsaus synnyttää monenlaisia terästyyppejä, joilla on omat huonot ja hyvät puolensa. Teräksen valmistus on siis prosessi, jossa teräksestä tehdään tietty muoto, eli kyseessä on kaiken kaikkiaan muutosprosessi.

Teräksen valmistuksen eri osat

Tteräksen valmistuksessa on kolme perusosaa – raaka-aineiden sulattaminen, sulatettujen materiaalien sekoittaminen teräkseksi ja halutun muodon muodostaminen teräksestä. Koko prosessi on melko monimutkainen, eikä siinä ole juurikaan varaa virheisiin, ja sen asianmukainen hoitaminen edellyttää erityistä osaamista. Teräksenvalmistajat käyttävät tätä prosessia laajalti kaikenlaisten teräsosien ja -detaljien tuottamiseen, kuten esim:

• Palkkipalkit;
• Tikkaat;
• Ritilä;
• Skids;
• Yleispalkit;
• Putkihyllyt;
• Alustat;
• Yleiskäyttöiset pylväät;
• teollisuuslaitteet ja paljon muuta.

Teräksen valmistus on prosessi, joka voidaan suorittaa käyttämällä useita eri menetelmiä tai lähestymistapoja. Seuraavassa on joitakin näistä menetelmistä:

• Leikkaus – on olemassa useita eri menetelmiä, joita voidaan käyttää tietyn osan leikkaamiseen metal pala:
  • Shearing on myös yksi vaihtoehto, ja se on toistaiseksi yksi yksinkertaisimmista menetelmistä – leikkausprosessi koostuu raaka-aineen asettamisesta muotin kahden osan väliin, jossa korkeampaa osaa kutsutaan reiäksi. Painamalla stanssia raaka-ainepalan päälle on melko helppoa erottaa yksi materiaalipala useiksi eri, pienemmiksi paloiksi.
  • Vannesahat käytetään useimmiten kokonaisten teräsosien leikkaamiseen, koska leikkaus kattaa suurimman osan käyttötapauksista, joissa teräslevyjä tai -levyjä on leikattava. Vannesaha on joko karkaistu hiomakiekko tai nauha, joka kääntyy kyseistä materiaalikappaletta vasten ja mitoittaa sen aina tarvittaessa.
  • Leikkuripolttimet käytetään melko yleisesti myös suurten poikkileikkauksellisten teräskappaleiden leikkaamiseen. Niiden nopeus on vaikuttava, mutta ne käyttävät äärimmäisiä lämpötiloja leikkauksen suorittamiseen, joten leikkausalueita käsitellään lämpövaikutusalueina.
    On syytä huomata, että kaikkien tällä työkalulla leikattujen osien jäähdytystyyli vaikuttaa joihinkin teräksen ominaisuuksiin, joten on tärkeää pitää tämä mielessä, kun valitaan käytettävää leikkaustyökalua.
    Näitä polttimia voidaan myös ohjata tietokoneilla (CNC-tyyppisesti) prosessin nopeuttamiseksi entisestään. Lisäksi tälle on olemassa vaihtoehto, jossa käytetään teräksen osien leikkaamiseen erittäin tarkkaa laseria, ja itse leikkuripolttimessa käytetään energialähteenä useimmiten maakaasua.
  • Vesisuihkuleikkaus on myös vaihtoehto leikkuripolttimille, mutta samalla se ei aiheuta materiaalin vääristymistä ja sillä voidaan leikata tarkasti käytännössä mitä tahansa materiaalia korkeapaineisella vedellä ilman ylikuumenemisongelmaa, joka tavallisilla leikkuripolttimilla on.
• Taivutus – Prosessi, jossa teräskappaleen muotoa muutetaan kohdistamalla siihen massiivinen voima; se tehdään yleensä joko vasaroiden tai puristimien avulla. Taivutusprosessissa käytetään puristusjarruja ja/tai putken taivuttajia, jotta teräskappaleelle saadaan tarvittava kulma. Erittäin tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon taivutusprosessissa, on raaka-aineeseen kohdistuvan rasituksen määrä, sillä liiallinen voima voi muuttaa kyseisen materiaalin muodonmuutoksen, mikä edellyttää myöhemmin lisätoimenpiteitä ongelman korjaamiseksi.
• Hitsaus – se on melko yleinen teräksenvalmistusmenetelmä, jossa teräksen tai muun materiaalin kappaleita yhdistetään tai taivutetaan sulatusprosessin avulla. Fuusioprosessi saadaan aikaan kuumentamalla teräsosat erittäin kuumiksi, yhdistämällä tai taivuttamalla ne kuumina ja antamalla niiden jäähtyä. Kyseessä on periaatteessa erittäin yksinkertainen toimenpide. Hitsauksessa voidaan käyttää useita erilaisia energialähteitä lämmönlähteinä, mutta yleisimmin käytettyjä ovat laser, sähkökaari ja kaasuliekki.
• Koneistus – Prosessin nimi tulee siitä, että on olemassa runsaasti koneita, joilla metalliosia voidaan työstää tietyn muotoisiksi porien, sorvien, jyrsimien jne. kaltaisten työkalujen avulla.

Alkuperäisellä raaka-aineella voi olla useita eri muotoja ennen valmistusprosessia, ja prosessia valvovan henkilön on otettava huomioon alkuperäinen muoto. On myös useita muita prosesseja, joita voidaan pitää teräksen valmistusprosessia tukevina:

• Teräsrakenteiden pystytys;
• Pinnan valmistelu;
• Korroosiosuojaus jne.

Yhtä näistä prosesseista pidetään paljon tärkeämpänä kuin mitään muuta, ja se on lämpökäsittely. Lämpökäsittely prosessina kattaa kolme eri toimenpidettä – liotuksen, kuumennuksen ja jäähdytyksen. On jopa olemassa erityisiä lämpökäsittelymekanismeja, jotka auttavat luomaan hienompia rakeisia teräksiä, jotka parantavat teräksen ominaisuuksia.

Lisäksi hehkutusta voidaan käyttää keinona pehmentää terästä, jotta siitä tulisi herkempi ja paremmin taivutettava, jos raakateräksen alkuperäinen tila estää sen muokkaamisen tietyllä tavalla ilman, että se epämuodostuu. On myös useita muita toimenpiteitä, joita suoritetaan tietyntyyppisille teräksille – ja kaikki ne kuuluvat lämpökäsittelymenetelmien piiriin.

Teräksen valmistustarvikkeet

Valmistusprosessin valmiudet määräytyvät kahden eri tekijän mukaan – käytettävissä olevat laitteet ja ohjelmistopaketti. Monet teräksenvalmistajat käyttävät huipputeknologiaa voidakseen tarjota teräksenvalmistusprosessissa suurimman mahdollisen tehokkuuden.

Monissa teräksenvalmistusprosesseissa käytetään runsaasti erilaisia materiaaleja ja laitteita valmistusprosessin nopeuttamiseksi, varsinkin jos työntekijöilläsi on jatkuvasti käytettävissään tarvitsemansa materiaalit. Joitakin näistä materiaaleista ovat mm:

• Valukappaleet – auttaa joissakin tapauksissa nopeuttamaan valmistusprosessia, usein käytetään luomaan enemmän visuaalista mielenkiintoa valmistuskohteeseen;
• Sectional metalli – metallia tietyssä muodossa, joitakin yleisimpiä esimerkkejä ovat Z muoto, L muoto, tankometalli ja tankometalli;
• Hitsauslanka – erittäin tärkeä työkalu hitsattaville kappaleille, ja myös hitsaustyökaluja on monenlaisia;
• Metallilevy – laajentaa valmistajien mahdollisuuksia muotoilla kappaleita tietyllä tavalla;
• Litteä metalli – Litteä metalli (enimmäkseen levyt ja ohutlevyt) on erinomainen valinta monenlaisiin valmistusprosesseihin, sillä se pystyy luomaan sekä tekstuuria että visuaalista mielenkiintoa;
• Leikkoverkko – erityinen metallityyppi (ritilän kaltainen), jota tarvitaan ulkohuonekaluissa ja muissa asioissa, jotka vaativat, että kosteus ei pysy kyseisellä pinnalla;
• Varusteet – monien teosten luominen ja valmistuminen ovat riippuvaisia näistä.

Valmistusliikkeet ja laadunvalvonta

On varsin tavallista, että tuotteet tilataan etukäteen, mikä luo tarpeen, että teräksenvalmistuslaitokset ovat erikoistuneet tietyn osan tai yksityiskohdan valmistamiseen. Tällaisia laitoksia kutsutaan valmistusliikkeiksi, ja ne keskittyvät usein valmistamaan tietyn osan tai mallin, jota varten niillä on tekniset piirustukset.

Valmistusliikkeissä voi helposti olla useita eri konetyyppejä, jos niitä tarvitaan valmistusprosessissa. Itse prosessissa hyödynnetään sekä manuaalista työtä että konetyötä – sen avulla tilaaja voi helposti hallita valmistusprosessia ja valmistettavien kappaleiden määrää. Kaikki tämä on mahdollista, koska yksi valmistusliike suorittaa runsaasti erilaisia tuotantovaiheita yhdessä tilassa, joten prosessia on ylipäätään helpompi hallita.

Laadunvalvonta on elintärkeä menettely mille tahansa teräksenvalmistuksen tarjoajalle, minkä vuoksi laadunvalvontamenettely on olemassa lähes jokaisessa olemassa olevassa valmistusliikkeessä. Teräksenvalmistuksen laadunvalvontaa voidaan lähestyä kahdella tavalla – puoliautomaattisesti ja manuaalisesti.

Erityisongelmiin on myös olemassa erilaisia tekniikoita, kuten vuotojen havaitseminen ainetta rikkomattomien testien avulla. Joitakin yleisimpiä rikkomattomia testejä ovat magneetti-, ultraääni- ja radiografiatestit. Kyseinen pinta on myös puhdistettava perusteellisesti etukäteen ja tarkastettava hitsausvirheiden varalta katastrofien välttämiseksi.

Teräksen valmistussuunnittelu ja -suunnittelu

Teräksenvalmistusyritys käyttää valmistussuunnitelmaa koko prosessin ajan, ja suunnittelun ymmärtäminen on ensiarvoisen tärkeää koko prosessin onnistumisen kannalta. Itse piirustuksen on oltava ymmärrettävä ja täydellinen, ja siihen on lisättävä kaikki kokomerkinnät. Insinöörityön osuus vaikuttaa suoraan kyseisen tuotteen laatuun, mukaan lukien sekä kappaleen varsinainen suunnittelu että erilaiset tuotantoparametrit, olipa kyse sitten mekaanisista ominaisuuksista tai mistä tahansa muusta.

Päätelmä

Teräksenvalmistusyrityksenä Levstal tarjoaa monenlaisia teräksenvalmistuspalveluja ja pystyy räätälöimään jokaisen teräskappaleen yksityiskohdat asiakkaan toiveiden mukaisesti.

Koko valmistusprosessin ajan on käytössä tiukka laadunvalvonta, mikä tekee virheiden mahdollisuuden mahdollisimman pieneksi. Lisäksi yritys tarjoaa runsaasti erilaisia ominaisuuksia, muun muassa seuraavat steel structure luominen, sheet metal cutting toiminnot ja paljon muuta.

Levstalin kokemuksen voi todistaa heidän asiakasluettelonsa eri puolilta maailmaa, kuten Saksasta, Belgiasta, Pohjois-Amerikasta, Japanista ja niin edelleen. Levstal tukee koko projektin elinkaaren ajan ja pitää asiakkaan ajan tasalla kaikista prosessin eri osista.