Pour assurer une bonne passivation, les techniciens nettoient électrochimiquement les soudures longitudinales des sections laminées d'acier inoxydable. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Walter Surface Technologies
Imaginez qu'un fabricant conclut un contrat portant sur la fabrication d'acier inoxydable clé. La tôle et les sections de tube sont coupées, pliées et soudées avant d'atterrir à une station de finition. La pièce est constituée de plaques soudées verticalement au tube. répondre aux exigences des clients.
Souvent effectués manuellement, le meulage et la finition nécessitent dextérité et habileté. Les erreurs de finition peuvent être très coûteuses, compte tenu de toute la valeur qui a été accordée à la pièce. L'ajout de matériaux coûteux sensibles à la chaleur tels que l'acier inoxydable, les coûts d'installation de reprise et de rebut peuvent être plus élevés. Combiné à des complications telles que la contamination et les échecs de passivation, un travail autrefois lucratif sur l'acier inoxydable peut se transformer en une perte d'argent ou même en un accident de réputation.
Comment les fabricants évitent-ils tout cela ? Ils peuvent commencer par développer leurs connaissances en matière de meulage et de finition, comprendre les rôles que chacun joue et comment ils affectent les pièces en acier inoxydable.
Ce ne sont pas des synonymes. En fait, chacun a un objectif fondamentalement différent. Le meulage élimine les matériaux tels que les bavures et les excès de métal fondu, tandis que la finition donne une finition à la surface du métal. La confusion est compréhensible, étant donné que ceux qui meulent avec de grandes meules enlèvent très rapidement beaucoup de métal, ce qui peut laisser des rayures très profondes. Mais dans le meulage, les rayures ne sont qu'un effet secondaire ;l'objectif est d'enlever rapidement de la matière, en particulier lorsque l'on travaille avec des métaux sensibles à la chaleur comme l'acier inoxydable.
La finition se fait par étapes, au fur et à mesure que l'opérateur commence avec un grain plus gros et progresse vers des meules plus fines, des abrasifs non tissés, et peut-être du feutre et de la pâte à polir pour obtenir une finition miroir. L'objectif est d'obtenir une certaine finition finale (motif de rayures). Chaque étape (le grain plus fin) supprime les rayures plus profondes de l'étape précédente et les remplace par des rayures plus petites.
Parce que le meulage et la finition ont des objectifs différents, ils ne se complètent souvent pas et peuvent en fait jouer l'un contre l'autre si la mauvaise stratégie de consommables est utilisée.
Les surfaces des pièces conçues pour la fabricabilité ne nécessitent généralement pas de meulage et de finition. Les pièces meulées ne le font que parce que le meulage est le moyen le plus rapide d'éliminer les soudures ou d'autres matériaux et les rayures profondes laissées par la meule sont exactement ce que le client souhaite. Les pièces qui ne nécessitent qu'une finition sont fabriquées d'une manière qui ne nécessite pas d'enlèvement excessif de matière.
Les meuleuses avec des meules à faible enlèvement peuvent présenter des défis importants lorsque vous travaillez avec de l'acier inoxydable. De même, une surchauffe peut provoquer un bleuissement et modifier les propriétés du matériau. L'objectif est de garder l'acier inoxydable aussi frais que possible tout au long du processus.
À cette fin, il est utile de sélectionner la meule avec le taux d'élimination le plus rapide pour l'application et le budget. Les meules en zircone meulent plus rapidement que l'alumine, mais dans la plupart des cas, les meules en céramique fonctionnent mieux.
Les particules de céramique extrêmement résistantes et tranchantes s'usent d'une manière unique. Au fur et à mesure qu'elles se désintègrent, elles ne meulent pas à plat, mais conservent un bord tranchant. Cela signifie qu'elles peuvent enlever le matériau très rapidement, souvent en une fraction du temps des autres meules. Cela rend généralement les meules en céramique plus rentables. Elles sont idéales pour les applications en acier inoxydable car elles éliminent rapidement les gros copeaux et génèrent moins de chaleur et de distorsion.
La plupart des fabricants savent qu'ils ne peuvent pas utiliser la même meule sur l'acier au carbone et l'acier inoxydable. De nombreuses personnes séparent physiquement leurs opérations de meulage sur l'acier au carbone et l'acier inoxydable. Même de minuscules étincelles d'acier au carbone tombant sur des pièces en acier inoxydable peuvent causer des problèmes de contamination.
Les meules ne peuvent pas se broyer elles-mêmes ;ils ont besoin d'un outil électrique. Tout le monde peut vanter les avantages des meules ou des outils électriques, mais la réalité est que les outils électriques et leurs meules fonctionnent comme un système. Les meules en céramique sont conçues pour les meuleuses d'angle avec une certaine puissance et un certain couple. Alors que certaines meuleuses pneumatiques ont les spécifications nécessaires, la plupart des meules en céramique sont effectuées avec des outils électriques.
Les meuleuses dont la puissance et le couple sont insuffisants peuvent causer de graves problèmes, même avec les abrasifs les plus avancés. Le manque de puissance et de couple peut entraîner un ralentissement important de l'outil sous pression, empêchant essentiellement les particules de céramique sur la meule de faire ce pour quoi elles ont été conçues : enlever rapidement les gros morceaux de métal, réduisant ainsi la quantité de matériau thermique entrant dans la meule.
Cela exacerbe un cercle vicieux : les opérateurs de meulage voient que la matière n'est pas enlevée, alors ils poussent instinctivement plus fort, ce qui crée à son tour un excès de chaleur et un bleuissement. Ils finissent par pousser si fort qu'ils glacent les meules, ce qui les oblige à travailler plus dur et à générer plus de chaleur avant qu'ils ne réalisent qu'ils doivent remplacer les meules. Si vous travaillez de cette façon sur des tubes ou des feuilles minces, ils finissent par traverser directement le matériau.
Bien sûr, si les opérateurs ne sont pas correctement formés, même avec les meilleurs outils, ce cercle vicieux peut se produire, en particulier en ce qui concerne la pression qu'ils exercent sur la pièce. La meilleure pratique consiste à se rapprocher le plus possible du courant nominal de la meuleuse. Si l'opérateur utilise une meuleuse de 10 ampères, il doit appuyer si fort que la meuleuse consomme environ 10 ampères.
L'utilisation d'un ampèremètre peut aider à normaliser les opérations de meulage si le fabricant traite de grandes quantités d'acier inoxydable coûteux. Bien sûr, peu d'opérations utilisent réellement un ampèremètre de manière régulière, donc votre meilleur pari est d'écouter attentivement. Si l'opérateur entend et sent le régime chuter rapidement, il peut pousser trop fort.
Écouter des touches trop légères (c'est-à-dire trop peu de pression) peut être difficile, donc dans ce cas, faire attention au flux d'étincelles peut aider. Le meulage de l'acier inoxydable produira des étincelles plus foncées que l'acier au carbone, mais elles doivent toujours être visibles et dépasser de la zone de travail de manière cohérente. Si l'opérateur voit soudainement moins d'étincelles, cela peut être dû au fait qu'il n'applique pas assez de pression ou qu'il ne glace pas la roue.
Les opérateurs doivent également maintenir un angle de travail constant. S'ils approchent la pièce à un angle presque plat (presque parallèle à la pièce), ils peuvent provoquer une surchauffe importante ;s'ils s'approchent avec un angle trop élevé (presque vertical), ils risquent de creuser le bord de la meule dans le métal. S'ils utilisent une meule de type 27, ils doivent aborder l'ouvrage avec un angle de 20 à 30 degrés. S'ils ont des meules de type 29, leur angle de travail doit être d'environ 10 degrés.
Les meules de type 28 (coniques) sont généralement utilisées pour le meulage sur des surfaces planes afin d'enlever de la matière sur des chemins de meulage plus larges. Ces meules coniques fonctionnent également mieux à des angles de meulage inférieurs (environ 5 degrés), ce qui aide à réduire la fatigue de l'opérateur.
Cela introduit un autre facteur critique : choisir le bon type de meule. La meule de type 27 a un point de contact sur la surface métallique ;la roue Type 28 a une ligne de contact en raison de sa forme conique ;la roue Type 29 a une surface de contact.
Les meules de type 27 de loin les plus courantes peuvent faire le travail dans de nombreuses applications, mais leur forme rend difficile la manipulation de pièces avec des profils et des courbes profonds, tels que des assemblages soudés de tubes en acier inoxydable. La forme du profil de la meule de type 29 facilite la tâche des opérateurs qui ont besoin de meuler une combinaison de surfaces courbes et plates.
En fait, cela s'applique à n'importe quelle meule. Lors du meulage, l'opérateur ne doit pas rester longtemps au même endroit. Supposons qu'un opérateur enlève du métal d'un filet de plusieurs pieds de long. Il peut diriger la meule par de courts mouvements de haut en bas, mais cela peut surchauffer la pièce car il garde la meule dans une petite zone pendant de longues périodes. même direction près de l'autre orteil. D'autres techniques fonctionnent, mais elles ont toutes une caractéristique en commun : elles évitent la surchauffe en maintenant la meule en mouvement.
Les techniques de "cardage" couramment utilisées aident également à atteindre cet objectif. Supposons que l'opérateur meule une soudure bout à bout à plat. Pour réduire les contraintes thermiques et le creusement excessif, il évite de pousser la meule le long du joint. Au lieu de cela, il commence par la fin et tire la meuleuse le long du joint. Cela empêche également la meule de trop s'enfoncer dans le matériau.
Bien sûr, toute technique peut surchauffer le métal si l'opérateur va trop lentement. Si vous allez trop lentement, l'opérateur surchauffera la pièce ;allez trop vite et le meulage peut prendre beaucoup de temps. Trouver le point idéal de la vitesse d'avance nécessite généralement de l'expérience. Mais si l'opérateur n'est pas familier avec le travail, il peut meuler la ferraille pour obtenir la "sensation" de la vitesse d'avance appropriée pour la pièce à usiner.
La stratégie de finition tourne autour de l'état de surface du matériau à son arrivée et à sa sortie du département de finition. Identifiez le point de départ (état de surface reçu) et le point d'arrivée (finition requise), puis faites un plan pour trouver le meilleur chemin entre ces deux points.
Souvent, le meilleur chemin ne commence pas avec un abrasif très agressif. Cela peut sembler contre-intuitif. Après tout, pourquoi ne pas commencer avec du sable grossier pour obtenir une surface rugueuse, puis passer à du sable plus fin ? Ne serait-il pas très inefficace de commencer avec un grain plus fin ?
Pas nécessairement, cela a encore une fois à voir avec la nature de l'assemblage. À mesure que chaque étape atteint un grain plus petit, le conditionneur remplace les rayures plus profondes par des rayures moins profondes et plus fines.c'est pourquoi ces fournitures de finition à grain 40 existent. Cependant, si le client demande une finition n° 4 (finition brossée directionnelle), les rayures profondes créées par un abrasif n° 40 prendront beaucoup de temps à éliminer.
Bien sûr, l'utilisation d'abrasifs à grain fin sur des surfaces rugueuses peut être lente et, combinée à une mauvaise technique, introduire trop de chaleur. C'est là qu'un disque à lamelles deux en un ou décalé peut aider. Ces disques comprennent des toiles abrasives combinées à des matériaux de traitement de surface. Ils permettent efficacement au dresseur d'utiliser des abrasifs pour enlever le matériau tout en laissant une finition plus lisse.
L'étape suivante de la finition finale peut impliquer l'utilisation de non-tissés, ce qui illustre une autre caractéristique unique de la finition : le processus fonctionne mieux avec des outils électriques à vitesse variable. les tambours non tissés tournent généralement entre 3 000 et 4 000 tr/min, tandis que les disques de traitement de surface tournent généralement entre 4 000 et 6 000 tr/min.
Avoir les bons outils (meuleuses à vitesse variable, différents supports de finition) et déterminer le nombre optimal d'étapes fournit essentiellement une carte qui révèle le meilleur chemin entre le matériau entrant et le matériau fini. Le chemin exact varie selon l'application, mais les tailleurs expérimentés suivent ce chemin en utilisant des techniques de coupe similaires.
Des rouleaux non tissés complètent la surface en acier inoxydable. Pour une finition efficace et une durée de vie optimale des consommables, différents supports de finition fonctionnent à différents régimes.
Tout d'abord, ils prennent leur temps. S'ils voient une pièce en acier inoxydable mince devenir chaude, ils arrêtent de finir dans une zone et commencent dans une autre. Ou ils peuvent travailler sur deux artefacts différents en même temps. Ils travaillent un peu sur l'un, puis sur l'autre, donnant à l'autre pièce le temps de refroidir.
Lors du polissage à une finition miroir, le polisseur peut effectuer un polissage croisé avec un tambour de polissage ou un disque de polissage, dans une direction perpendiculaire à l'étape précédente. Le ponçage croisé met en évidence les zones qui doivent se fondre dans le motif de rayures précédent, mais n'obtiendront toujours pas la surface à une finition miroir de n° 8. Une fois toutes les rayures éliminées, un chiffon en feutre et une roue de polissage sont nécessaires pour créer la finition brillante souhaitée.
Pour obtenir la bonne finition, les fabricants doivent fournir aux finisseurs les bons outils, y compris les outils et supports réels, ainsi que des outils de communication, tels que l'établissement d'échantillons standard pour déterminer à quoi devrait ressembler une certaine finition. Ces échantillons (affichés près du service de finition, dans les documents de formation et dans la documentation commerciale) aident à mettre tout le monde sur la même longueur d'onde.
En ce qui concerne l'outillage proprement dit (y compris les outils électriques et les supports abrasifs), la géométrie de certaines pièces peut présenter des défis, même pour les employés les plus expérimentés du département de finition. C'est là que les outils professionnels peuvent aider.
Supposons qu'un opérateur ait besoin de terminer un assemblage tubulaire à paroi mince en acier inoxydable. L'utilisation de disques à lamelles ou même de tambours peut causer des problèmes, provoquer une surchauffe et parfois même créer un point plat sur le tube lui-même. Ici, les ponceuses à bande conçues pour les tubes peuvent aider. .
Il en va de même pour les autres outils de finition professionnels. Pensez à une ponceuse à bande conçue pour les espaces restreints. Un finisseur pourrait l'utiliser pour suivre une soudure d'angle entre deux planches à angle aigu. Au lieu de déplacer la ponceuse à bande verticalement (un peu comme se brosser les dents), le dresseur la déplace horizontalement le long de la pointe supérieure de la soudure d'angle, puis de la pointe inférieure, tout en s'assurant que la ponceuse à doigt ne reste pas trop longtemps dans l'une d'entre elles.
Le soudage, le meulage et la finition de l'acier inoxydable introduisent une autre complication : assurer une passivation correcte. Après toutes ces perturbations à la surface du matériau, reste-t-il des contaminants qui empêcheraient la couche de chrome de l'acier inoxydable de se former naturellement sur toute la surface ? La dernière chose qu'un fabricant souhaite, c'est qu'un client en colère se plaigne de pièces rouillées ou contaminées. C'est là qu'un nettoyage et une traçabilité appropriés entrent en jeu.
Le nettoyage électrochimique peut aider à éliminer les contaminants pour assurer une bonne passivation, mais quand ce nettoyage doit-il être effectué ? Cela dépend de l'application. Si les fabricants nettoient l'acier inoxydable pour favoriser une passivation complète, ils le font généralement immédiatement après le soudage. Dans le cas contraire, le milieu de finition peut capter les contaminants de surface de la pièce et les répandre ailleurs.
Supposons qu'un fabricant soude un composant essentiel en acier inoxydable pour l'industrie nucléaire. Un soudeur professionnel à l'arc au tungstène au gaz pose un joint de centime qui semble parfait. Mais encore une fois, il s'agit d'une application critique. Un employé du service de finition utilise une brosse connectée à un système de nettoyage électrochimique pour nettoyer la surface d'une soudure. appareil de test portable pour tester la passivation de la pièce. Les résultats, enregistrés et conservés avec le travail, ont montré que la pièce était entièrement passivée avant de quitter l'usine.
Dans la plupart des usines de fabrication, le meulage, la finition et le nettoyage de la passivation de l'acier inoxydable se produisent généralement en aval. En fait, ils sont généralement exécutés peu de temps avant l'expédition du travail.
Les pièces mal finies génèrent certains des rebuts et des retouches les plus coûteux, il est donc logique que les fabricants réexaminent leurs départements de meulage et de finition. Les améliorations apportées au meulage et à la finition aident à atténuer les principaux goulots d'étranglement, à améliorer la qualité, à éliminer les maux de tête et, surtout, à accroître la satisfaction des clients.
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