Les soudures longitudinales des barres en acier inoxydable sont ébavurées électrochimiquement pour assurer une bonne passivation.Image reproduite avec l'aimable autorisation de Walter Technologies pour surfaces
Imaginez qu'un fabricant conclue un contrat pour la fabrication d'un produit clé en acier inoxydable.Les profilés de tôle et de tube sont découpés, pliés et soudés avant d'être envoyés au poste de finition.La pièce est constituée de plaques soudées verticalement au tuyau.Les soudures semblent bonnes, mais ce n'est pas le prix idéal qu'un acheteur recherche.En conséquence, la rectifieuse passe du temps à enlever plus de métal de soudure que d'habitude.Puis, hélas, un bleu distinct est apparu à la surface - un signe clair d'un apport de chaleur trop important.Dans ce cas, cela signifie que la pièce ne répondra pas aux exigences du client.
Souvent effectués à la main, le ponçage et la finition demandent dextérité et savoir-faire.Les erreurs de finition peuvent être très coûteuses compte tenu de toute la valeur accordée à la pièce.L'ajout de matériaux thermosensibles coûteux tels que l'acier inoxydable, les coûts d'installation de reprise et de rebut peuvent être plus élevés.Combinée à des complications telles que la contamination et les échecs de passivation, une opération d'acier inoxydable autrefois rentable peut devenir non rentable ou même nuire à sa réputation.
Comment les fabricants empêchent-ils tout cela ?Ils peuvent commencer par approfondir leurs connaissances sur le meulage et la finition, comprendre les rôles qu'ils jouent et comment ils affectent les pièces en acier inoxydable.
Ce ne sont pas des synonymes.En fait, chacun a des objectifs fondamentalement différents.Le meulage élimine les matériaux tels que les bavures et l'excès de métal fondu, tandis que la finition offre une finition fine 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, et des rayures très profondes peuvent être laissées dans le processus.Mais lors du meulage, les rayures ne sont qu'une conséquence, l'objectif étant d'enlever rapidement de la matière, notamment lorsque l'on travaille avec des métaux sensibles à la chaleur comme l'inox.
La finition se fait par étapes au fur et à mesure que l'opérateur commence avec un grain plus grossier et progresse vers des meules plus fines, des abrasifs non tissés et éventuellement du feutre et de la pâte à polir pour obtenir une finition miroir.Le but est d'obtenir une certaine finition finale (scratch pattern).Chaque étape (grain plus fin) supprime les rayures plus profondes de l'étape précédente et les remplace par des rayures plus petites.
Étant donné que le meulage et la finition ont des objectifs différents, ils ne se complètent souvent pas et peuvent jouer les uns contre les autres si la mauvaise stratégie de consommables est utilisée.Pour éliminer l'excès de métal fondu, l'opérateur fait des rayures très profondes avec une meule, puis passe la pièce au dresseur, qui doit maintenant passer beaucoup de temps à éliminer ces rayures profondes.Cette séquence du meulage à la finition peut toujours être le moyen le plus efficace de répondre aux exigences de finition des clients.Mais encore une fois, ce ne sont pas des processus supplémentaires.
Les surfaces des pièces conçues pour la maniabilité ne nécessitent généralement pas de meulage ou de finition.Les pièces qui sont poncées ne le font que parce que le ponçage est le moyen le plus rapide d'éliminer les soudures ou d'autres matériaux, et les rayures profondes laissées par la meule correspondent exactement à ce que le client souhaitait.Les pièces qui ne nécessitent qu'une finition sont fabriquées de telle manière qu'un enlèvement excessif de matière n'est pas nécessaire.Un exemple typique est une pièce en acier inoxydable avec une belle soudure protégée par une électrode en tungstène qui doit simplement être mélangée et adaptée au motif de finition du substrat.
Les rectifieuses avec des disques à faible enlèvement de matière peuvent poser de sérieux problèmes lors du travail avec de l'acier inoxydable.De même, une surchauffe peut provoquer un bleuissement et une modification des propriétés des matériaux.L'objectif est de garder l'acier inoxydable aussi froid que possible tout au long du processus.
À cette fin, il est utile de sélectionner la meule avec le taux d'enlèvement le plus rapide pour l'application et le budget.Les meules en zirconium meulent plus rapidement que l'alumine, mais les meules en céramique fonctionnent mieux dans la plupart des cas.
Les particules de céramique extrêmement solides et tranchantes sont portées d'une manière unique.Au fur et à mesure qu'ils se désintègrent, ils ne deviennent pas plats, mais conservent un bord tranchant.Cela signifie qu'elles peuvent enlever la matière très rapidement, souvent plusieurs fois plus vite que les autres meules.En général, cela rend les meules en céramique plus rentables.Ils sont idéaux pour l'usinage de l'acier inoxydable, car ils éliminent rapidement les gros copeaux et génèrent moins de chaleur et de déformation.
Quelle que soit la meule choisie par le fabricant, une contamination potentielle doit être gardée à l'esprit.La plupart des fabricants savent qu'ils ne peuvent pas utiliser la même meule pour l'acier au carbone et l'acier inoxydable.De nombreuses personnes séparent physiquement les opérations de meulage de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable.Même de minuscules étincelles d'acier au carbone tombant sur des pièces en acier inoxydable peuvent causer des problèmes de contamination.De nombreuses industries, telles que les industries pharmaceutiques et nucléaires, exigent que les consommables soient classés comme non polluants.Cela signifie que les meules en acier inoxydable doivent être pratiquement exemptes (moins de 0,1 %) de fer, de soufre et de chlore.
Les meules ne se meulent pas d'elles-mêmes, elles ont besoin d'un outil électrique.N'importe qui peut annoncer 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 requises, dans la plupart des cas, le meulage des meules en céramique se fait 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 modernes.Le manque de puissance et de couple peut ralentir considérablement l'outil sous pression, empêchant essentiellement les particules de céramique sur la meule de faire ce pour quoi elles sont conçues : retirer rapidement de gros morceaux de métal, réduisant ainsi la quantité de matériau thermique entrant dans la meule.meule.
Cela exacerbe le cercle vicieux : les ponceuses voient qu'aucune matière n'est enlevée, alors elles appuient instinctivement plus fort, ce qui crée à son tour une chaleur excessive et un bleuissement.Ils finissent par pousser si fort qu'ils glacent les roues, ce qui les oblige à travailler plus fort et à générer plus de chaleur avant de réaliser qu'ils doivent changer les roues.Si vous travaillez de cette façon avec des tubes ou des feuilles minces, ils finissent par traverser le matériau.
Bien sûr, si les opérateurs ne sont pas correctement formés, même avec les meilleurs outils, ce cercle vicieux peut se produire, notamment 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 du broyeur.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 standardiser les opérations de meulage si un fabricant traite une grande quantité d'acier inoxydable coûteux.Bien sûr, peu d'opérations utilisent réellement un ampèremètre de manière régulière, il est donc préférable d'écouter attentivement.Si l'opérateur entend et sent le régime chuter rapidement, il se peut qu'il pousse trop fort.
Écouter des touches trop légères (c'est-à-dire trop peu de pression) peut être difficile, donc l'attention au flux d'étincelles peut aider dans ce cas.Le ponçage de l'acier inoxydable produit des étincelles plus foncées que l'acier au carbone, mais elles doivent toujours être visibles et dépasser uniformément de la zone de travail.Si l'opérateur voit soudainement moins d'étincelles, cela peut être dû au fait qu'il n'a pas appliqué suffisamment de force ou qu'il n'a pas émaillé la roue.
Les opérateurs doivent également maintenir un angle de travail constant.S'ils s'approchent de la pièce presque à angle droit (presque parallèlement à la pièce), ils peuvent provoquer une surchauffe importante ;s'ils s'approchent à un angle trop important (presque vertical), ils risquent de faire claquer le bord de la roue dans le métal.S'ils utilisent une roue de type 27, ils doivent approcher le travail à un angle de 20 à 30 degrés.S'ils ont des roues 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 de 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) afin de réduire la fatigue de l'opérateur.
Cela introduit un autre facteur important : choisir le bon type de meule.La roue de type 27 a un point de contact de surface métallique, la roue de type 28 a une ligne de contact en raison de sa forme conique, la roue de type 29 a une surface de contact.
Les roues de type 27 les plus courantes d'aujourd'hui peuvent faire le travail dans de nombreux domaines, mais leur forme rend difficile le travail avec des pièces profilées profondes et des courbes, telles que des assemblages de tubes en acier inoxydable soudés.La forme du profil de la meule de type 29 facilite le travail des opérateurs qui doivent meuler des surfaces courbes et plates combinées.Pour ce faire, la meule de type 29 augmente la surface de contact, ce qui signifie que l'opérateur n'a pas à passer beaucoup de temps à rectifier à chaque emplacement - une bonne stratégie pour réduire l'accumulation de chaleur.
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 retire du métal d'un filet de plusieurs pieds de long.Il peut entraîner la roue dans de courts mouvements de haut en bas, mais cela peut entraîner une surchauffe de la pièce car il maintient la roue dans une petite zone pendant une longue période de temps.Pour réduire l'apport de chaleur, l'opérateur peut exécuter toute la soudure dans une direction sur un nez, puis relever l'outil (permettant à la pièce de refroidir) et passer la pièce dans la même direction sur l'autre nez.D'autres méthodes fonctionnent, mais elles ont toutes un point commun : elles évitent la surchauffe en maintenant la meule en mouvement.
Ceci est également aidé par des méthodes largement utilisées de «peignage».Supposons que l'opérateur meule une soudure bout à bout à plat.Pour réduire les contraintes thermiques et les creusements excessifs, il a évité de pousser la meuleuse le long du joint.Au lieu de cela, il commence par la fin et fait courir la meuleuse le long du joint.Cela empêche également la meule de s'enfoncer trop profondément dans le matériau.
Bien sûr, toute technique peut surchauffer le métal si l'opérateur travaille trop lentement.Travaillez trop lentement et l'opérateur surchauffera la pièce ;si vous vous déplacez trop vite, le ponçage peut prendre beaucoup de temps.Trouver le point idéal pour la vitesse d'alimentation demande généralement de l'expérience.Mais si l'opérateur n'est pas familiarisé avec le travail, il peut meuler la ferraille pour «sentir» le taux d'alimentation approprié pour la pièce à usiner.
La stratégie de finition dépend de l'état de surface du matériau à son entrée et à sa sortie du département de finition.Déterminez un point de départ (état de surface obtenu) et un point final (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 efficace de commencer avec un grain plus fin ?
Pas nécessairement, cela a à nouveau à voir avec la nature de la comparaison.Comme un grain plus fin est obtenu à chaque étape, le conditionneur remplace les rayures plus profondes par des rayures plus fines et plus fines.S'ils commencent avec du papier de verre de grain 40 ou une poêle à bascule, ils laisseront des rayures profondes sur le métal.Ce serait formidable si ces rayures rapprochaient la surface de la finition souhaitée, c'est pourquoi il existe des matériaux de finition de grain 40 disponibles.Cependant, si un client demande une finition #4 (ponçage directionnel), les rayures profondes laissées par le grain #40 prennent beaucoup de temps à disparaître.Les artisans utilisent plusieurs tailles de grain ou passent beaucoup de temps à utiliser des abrasifs à grain fin pour éliminer ces grosses rayures et les remplacer par des plus petites.Tout cela est non seulement inefficace, mais chauffe également trop la pièce.
Bien sûr, l'utilisation d'abrasifs à grain fin sur des surfaces rugueuses peut être lente et, combinée à une mauvaise technique, entraîne trop de chaleur.Les disques deux en un ou décalés peuvent aider à cela.Ces disques comprennent des toiles abrasives associées à des matériaux de traitement de surface.Ils permettent efficacement à l'artisan d'utiliser des abrasifs pour enlever la matière tout en laissant une finition plus lisse.
La prochaine étape de la finition peut inclure l'utilisation de tissus non tissés, ce qui illustre une autre caractéristique de finition unique : le processus fonctionne mieux avec des outils électriques à vitesse variable.Une meuleuse d'angle fonctionnant à 10 000 tr/min peut traiter certains matériaux abrasifs, mais elle fera complètement fondre certains matériaux non tissés.Pour cette raison, les finisseurs ralentissent à 3 000-6 000 tr/min avant de finir les non-tissés.Bien sûr, la vitesse exacte dépend de l'application et des consommables.Par exemple, les tambours non tissés tournent généralement à 3 000 à 4 000 tr/min, tandis que les disques de traitement de surface tournent généralement à 4 000 à 6 000 tr/min.
Avoir les bons outils (meuleuses à vitesse variable, divers matériaux de finition) et déterminer le nombre optimal d'étapes fournit essentiellement une carte qui montre le meilleur chemin entre le matériau entrant et le matériau fini.Le chemin exact dépend de l'application, mais les tailleurs expérimentés suivent ce chemin en utilisant des méthodes 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 matériaux de finition fonctionnent à différentes vitesses de rotation.
D'abord, ils prennent du temps.S'ils voient qu'un mince morceau d'acier inoxydable chauffe, ils arrêtent de finir à un endroit et recommencent à un autre.Ou ils peuvent travailler sur deux artefacts différents en même temps.Travaillez un peu sur l'un puis sur l'autre en laissant le temps à l'autre de refroidir.
Lors du polissage pour une finition miroir, le polisseur peut effectuer un polissage croisé avec le tambour de polissage ou le disque de polissage dans la direction perpendiculaire à l'étape précédente.Le ponçage croisé met en évidence les zones qui devraient fusionner avec le motif de rayures précédent, mais n'amène toujours pas la surface à une finition miroir #8.Une fois toutes les rayures éliminées, un chiffon en feutre et un tampon de polissage seront nécessaires pour créer la finition brillante souhaitée.
Pour obtenir la bonne finition, les fabricants doivent fournir aux finisseurs les bons outils, y compris de vrais outils et matériaux, ainsi que des outils de communication, tels que la création d'échantillons standard pour déterminer à quoi devrait ressembler une certaine finition.Ces échantillons (affichés à côté du département de finition, dans les documents de formation et dans la documentation commerciale) aident à garder tout le monde sur la même longueur d'onde.
En ce qui concerne l'outillage proprement dit (y compris les outils électriques et les abrasifs), la géométrie de certaines pièces peut être difficile, même pour l'équipe de finition la plus expérimentée.Cela aidera les outils professionnels.
Supposons qu'un opérateur ait besoin d'assembler un tuyau en acier inoxydable à paroi mince.L'utilisation de disques à lamelles ou même de tambours peut entraîner des problèmes, une surchauffe et parfois même un méplat sur le tube lui-même.C'est là que les ponceuses à bande conçues pour les tuyaux peuvent vous aider.La bande transporteuse couvre la majeure partie du diamètre du tuyau, répartissant les points de contact, augmentant l'efficacité et réduisant l'apport de chaleur.Cependant, comme pour tout le reste, l'artisan doit toujours déplacer la ponceuse à bande à un endroit différent pour réduire l'accumulation excessive de chaleur et éviter le bleuissement.
Il en va de même pour les autres outils de finition professionnels.Envisagez une ponceuse à bande conçue pour les endroits difficiles d'accès.Un finisseur peut l'utiliser pour réaliser une soudure d'angle entre deux planches à angle vif.Au lieu de déplacer la ponceuse à bande verticalement (un peu comme se brosser les dents), le technicien la déplace horizontalement le long du bord supérieur de la soudure d'angle, puis le long du bas, en s'assurant que la ponceuse à doigt ne reste pas trop au même endroit.pendant longtemps.long .
Le soudage, le meulage et la finition de l'acier inoxydable présentent un autre défi : assurer une passivation adéquate.Après toutes ces perturbations, restait-il une contamination à la surface du matériau qui empêcherait la formation naturelle d'une couche de chrome d'acier inoxydable sur toute la surface ?La dernière chose dont un fabricant a besoin est un client en colère qui se plaint de pièces rouillées ou sales.C'est là que le nettoyage et la traçabilité entrent en jeu.
Le nettoyage électrochimique peut aider à éliminer les contaminants pour assurer une bonne passivation, mais quand faut-il faire ce nettoyage ?Cela dépend de l'application.Si les fabricants nettoient l'acier inoxydable pour assurer une passivation complète, ils le font généralement immédiatement après le soudage.Ne pas le faire signifie que le milieu de finition peut absorber les contaminants de surface de la pièce et les distribuer à d'autres endroits.Cependant, pour certaines applications critiques, les fabricants peuvent ajouter des étapes de nettoyage supplémentaires, voire tester une passivation appropriée avant que l'acier inoxydable ne quitte l'usine.
Supposons qu'un fabricant soude un composant important en acier inoxydable pour l'industrie nucléaire.Un soudeur à l'arc au tungstène professionnel crée une couture lisse qui a l'air parfaite.Mais encore une fois, il s'agit d'une application critique.Un membre du service de finition utilise une brosse reliée à un système de nettoyage électrochimique pour nettoyer la surface d'une soudure.Il a ensuite poncé la soudure avec un abrasif non tissé et un chiffon d'essuyage et a fini le tout sur une surface lisse.Vient ensuite la dernière brosse avec un système de nettoyage électrochimique.Après un jour ou deux d'arrêt, utilisez un testeur portable pour vérifier la passivation de la pièce.Les résultats, enregistrés et sauvegardés 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 dans les étapes suivantes.En fait, ils sont généralement exécutés peu de temps avant la soumission du travail.
Les pièces mal usinées créent certains des rebuts et des retouches les plus coûteux, il est donc logique que les fabricants réexaminent leurs départements de ponçage et de finition.Les améliorations apportées au meulage et à la finition aident à éliminer 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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