A rozsdamentes acélrudak hosszanti hegesztési varratait elektrokémiailag sorjátlanítják a megfelelő passziválás biztosítása érdekében. Kép ​​forrása: Walter Surface Technologies
Képzeljük el, hogy egy gyártó szerződést köt egy kulcsfontosságú rozsdamentes acéltermék gyártására. A fémlemezeket és csőszakaszokat vágják, hajlítják és hegesztik, mielőtt a kidolgozó állomásra küldenék. Az alkatrész függőlegesen a csőhöz hegesztett lemezekből áll. A hegesztések jól néznek ki, de ez nem az ideális ár, amit a vevő keres. Ennek eredményeként a csiszoló időt tölt azzal, hogy a szokásosnál több hegesztési varratot távolítson el. Aztán sajnos egy határozott kék szín jelenik meg a felületen – a túl nagy hőbevitel egyértelmű jele. Ebben az esetben ez azt jelenti, hogy az alkatrész nem fogja kielégíteni a megrendelő igényeit.
A gyakran kézzel végzett csiszolás és felületkezelés ügyességet és szakértelmet igényel. A felületkezelés során elkövetett hibák nagyon költségesek lehetnek, figyelembe véve a munkadarabra helyezett összes értéket. A drága hőérzékeny anyagok, például a rozsdamentes acél hozzáadása, az utólagos megmunkálás és a selejtbeszerelés költségei magasabbak lehetnek. Az olyan bonyodalmakkal együtt, mint a szennyeződés és a passzivációs hibák, egy valaha nyereséges rozsdamentes acélüzem veszteségessé válhat, vagy akár a hírnevet is károsíthatja.
Hogyan előzhetik meg mindezt a gyártók? Kezdhetik azzal, hogy bővítik a csiszolással és felületkezeléssel kapcsolatos ismereteiket, megértik ezek szerepét és azt, hogy hogyan hatnak a rozsdamentes acél munkadarabokra.
Ezek nem szinonimák. Valójában mindenkinek alapvetően más céljai vannak. A csiszolás olyan anyagokat távolít el, mint a sorják és a felesleges hegesztési varrat, míg a simítás finom kidolgozást biztosít a fémfelületnek. A zavar érthető, tekintve, hogy akik nagy köszörűkorongokkal csiszolnak, azok nagyon gyorsan sok fémet távolítanak el, és nagyon mély karcolások maradhatnak a folyamat során. De csiszoláskor a karcolások csak következmény, a cél az anyag gyors eltávolítása, különösen hőérzékeny fémek, például rozsdamentes acél esetén.
A felületkezelés szakaszokban történik, a kezelő durvább szemcsézettel kezd, majd finomabb csiszolókorongok, nem szőtt csiszolóanyagok, esetleg filcvászon és polírozópaszta segítségével éri el a tükörfényt. A cél egy bizonyos végső felület (karcolási minta) elérése. Minden lépés (finomabb szemcseméret) eltávolítja az előző lépésből származó mélyebb karcolásokat, és kisebb karcolásokkal helyettesíti azokat.
Mivel a csiszolásnak és a simításnak eltérő célja van, gyakran nem egészítik ki egymást, és egymás ellen játszhatnak, ha nem megfelelő a hozaganyag-stratégia. A felesleges hegesztési varrat eltávolításához a kezelő nagyon mély karcolásokat ejt egy köszörűkoronggal, majd átadja az alkatrészt a csiszolónak, akinek most sok időt kell töltenie ezen mély karcolások eltávolításával. Ez a csiszolástól a simításig tartó sorrend továbbra is a leghatékonyabb módja lehet az ügyfelek simítási igényeinek kielégítésére. De ismét hangsúlyozzuk, hogy ezek nem további folyamatok.
A megmunkálhatóságra tervezett munkadarab-felületek általában nem igényelnek köszörülést vagy simítást. Azokat az alkatrészeket, amelyeket csak csiszolnak, azért teszik ezt, mert a csiszolás a leggyorsabb módja a hegesztések vagy más anyagok eltávolításának, és a köszörűkorong által hagyott mély karcolások pontosan az, amit a megrendelő szeretett volna. Azokat az alkatrészeket, amelyek csak simítást igényelnek, úgy gyártják, hogy ne legyen szükség túlzott anyageltávolításra. Tipikus példa erre egy rozsdamentes acél alkatrész, amelynek gyönyörű hegesztését egy volfrámelektróda védi, amelyet egyszerűen csak össze kell keverni és az aljzat felületmintázatához kell igazítani.
A kis anyagleválasztási képességű korongokkal rendelkező csiszológépek komoly problémákat okozhatnak rozsdamentes acél megmunkálása során. Hasonlóképpen, a túlmelegedés kékülést és az anyagtulajdonságok megváltozását okozhatja. A cél az, hogy a rozsdamentes acélt a folyamat során a lehető leghidegebben tartsuk.
Ennek érdekében érdemes a leggyorsabb csiszolókorongot választani az alkalmazásnak és a költségvetésnek megfelelően. A cirkónium korongok gyorsabban csiszolnak, mint az alumínium-oxid korongok, de a kerámia korongok a legtöbb esetben a legjobbak.
A rendkívül erős és éles kerámia részecskék egyedi módon kopnak. Ahogy fokozatosan szétesnek, nem laposodnak el, hanem megtartják éles szélüket. Ez azt jelenti, hogy nagyon gyorsan képesek anyagot eltávolítani, gyakran többszörösen gyorsabban, mint más köszörűkorongok. Általában véve megéri a kerámia köszörűkorongok ára. Ideálisak rozsdamentes acél megmunkálásához, mivel gyorsan eltávolítják a nagy forgácsokat, és kevesebb hőt és deformációt termelnek.
Függetlenül attól, hogy a gyártó melyik köszörűkorongot választja, szem előtt kell tartani a lehetséges szennyeződéseket. A legtöbb gyártó tudja, hogy nem használhatja ugyanazt a köszörűkorongot szénacél és rozsdamentes acél csiszolásához. Sokan fizikailag szétválasztják a szén- és rozsdamentes acél csiszolási műveleteit. Még a rozsdamentes acél alkatrészekre hulló apró szénacél szikrák is szennyeződési problémákat okozhatnak. Számos iparág, például a gyógyszeripar és a nukleáris ipar megköveteli, hogy a fogyóeszközöket nem szennyezőként minősítsék. Ez azt jelenti, hogy a rozsdamentes acél köszörűkorongoknak gyakorlatilag mentesnek (kevesebb mint 0,1%-ban) kell lenniük vastól, kéntelentől és klórtól.
A köszörűkorongok nem önmagukat köszörülik, elektromos szerszámra van szükségük hozzájuk. Bárki reklámozhatja a köszörűkorongok vagy az elektromos szerszámok előnyeit, de a valóság az, hogy az elektromos szerszámok és a hozzájuk tartozó köszörűkorongok egy rendszerként működnek. A kerámia köszörűkorongokat bizonyos teljesítményű és nyomatékú sarokcsiszolókhoz tervezték. Míg egyes pneumatikus csiszolók rendelkeznek a szükséges specifikációkkal, a legtöbb esetben a kerámia korongok köszörülését elektromos szerszámokkal végzik.
Az elégtelen teljesítményű és nyomatékú csiszolók komoly problémákat okozhatnak még a legmodernebb csiszolóanyagoknál is. A teljesítmény és a nyomaték hiánya miatt a szerszám nyomás alatt jelentősen lelassulhat, ami lényegében megakadályozza, hogy a köszörűkorongon lévő kerámia részecskék azt tegyék, amire tervezték őket: gyorsan eltávolítsák a nagy fémdarabokat, ezáltal csökkentve a köszörűkorongba jutó hő hatására keletkező anyag mennyiségét. köszörűkorong.
Ez súlyosbítja az ördögi kört: a csiszolók látják, hogy nem távolítanak el anyagot, ezért ösztönösen erősebben nyomják, ami viszont túlmelegedést és kékülést eredményez. Végül olyan erősen nyomják, hogy üvegesednek a korongok, ami arra kényszeríti őket, hogy keményebben dolgozzanak és több hőt termeljenek, mielőtt rájönnének, hogy ki kell cserélniük a korongokat. Ha így dolgozunk vékony csövekkel vagy lemezekkel, azok végül áthatolnak az anyagon.
Természetesen, ha a kezelők nincsenek megfelelően kiképezve, még a legjobb szerszámokkal is előfordulhat ez az ördögi kör, különösen a munkadarabra kifejtett nyomás tekintetében. A legjobb gyakorlat az, hogy a lehető legközelebb kerüljünk a csiszológép névleges áramához. Ha a kezelő 10 amperes csiszolót használ, olyan erősen kell nyomnia, hogy a csiszológép körülbelül 10 ampert fogyasztson.
Az ampermérő használata segíthet a köszörülési műveletek szabványosításában, ha egy gyártó nagy mennyiségű drága rozsdamentes acélt dolgoz fel. Természetesen kevés üzem használ rendszeresen ampermérőt, ezért a legjobb, ha figyelmesen figyel. Ha a kezelő hallja és érzi a fordulatszám gyors csökkenését, akkor lehet, hogy túl erősen nyomja a motort.
A túl könnyű érintések (azaz túl kis nyomás) meghallgatása nehézkes lehet, ezért ebben az esetben segíthet a szikrafolyásra való odafigyelés. A rozsdamentes acél csiszolása sötétebb szikrákat eredményez, mint a szénacél, de ezeknek továbbra is láthatónak kell lenniük, és egyenletesen kell kiállniuk a munkaterületről. Ha a kezelő hirtelen kevesebb szikrát lát, az a nem elegendő erő kifejtése vagy a korong nem polírozott felülete miatt lehet.
A kezelőknek állandó munkaszöget is fenn kell tartaniuk. Ha közel derékszögben (közel párhuzamosan) közelítik meg a munkadarabot, jelentős túlmelegedést okozhatnak; ha túl nagy szögben (közel függőlegesen) közelítenek, fennáll a veszélye annak, hogy a korong éle a fémbe csapódik. Ha 27-es típusú korongot használnak, akkor 20-30 fokos szögben kell a munkadarabot megközelíteniük. Ha 29-es típusú korongjaik vannak, akkor a munkaszögüknek körülbelül 10 foknak kell lennie.
A 28-as típusú (kúpos) köszörűkorongokat jellemzően sík felületek csiszolására használják, hogy szélesebb köszörülési pályákon távolítsák el az anyagot. Ezek a kúpos korongok alacsonyabb köszörülési szögeknél (kb. 5 fok) is a legjobbak, így csökkentik a kezelő fáradtságát.
Ez egy másik fontos tényezőt is bevezet: a megfelelő típusú köszörűkorong kiválasztását. A 27-es típusú korong fémfelülettel érintkezik, a 28-as típusú korong kúpos alakja miatt érintkezési vonallal, a 29-es típusú korong pedig érintkezési felülettel rendelkezik.
A ma legelterjedtebb 27-es típusú korongok számos területen alkalmasak a munkára, de alakjuk megnehezíti a mélyen profilált alkatrészek és ívek, például hegesztett rozsdamentes acélcső-szerelvények megmunkálását. A 29-es típusú korong profilformája megkönnyíti a kezelők munkáját, akiknek kombinált ívelt és sík felületeket kell csiszolniuk. A 29-es típusú korong ezt a felületi érintkezési terület növelésével éri el, ami azt jelenti, hogy a kezelőnek nem kell sok időt töltenie az egyes helyszíneken történő csiszolással – ez egy jó stratégia a hőképződés csökkentésére.
Valójában ez bármilyen köszörűkorongra vonatkozik. Köszörülés közben a kezelőnek nem szabad sokáig ugyanazon a helyen maradnia. Tegyük fel, hogy a kezelő fémet távolít el egy több láb hosszú élvágásról. Rövid fel-le mozdulatokkal hajthatja a korongot, de ez a munkadarab túlmelegedését okozhatja, mivel a korongot hosszú ideig egy kis területen tartja. A hőbevitel csökkentése érdekében a kezelő a teljes hegesztést egy irányba futtathatja az egyik csúcsnál, majd felemelheti a szerszámot (hagyva a munkadarabot lehűlni), és a munkadarabot ugyanabba az irányba vezetheti a másik csúcsnál. Más módszerek is működnek, de egy dolog közös bennük: a köszörűkorong mozgásban tartásával elkerülik a túlmelegedést.
Ezt a széles körben elterjedt „fésülési” módszerek is segítik. Tegyük fel, hogy a kezelő egy tompavarratot csiszol sík helyzetben. A hőfeszültség és a túlzott ásás csökkentése érdekében elkerülte, hogy a csiszolót a varrat mentén tolja. Ehelyett a végén kezdi, és a csiszolót a varrat mentén futtatja. Ez megakadályozza azt is, hogy a korong túl mélyen süllyedjen az anyagba.
Természetesen bármilyen technika túlmelegítheti a fémet, ha a kezelő túl lassan dolgozik. Túl lassan dolgozva a kezelő túlmelegíti a munkadarabot; ha túl gyorsan mozog, a csiszolás sokáig tarthat. Az előtolási sebesség optimális pontjának megtalálása általában tapasztalatot igényel. De ha a kezelő nem ismeri a munkát, akkor megköszörülheti a hulladékot, hogy „megérezze” a munkadarabhoz megfelelő előtolási sebességet.
A kikészítési stratégia az anyag felületi állapotától függ, ahogyan az belép a kikészítő részlegbe és elhagyja azt. Határozzon meg egy kezdőpontot (a kapott felületi állapotot) és egy végpontot (a szükséges kikészítést), majd készítsen tervet a két pont közötti legjobb útvonal megtalálására.
Gyakran a legjobb út nem egy nagyon agresszív csiszolóanyaggal kezdődik. Ez ellentmondásosnak tűnhet. Végül is miért ne kezdhetnénk durva homokkal, hogy érdes felületet kapjunk, majd áttérhetnénk finomabb homokra? Nem lenne nagyon hatástalan finomabb szemcséjűvel kezdeni?
Nem feltétlenül, ez ismét az összehasonlítás természetével van összefüggésben. Mivel minden lépésben finomabb szemcseméretet érnek el, a csiszolóanyag a mélyebb karcolásokat finomabbakkal helyettesíti. Ha 40-es szemcseméretű csiszolópapírral vagy billenős csiszolólappal kezdik, mély karcolásokat hagynak a fémen. Nagyszerű lenne, ha ezek a karcolások közelebb hoznák a felületet a kívánt felülethez, ezért kaphatók 40-es szemcseméretű csiszolóanyagok. Ha azonban az ügyfél 4-es szemcseméretű csiszolást kér (irányított csiszolás), a 40-es szemcseméret által hagyott mély karcolások eltávolítása hosszú időt vesz igénybe. A kézművesek vagy többféle szemcseméretet használnak, vagy sok időt töltenek finom szemcseméretű csiszolóanyagokkal, hogy eltávolítsák ezeket a nagy karcolásokat, és kisebbekkel helyettesítsék azokat. Mindez nemcsak nem hatékony, de túlságosan felmelegíti a munkadarabot is.
Természetesen a finomszemcsés csiszolóanyagok használata durva felületeken lassú lehet, és a rossz technikával kombinálva túl sok hőt eredményezhet. A kettő az egyben vagy lépcsőzetesen elhelyezett tárcsák segíthetnek ezen. Ezek a tárcsák csiszolóvászonból és felületkezelő anyagokból állnak. Hatékonyan lehetővé teszik a kézműves számára, hogy csiszolóanyagokkal távolítsa el az anyagot, miközben simább felületet hagy maga után.
A kikészítés következő lépése magában foglalhatja a nem szőtt szövetek használatát, ami egy másik egyedi kikészítési tulajdonságot illusztrál: az eljárás változtatható sebességű elektromos szerszámokkal működik a legjobban. Egy 10 000 fordulat/perc fordulatszámon forgó sarokcsiszoló képes kezelni bizonyos abrazív anyagokat, de egyes nem szőtt anyagokat teljesen megolvaszt. Emiatt a kikészítők a nem szőtt anyagok kikészítése előtt 3000-6000 fordulat/percre lassítják a fordulatszámot. Természetesen a pontos sebesség az alkalmazástól és a fogyóeszközöktől függ. Például a nem szőtt dobok jellemzően 3000-4000 fordulat/perc sebességgel forognak, míg a felületkezelő tárcsák jellemzően 4000-6000 fordulat/perc sebességgel.
A megfelelő eszközök (változtatható sebességű csiszolók, különféle befejező anyagok) és az optimális lépésszám meghatározása alapvetően egy olyan térképet ad, amely megmutatja a bejövő és a kész anyag közötti legjobb utat. A pontos útvonal az alkalmazástól függ, de a tapasztalt szegélynyírók hasonló szegélynyírási módszerekkel követik ezt az utat.
A rozsdamentes acél felületét nem szőtt tekercsek teszik teljessé. A hatékony felületkezelés és az optimális élettartam érdekében a különböző felületkezelő anyagok eltérő forgási sebességgel működnek.
Először is, időt szánnak rá. Ha látják, hogy egy vékony rozsdamentes acéldarab melegszik, akkor az egyik helyen abbahagyják a befejezést, és egy másikon kezdik. Vagy lehet, hogy két különböző tárgyon dolgoznak egyszerre. Dolgoznak egy kicsit az egyiken, majd a másikon, miközben a másik darabnak időt adnak a kihűlésre.
Tükörfényű polírozás esetén a polírozó a polírozó dobbal vagy koronggal keresztben polírozhatja a felületet az előző lépésre merőleges irányban. A keresztben csiszolás kiemeli azokat a területeket, amelyeknek egybe kellene olvadniuk az előző karcolási mintával, de még mindig nem hozza a felületet 8-as tükörfényűvé. Miután az összes karcolást eltávolítottuk, egy filcvászonra és polírozópárnára lesz szükség a kívánt fényes felület eléréséhez.
A megfelelő felület eléréséhez a gyártóknak a megfelelő eszközöket kell biztosítaniuk a felületkezelők számára, beleértve a valódi szerszámokat és anyagokat, valamint kommunikációs eszközöket is, például szabványos minták létrehozását annak meghatározásához, hogy egy adott felületnek hogyan kell kinéznie. Ezek a minták (amelyeket a felületkezelő osztály mellett, képzési anyagokban és értékesítési tájékoztatókban helyeznek el) segítenek abban, hogy mindenki egy hullámhosszon legyen.
Ami a tényleges szerszámokat illeti (beleértve az elektromos szerszámokat és a csiszolóanyagokat), egyes alkatrészek geometriája még a legtapasztaltabb befejező csapat számára is kihívást jelenthet. Ez a professzionális szerszámok számára lesz hasznos.
Tegyük fel, hogy egy gépkezelőnek egy vékony falú rozsdamentes acélcsövet kell összeszerelnie. A lamellás csiszolótárcsák vagy akár a dobok használata problémákhoz, túlmelegedéshez, sőt néha a cső laposodásához is vezethet. Itt segíthetnek a csövekhez tervezett szalagcsiszolók. A szállítószalag a cső átmérőjének nagy részét lefedi, elosztja az érintkezési pontokat, növeli a hatékonyságot és csökkenti a hőbevitelt. Azonban, mint minden másnál, a mesterembernek továbbra is át kell helyeznie a szalagcsiszolót egy másik helyre, hogy csökkentse a túlzott hőképződést és elkerülje a kékülést.
Ugyanez vonatkozik más professzionális simítószerszámokra is. Vegyünk egy nehezen elérhető helyekre tervezett szalagcsiszolót. A simító használhatja két deszka közötti sarokvarrat készítésére éles szögben. Ahelyett, hogy a szalagcsiszolót függőlegesen mozgatná (mintha fogat mosna), a technikus vízszintesen mozgatja a sarokvarrat felső széle mentén, majd az alja mentén, ügyelve arra, hogy a szalagcsiszoló ne maradjon túl sokáig egy helyen. Hosszú.
A rozsdamentes acél hegesztése, csiszolása és felületkezelése egy másik kihívással is jár: a megfelelő passziválás biztosítása. Mindezen zavaró tényezők után maradt-e bármilyen szennyeződés az anyag felületén, amely megakadályozná a rozsdamentes acél krómréteg természetes kialakulását a teljes felületen? Az utolsó dolog, amire egy gyártónak szüksége van, az egy dühös ügyfél, aki rozsdás vagy piszkos alkatrészekre panaszkodik. Itt jön képbe a megfelelő tisztítás és a nyomonkövethetőség.
Az elektrokémiai tisztítás segíthet a szennyeződések eltávolításában a megfelelő passziválás biztosítása érdekében, de mikor kell ezt a tisztítást elvégezni? Ez az alkalmazástól függ. Ha a gyártók a rozsdamentes acélt a teljes passziválás biztosítása érdekében tisztítják, akkor ezt általában közvetlenül a hegesztés után teszik. Ennek elmulasztása azt jelenti, hogy a felületkezelő közeg elnyelheti a felületi szennyeződéseket a munkadarabról, és azokat más helyekre szétterítheti. Egyes kritikus alkalmazásoknál azonban a gyártók további tisztítási lépéseket is alkalmazhatnak – akár a megfelelő passziválás tesztelését is, mielőtt a rozsdamentes acél elhagyná a gyárat.
Tegyük fel, hogy egy gyártó egy fontos rozsdamentes acél alkatrészt hegeszt az atomipar számára. Egy profi volfrámelektródás hegesztő sima, tökéletesen kinéző varratot hoz létre. De ez ismét egy kritikus alkalmazási terület. A befejező részleg egyik tagja egy elektrokémiai tisztítórendszerhez csatlakoztatott kefével tisztítja meg a hegesztés felületét. Ezután nem szőtt csiszolóanyaggal és egy törlőkendővel lecsiszolja a hegesztési varratot, és mindent simára simít. Ezután következik az utolsó kefe egy elektrokémiai tisztítórendszerrel. Egy-két nap állásidő után egy hordozható teszterrel ellenőrzik az alkatrész megfelelő passziválását. A munkával együtt rögzített és mentett eredmények azt mutatták, hogy az alkatrész teljesen passzivált volt, mielőtt elhagyta a gyárat.
A legtöbb gyártóüzemben a rozsdamentes acél csiszolása, simítása, passziválása és tisztítása jellemzően egymást követő lépésekben történik. Valójában ezeket általában röviddel a munka benyújtása előtt végzik el.
A nem megfelelően megmunkált alkatrészek okozzák a legdrágább selejtet és utólagos megmunkálást, ezért logikus, hogy a gyártók újra átgondolják csiszoló- és felületkezelő részlegeiket. A csiszolás és felületkezelés fejlesztése segít kiküszöbölni a főbb szűk keresztmetszeteket, javítja a minőséget, megszünteti a fejfájást, és ami a legfontosabb, növeli az ügyfelek elégedettségét.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető acélmegmunkálással és -alakítással foglalkozó magazinja. A magazin híreket, műszaki cikkeket és sikertörténeteket közöl, amelyek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy hatékonyabban végezzék munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta van jelen az iparágban.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Teljes digitális hozzáférést kaphat a STAMPING Journalhoz, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiáit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól a The Fabricator en Español teljes digitális hozzáférésével könnyedén hozzáférhet értékes iparági forrásokhoz.