Per garantire una corretta passivazione, i tecnici puliscono elettrochimicamente le saldature longitudinali dei profilati laminati di acciaio inossidabile.Immagine per gentile concessione di Walter Surface Technologies
Immagina che un produttore stipuli un contratto che prevede la fabbricazione di acciaio inossidabile chiave. Le sezioni di lamiera e tubo vengono tagliate, piegate e saldate prima di arrivare a una stazione di finitura. Il pezzo è costituito da piastre saldate verticalmente al tubo. Le saldature sembrano buone, ma non è la monetina perfetta che il cliente sta cercando. soddisfare le esigenze del cliente.
Spesso eseguite manualmente, la molatura e la finitura richiedono destrezza e abilità. Gli errori nella finitura possono essere molto costosi, dato tutto il valore che è stato dato al pezzo in lavorazione. L'aggiunta di costosi materiali sensibili al calore come l'acciaio inossidabile, la rilavorazione e i costi di installazione degli scarti possono essere più elevati. Combinato con complicazioni come la contaminazione e i fallimenti della passivazione, un lavoro un tempo redditizio per l'acciaio inossidabile può trasformarsi in un incidente con perdita di denaro o addirittura dannoso per la reputazione.
In che modo i produttori possono impedire tutto questo? Possono iniziare sviluppando la loro conoscenza della rettifica e della finitura, comprendendo i ruoli che ciascuno di essi svolge e come influiscono sui pezzi in acciaio inossidabile.
Non sono sinonimi. Infatti ognuno ha un obiettivo fondamentalmente diverso. La molatura rimuove materiali come bave e metallo di saldatura in eccesso, mentre la finitura fornisce una finitura sulla superficie del metallo. La confusione è comprensibile, considerando che chi rettifica con mole grandi rimuove molto metallo molto velocemente, e così facendo può lasciare graffi molto profondi. Ma nella molatura, i graffi sono solo un effetto collaterale;l'obiettivo è rimuovere rapidamente il materiale, soprattutto quando si lavora con metalli sensibili al calore come l'acciaio inossidabile.
La finitura viene eseguita in fasi, poiché l'operatore inizia con una grana più grande e passa a mole più fini, abrasivi non tessuti e forse panno in feltro e pasta per lucidare per ottenere una finitura a specchio.
Poiché la molatura e la finitura hanno obiettivi diversi, spesso non si completano a vicenda e possono effettivamente giocare l'una contro l'altra se viene utilizzata la strategia dei materiali di consumo sbagliata. Per rimuovere il metallo di saldatura in eccesso, gli operatori utilizzano le mole per creare graffi molto profondi, quindi consegnano la parte a un ravvivatore, che ora deve dedicare molto tempo alla rimozione di questi graffi profondi. Questa sequenza dalla molatura alla finitura potrebbe essere ancora il modo più efficiente per soddisfare i requisiti di finitura del cliente.
Le superfici dei pezzi progettate per la producibilità generalmente non richiedono molatura e finitura. Le parti rettificate lo fanno solo perché la molatura è il modo più rapido per rimuovere saldature o altro materiale e i graffi profondi lasciati dalla mola sono esattamente ciò che il cliente desidera. Le parti che richiedono solo finitura sono prodotte in un modo che non richiede un'eccessiva rimozione di materiale.
Le smerigliatrici con mole a bassa rimozione possono presentare sfide significative quando si lavora con l'acciaio inossidabile. Allo stesso modo, il surriscaldamento può causare bruniture e modificare le proprietà del materiale. L'obiettivo è mantenere l'acciaio inossidabile il più freddo possibile durante tutto il processo.
A tal fine, è utile selezionare la mola con il tasso di asportazione più rapido per l'applicazione e il budget. Le mole in zirconio macinano più velocemente dell'allumina, ma nella maggior parte dei casi le mole in ceramica funzionano meglio.
Le particelle ceramiche estremamente resistenti e taglienti si usurano in un modo unico. Man mano che si disintegrano gradualmente, non si appiattiscono, ma mantengono un bordo affilato. Ciò significa che possono rimuovere il materiale molto rapidamente, spesso in una frazione del tempo di altre mole. Questo generalmente rende le mole ceramiche convenienti. Sono ideali per le applicazioni in acciaio inossidabile perché rimuovono rapidamente i trucioli di grandi dimensioni e generano meno calore e distorsione.
Indipendentemente dalla mola scelta da un produttore, è necessario tenere presente la potenziale contaminazione. La maggior parte dei produttori sa che non è possibile utilizzare la stessa mola su acciaio al carbonio e acciaio inossidabile. Molte persone separano fisicamente le operazioni di rettifica su acciaio al carbonio e acciaio inossidabile. Anche minuscole scintille di acciaio al carbonio che cadono sui pezzi in acciaio inossidabile possono causare problemi di contaminazione. Molte industrie, come quelle farmaceutiche e nucleari, richiedono che i materiali di consumo siano classificati come privi di inquinamento. cloro.
Le mole non possono macinarsi da sole;hanno bisogno di un utensile elettrico. Chiunque può vantare i vantaggi delle mole o degli utensili elettrici, ma la realtà è che gli utensili elettrici e le loro mole funzionano come un sistema. Le mole in ceramica sono progettate per smerigliatrici angolari con una certa quantità di potenza e coppia. Mentre alcune smerigliatrici pneumatiche hanno le specifiche necessarie, la maggior parte delle mole in ceramica viene eseguita con utensili elettrici.
Le smerigliatrici con potenza e coppia insufficienti possono causare seri problemi, anche con gli abrasivi più avanzati. La mancanza di potenza e coppia può causare un notevole rallentamento dell'utensile sotto pressione, impedendo essenzialmente alle particelle di ceramica sulla mola di fare ciò per cui sono state progettate: rimuovere rapidamente grandi pezzi di metallo, riducendo così la quantità di materiale termico che entra nella mola.
Ciò esacerba un circolo vizioso: gli operatori di molatura vedono che il materiale non viene rimosso, quindi istintivamente spingono più forte, il che a sua volta crea calore in eccesso e azzurramento. Finiscono per spingere così forte da smaltare le mole, il che le fa lavorare di più e generano più calore prima che si rendano conto che devono sostituire le mole. Se lavori in questo modo su tubi o lastre sottili, finiscono per attraversare il materiale.
Naturalmente, se gli operatori non sono adeguatamente addestrati, anche con gli strumenti migliori, può verificarsi questo circolo vizioso, soprattutto quando si tratta della pressione che esercitano sul pezzo in lavorazione. La migliore pratica è avvicinarsi il più possibile alla corrente nominale nominale della smerigliatrice.
L'uso di un amperometro può aiutare a standardizzare le operazioni di rettifica se il produttore elabora grandi quantità di acciaio inossidabile costoso. Naturalmente, poche operazioni utilizzano effettivamente un amperometro su base regolare, quindi la soluzione migliore è ascoltare attentamente.
Ascoltare tocchi troppo leggeri (ovvero una pressione troppo bassa) può essere difficile, quindi in questo caso prestare attenzione al flusso della scintilla può aiutare. La molatura dell'acciaio inossidabile produrrà scintille più scure rispetto all'acciaio al carbonio, ma dovrebbero comunque essere visibili e sporgere dall'area di lavoro in modo uniforme. Se l'operatore vede improvvisamente meno scintille, potrebbe essere perché non sta applicando una pressione sufficiente o non sta vetrificando la ruota.
Gli operatori devono inoltre mantenere un angolo di lavoro costante. Se si avvicinano al pezzo con un angolo quasi piatto (quasi parallelo al pezzo), possono causare un surriscaldamento esteso;se si avvicinano con un angolo troppo alto (quasi verticale), rischiano di affondare il bordo della ruota nel metallo. Se usano una ruota di tipo 27, dovrebbero avvicinarsi al lavoro con un angolo compreso tra 20 e 30 gradi. Se hanno ruote di tipo 29, il loro angolo di lavoro dovrebbe essere di circa 10 gradi.
Le mole di tipo 28 (rastremate) vengono generalmente utilizzate per la rettifica su superfici piane per rimuovere il materiale su percorsi di rettifica più ampi. Queste mole coniche funzionano anche meglio con angoli di rettifica inferiori (circa 5 gradi), quindi aiutano a ridurre l'affaticamento dell'operatore.
Questo introduce un altro fattore critico: la scelta del giusto tipo di mola. La mola Tipo 27 ha un punto di contatto sulla superficie metallica;la ruota Tipo 28 ha una linea di contatto a causa della sua forma conica;la ruota Tipo 29 ha una superficie di contatto.
Le mole Tipo 27 di gran lunga più comuni possono svolgere il lavoro in molte applicazioni, ma la loro forma rende difficile la manipolazione di parti con profili profondi e curve, come i gruppi saldati di tubi in acciaio inossidabile.
In effetti, questo vale per qualsiasi mola. Durante la rettifica, l'operatore non deve rimanere nello stesso posto per molto tempo. Supponiamo che un operatore stia rimuovendo il metallo da un raccordo lungo diversi piedi. Può guidare la mola con brevi movimenti su e giù, ma così facendo potrebbe surriscaldare il pezzo perché mantiene la mola in una piccola area per lunghi periodi di tempo. Per ridurre l'apporto di calore, l'operatore può attraversare l'intera saldatura in una direzione vicino a un nella stessa direzione vicino all'altro dito. Altre tecniche funzionano, ma tutte hanno una caratteristica in comune: evitano il surriscaldamento mantenendo la mola in movimento.
Anche le tecniche di "cardatura" comunemente utilizzate aiutano a raggiungere questo obiettivo. Supponiamo che l'operatore stia rettificando una saldatura di testa in una posizione piana. Per ridurre lo stress termico e l'eccessivo scavo, ha evitato di spingere la mola lungo il giunto. Invece, inizia dall'estremità e tira la mola lungo il giunto. Ciò impedisce anche alla ruota di scavare troppo nel materiale.
Naturalmente, qualsiasi tecnica può surriscaldare il metallo se l'operatore procede troppo lentamente. Procedi troppo lentamente e l'operatore surriscalderà il pezzo;andare troppo veloci e la rettifica può richiedere molto tempo. Trovare il punto ottimale della velocità di avanzamento di solito richiede esperienza. Ma se l'operatore non ha familiarità con il lavoro, può rettificare lo scarto per avere la "sensazione" della velocità di avanzamento appropriata per il pezzo in lavorazione.
La strategia di finitura ruota attorno alla condizione della superficie del materiale quando arriva e lascia il reparto di finitura. Identifica il punto iniziale (condizione della superficie ricevuta) e il punto finale (finitura richiesta), quindi fai un piano per trovare il percorso migliore tra questi due punti.
Spesso il percorso migliore non inizia con un abrasivo molto aggressivo. Questo può sembrare controintuitivo. Dopotutto, perché non iniziare con sabbia grossolana per ottenere una superficie ruvida e poi passare a sabbia più fine? Non sarebbe molto inefficiente iniziare con una grana più fine?
Non necessariamente, anche questo ha a che fare con la natura della fascicolazione. Man mano che ogni passaggio raggiunge una grana più piccola, il balsamo sostituisce i graffi più profondi con graffi più superficiali e fini. Se iniziano con carta vetrata a grana 40 o un disco a fogli mobili, lasceranno graffi profondi sul metallo. Sarebbe bello se quei graffi portassero la superficie vicino alla finitura desiderata;ecco perché esistono quelle forniture di finitura a grana 40. Tuttavia, se il cliente richiede una finitura n. 4 (finitura spazzolata direzionale), i graffi profondi creati da un abrasivo n. 40 richiederanno molto tempo per essere rimossi.
Naturalmente, l'uso di abrasivi a grana fine su superfici ruvide può essere lento e, combinato con una tecnica scadente, introdurre troppo calore. È qui che può essere d'aiuto un disco lamellare due in uno o sfalsato. Questi dischi includono panni abrasivi combinati con materiali per il trattamento della superficie. Consentono efficacemente al ravvivatore di utilizzare abrasivi per rimuovere il materiale lasciando anche una finitura più liscia.
Il passaggio successivo nella finitura finale può comportare l'uso di tessuto non tessuto, il che illustra un'altra caratteristica unica della finitura: il processo funziona al meglio con utensili elettrici a velocità variabile. Una smerigliatrice ad angolo retto che funziona a 10.000 giri/min può funzionare con alcuni mezzi di molatura, ma scioglierà completamente alcuni tessuti non tessuti. i tamburi in tessuto non tessuto ruotano tipicamente tra 3.000 e 4.000 giri/min, mentre i dischi per il trattamento delle superfici ruotano tipicamente tra 4.000 e 6.000 giri/min.
Avere gli strumenti giusti (molatrici a velocità variabile, supporti di finitura diversi) e determinare il numero ottimale di passaggi fornisce fondamentalmente una mappa che rivela il percorso migliore tra il materiale in entrata e quello finito. Il percorso esatto varia a seconda dell'applicazione, ma i trimmer esperti seguono questo percorso utilizzando tecniche di rifilatura simili.
I rulli in tessuto non tessuto completano la superficie in acciaio inossidabile. Per una finitura efficiente e una durata ottimale dei consumabili, diversi supporti di finitura funzionano a diversi RPM.
In primo luogo, si prendono il loro tempo. Se vedono che un sottile pezzo in acciaio inossidabile si surriscalda, smettono di finire in un'area e iniziano in un'altra. Oppure potrebbero lavorare su due manufatti diversi contemporaneamente. Lavorano un po' su uno e poi sull'altro, dando all'altro il tempo di raffreddarsi.
Durante la lucidatura per una finitura a specchio, il lucidatore può eseguire la lucidatura incrociata con un tamburo o un disco per lucidatura, in una direzione perpendicolare al passaggio precedente. La levigatura incrociata evidenzia le aree che devono fondersi con il modello di graffio precedente, ma non otterrà comunque la superficie con una finitura a specchio n.
Per ottenere la giusta finitura, i produttori devono fornire ai finitori gli strumenti giusti, inclusi strumenti e supporti effettivi, nonché strumenti di comunicazione, come stabilire campioni standard per determinare l'aspetto di una determinata finitura. Questi campioni (affissi vicino al reparto di finitura, nei documenti di formazione e nella documentazione di vendita) aiutano a mettere tutti sulla stessa pagina.
Per quanto riguarda gli utensili veri e propri (inclusi utensili elettrici e mezzi abrasivi), la geometria di alcune parti può rappresentare una sfida anche per i dipendenti più esperti nel reparto di finitura. È qui che gli strumenti professionali possono aiutare.
Supponiamo che un operatore debba completare un assemblaggio tubolare a parete sottile in acciaio inossidabile. L'uso di dischi lamellari o persino tamburi può causare problemi, causare surriscaldamento e talvolta persino creare un punto piatto sul tubo stesso. In questo caso, le levigatrici a nastro progettate per tubi possono essere d'aiuto. Il nastro trasportatore avvolge la maggior parte del diametro del tubo, allargando i punti di contatto, aumentando l'efficienza e riducendo l'apporto di calore. .
Lo stesso vale per altri strumenti di finitura professionali. Prendi in considerazione una levigatrice a nastro a dita progettata per spazi ristretti. Un finitore potrebbe usarla per seguire una saldatura d'angolo tra due assi ad angolo acuto. Invece di spostare la levigatrice a nastro a dita verticalmente (un po' come lavarsi i denti), il ravvivatore la sposta orizzontalmente lungo la punta superiore della saldatura d'angolo, quindi la punta inferiore, assicurandosi che la levigatrice a dita non rimanga in una per troppo tempo.
La saldatura, la molatura e la finitura dell'acciaio inossidabile introducono un'altra complicazione: garantire un'adeguata passivazione. Dopo tutti questi disturbi sulla superficie del materiale, sono rimasti dei contaminanti che impedirebbero allo strato di cromo dell'acciaio inossidabile di formarsi naturalmente su tutta la superficie?
La pulizia elettrochimica può aiutare a rimuovere i contaminanti per garantire una corretta passivazione, ma quando dovrebbe essere eseguita questa pulizia? Dipende dall'applicazione. Se i produttori puliscono l'acciaio inossidabile per promuovere la completa passivazione, di solito lo fanno immediatamente dopo la saldatura. In caso contrario, il mezzo di finitura può raccogliere i contaminanti superficiali dal pezzo e diffonderli altrove.
Supponiamo che un produttore salda un componente critico in acciaio inossidabile per l'industria nucleare. Un saldatore ad arco di tungsteno a gas professionale esegue una cucitura da dieci centesimi che sembra perfetta. Ma anche in questo caso si tratta di un'applicazione critica. testare la parte per una corretta passivazione. I risultati, registrati e conservati con il lavoro, hanno mostrato che la parte era completamente passivata prima di lasciare la fabbrica.
Nella maggior parte degli impianti di produzione, la molatura, la finitura e la pulitura della passivazione dell'acciaio inossidabile avvengono tipicamente a valle. Di solito, infatti, vengono eseguite poco prima della spedizione del lavoro.
Le parti finite in modo errato generano alcuni degli scarti e delle rilavorazioni più costosi, quindi ha senso che i produttori diano un'altra occhiata ai loro reparti di rettifica e finitura. I miglioramenti nella rettifica e nella finitura aiutano ad alleviare i principali colli di bottiglia, migliorare la qualità, eliminare i mal di testa e, soprattutto, aumentare la soddisfazione del cliente.
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