적절한 패시베이션을 보장하기 위해 기술자는 스테인리스 스틸 압연 섹션의 종방향 용접부를 전기화학적으로 세척합니다.이미지 제공: Walter Surface Technologies
제조업체가 주요 스테인리스강 제작과 관련된 계약을 체결한다고 상상해 보십시오. 판금과 튜브 섹션은 마무리 스테이션에 착륙하기 전에 절단, 구부림 및 용접됩니다. 부품은 튜브에 수직으로 용접된 플레이트로 구성됩니다. 용접부는 좋아 보이지만 고객이 찾고 있는 완벽한 것은 아닙니다. 그 결과 그라인더는 평소보다 더 많은 용접 금속을 제거하는 데 시간을 소비합니다. 그런 다음 아쉽게도 표면에 뚜렷한 파란색이 나타납니다. 이는 과도한 열 입력의 분명한 신호입니다. 이 경우 부품이 고객과 만나지 못한다는 것을 의미합니다. 요구 사항.
종종 수동으로 수행되는 연삭 및 마무리 작업에는 손재주와 기술이 필요합니다. 가공물에 주어진 모든 가치를 고려할 때 마무리 오류는 매우 비쌀 수 있습니다. 스테인리스 스틸, 재작업 및 스크랩 설치 비용과 같은 값비싼 열에 민감한 재료를 추가하면 더 높을 수 있습니다. 오염 및 패시베이션 실패와 같은 합병증과 결합하여 한때 수익성이 좋았던 스테인리스 스틸 작업은 돈을 잃거나 심지어 명성을 실추시키는 사고로 바뀔 수 있습니다.
제조업체는 이 모든 것을 어떻게 방지합니까? 제조업체는 연삭 및 마감에 대한 지식을 개발하고 각각의 역할과 스테인리스강 공작물에 미치는 영향을 이해하는 것부터 시작할 수 있습니다.
그것들은 동의어가 아닙니다. 사실, 모든 사람들은 근본적으로 다른 목표를 가지고 있습니다. 연삭은 버와 과도한 용접 금속과 같은 재료를 제거하는 반면, 마무리는 금속 표면에 마무리를 제공합니다. 큰 연삭 휠로 연삭하는 사람들이 많은 금속을 매우 빠르게 제거하고 그렇게 하면 매우 깊은 흠집이 남을 수 있다는 점을 고려하면 혼란을 이해할 수 있습니다. 그러나 연삭에서 스크래치는 후유증일 뿐입니다.목표는 특히 스테인리스 스틸과 같이 열에 민감한 금속으로 작업할 때 재료를 신속하게 제거하는 것입니다.
작업자가 더 큰 그릿으로 시작하여 더 미세한 연삭 휠, 부직포 연마재, 아마도 펠트 천 및 광택 페이스트로 진행하여 경면 마무리를 달성하기 때문에 마무리는 단계적으로 수행됩니다. 목표는 특정 최종 마무리(스크래치 패턴)를 달성하는 것입니다. 각 단계(더 미세한 그릿)는 이전 단계에서 더 깊은 스크래치를 제거하고 더 작은 스크래치로 대체합니다.
그라인딩과 마무리는 서로 다른 목표를 가지고 있기 때문에 종종 서로를 보완하지 않으며 잘못된 소모품 전략이 사용되는 경우 실제로 서로 대립할 수 있습니다. 과도한 용접 금속을 제거하기 위해 작업자는 그라인딩 휠을 사용하여 매우 깊은 흠집을 낸 다음 부품을 드레서에게 넘깁니다. 이제 드레서는 이러한 깊은 흠집을 제거하는 데 많은 시간을 소비해야 합니다. 이 연삭에서 마무리 순서는 여전히 고객의 마무리 요구 사항을 충족하는 가장 효율적인 방법일 수 있습니다. 그러나 다시 한 번 보완적인 프로세스는 아닙니다.
제조 가능성을 위해 설계된 공작물 표면은 일반적으로 연삭 및 마무리가 필요하지 않습니다. 연삭이 용접 또는 기타 재료를 제거하는 가장 빠른 방법이고 연삭 휠에 의해 남겨진 깊은 흠집이 바로 고객이 원하는 것이기 때문에 연삭된 부품은 이 작업만 수행합니다.
제거율이 낮은 휠이 있는 그라인더는 스테인리스 스틸로 작업할 때 상당한 어려움을 겪을 수 있습니다. 마찬가지로 과열로 인해 블루잉이 발생하고 재료 속성이 변경될 수 있습니다. 목표는 공정 내내 스테인리스 스틸을 최대한 차갑게 유지하는 것입니다.
이를 위해서는 용도와 예산에 따라 연삭 속도가 가장 빠른 연삭 휠을 선택하는 것이 도움이 됩니다. 지르코니아 휠은 알루미나보다 더 빨리 연삭되지만 대부분의 경우 세라믹 휠이 가장 잘 작동합니다.
극도로 단단하고 날카로운 세라믹 입자는 독특한 방식으로 마모됩니다. 점차 분해되면서 평평하게 연마되지 않고 날카로운 모서리를 유지합니다. 즉, 종종 다른 연삭 휠보다 훨씬 더 짧은 시간에 재료를 매우 빠르게 제거할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 세라믹 연삭 휠을 가치 있는 것으로 만듭니다. 큰 칩을 빠르게 제거하고 열과 왜곡을 덜 발생시키기 때문에 스테인리스강 응용 분야에 이상적입니다.
제조업체가 어떤 연삭 휠을 선택하든 잠재적인 오염을 염두에 두어야 합니다. 대부분의 제조업체는 탄소강과 스테인리스강에 동일한 연삭 휠을 사용할 수 없다는 것을 알고 있습니다. 많은 사람들이 물리적으로 탄소강과 스테인리스강 연삭 작업을 분리합니다. 스테인리스강 공작물에 떨어지는 탄소강의 작은 스파크도 오염 문제를 일으킬 수 있습니다. 제약 및 원자력 산업과 같은 많은 산업에서는 소모품에 무공해 등급을 부여해야 합니다. 염소.
그라인딩 휠은 스스로 연마할 수 없습니다.그들은 전동 공구가 필요합니다. 누구나 그라인딩 휠이나 전동 공구의 이점을 선전할 수 있지만 현실은 전동 공구와 그 그라인딩 휠이 하나의 시스템으로 작동한다는 것입니다. 세라믹 그라인딩 휠은 일정량의 출력과 토크를 가진 앵글 그라인더용으로 설계되었습니다. 일부 에어 그라인더에는 필요한 사양이 있지만 대부분의 세라믹 휠 그라인딩은 전동 공구로 수행됩니다.
힘과 토크가 불충분한 그라인더는 가장 진보된 연마재를 사용하는 경우에도 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 힘과 토크가 부족하면 도구가 압력을 받을 때 상당히 느려질 수 있으며, 본질적으로 그라인딩 휠의 세라믹 입자가 원래 의도한 대로 큰 금속 조각을 제거하여 그라인딩 휠에 들어가는 열 물질의 양을 줄이는 것을 방지합니다.
이것은 악순환을 악화시킵니다. 그라인딩 작업자는 재료가 제거되지 않는 것을 보고 본능적으로 더 세게 밀고, 이는 결국 과도한 열과 블루잉을 만듭니다. 결국 너무 세게 밀면 휠에 유약이 생기고 휠을 교체해야 한다는 것을 깨닫기도 전에 더 열심히 일하고 더 많은 열을 생성합니다. 얇은 튜브나 시트에서 이런 식으로 작업하면 결국 재료를 통과하게 됩니다.
물론 작업자가 제대로 교육을 받지 않은 경우, 최상의 도구를 사용하더라도 특히 작업물에 가하는 압력과 관련하여 이러한 악순환이 발생할 수 있습니다.가장 좋은 방법은 그라인더의 공칭 정격 전류에 최대한 근접하는 것입니다.작업자가 10암페어 그라인더를 사용하는 경우 그라인더가 약 10암페어를 끌어올 수 있도록 세게 눌러야 합니다.
제조업체가 대량의 값비싼 스테인리스강을 처리하는 경우 전류계를 사용하면 연삭 작업을 표준화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 물론 실제로 정기적으로 전류계를 사용하는 작업은 거의 없으므로 주의 깊게 듣는 것이 가장 좋습니다. 작업자가 RPM이 급격히 떨어지는 것을 듣고 너무 세게 밀고 있는 것일 수 있습니다.
너무 가벼운(즉, 너무 작은 압력) 터치를 듣는 것은 어려울 수 있으므로 이 경우 스파크 흐름에 주의를 기울이는 것이 도움이 될 수 있습니다. 스테인리스 스틸을 연삭하면 탄소강보다 더 어두운 스파크가 생성되지만 여전히 눈에 띄고 일관된 방식으로 작업 영역에서 튀어나와야 합니다. 작업자가 갑자기 스파크가 적게 보이는 경우 충분한 압력을 가하지 않거나 휠에 유약을 칠하지 않았기 때문일 수 있습니다.
작업자는 또한 일관된 작업 각도를 유지해야 합니다. 거의 평평한 각도(작업물에 거의 평행)로 작업물에 접근하면 광범위한 과열을 유발할 수 있습니다.너무 높은 각도(거의 수직)로 접근하면 바퀴의 가장자리가 금속 속으로 파고들 위험이 있습니다. Type 27 바퀴를 사용하는 경우 작업에 20~30도 각도로 접근해야 합니다. Type 29 바퀴가 있는 경우 작업 각도는 약 10도여야 합니다.
유형 28(테이퍼형) 연삭 휠은 일반적으로 더 넓은 연삭 경로에서 재료를 제거하기 위해 평평한 표면에서 연삭하는 데 사용됩니다. 이 테이퍼형 휠은 또한 낮은 연삭 각도(약 5도)에서 가장 잘 작동하므로 작업자 피로를 줄이는 데 도움이 됩니다.
이것은 또 다른 중요한 요소를 소개합니다: 올바른 유형의 연삭 휠을 선택하는 것입니다. Type 27 휠은 금속 표면에 접점이 있습니다.Type 28 휠은 원추형으로 인해 접촉선이 있습니다.Type 29 휠에는 접촉면이 있습니다.
지금까지 가장 일반적인 Type 27 휠은 많은 응용 분야에서 작업을 수행할 수 있지만 그 모양으로 인해 스테인리스 스틸 튜브의 용접 어셈블리와 같이 깊은 프로파일과 곡선이 있는 부품을 처리하기가 어렵습니다.
사실 이것은 모든 그라인딩 휠에 적용됩니다. 연삭할 때 작업자는 같은 위치에 오래 머물지 않아야 합니다. 작업자가 몇 피트 길이의 필렛에서 금속을 제거한다고 가정합니다. 작업자는 짧은 위아래 동작으로 휠을 조종할 수 있지만 휠을 좁은 영역에 오랜 시간 동안 유지하기 때문에 작업물이 과열될 수 있습니다. 다른 발가락 근처에서 같은 방향으로 조각을 만듭니다. 다른 기술도 작동하지만 모두 한 가지 공통점이 있습니다. 연삭 휠을 계속 움직여 과열을 방지한다는 것입니다.
일반적으로 사용되는 "카딩" 기술도 이를 달성하는 데 도움이 됩니다. 작업자가 평평한 위치에서 맞대기 용접을 연삭한다고 가정합니다. 열 응력과 과도한 굴착을 줄이기 위해 그는 접합부를 따라 그라인더를 밀지 않았습니다. 대신 끝에서 시작하여 접합부를 따라 그라인더를 당깁니다. 이렇게 하면 휠이 재료를 너무 많이 파는 것도 방지됩니다.
물론 작업자가 너무 느리게 진행하면 모든 기술이 금속을 과열시킬 수 있습니다. 너무 천천히 진행하면 작업자가 공작물을 과열시킬 것입니다.너무 빨리 이동하면 연삭에 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 이송 속도 스위트 스폿을 찾는 데는 일반적으로 경험이 필요합니다. 그러나 작업자가 작업에 익숙하지 않은 경우 스크랩을 연마하여 현재 공작물에 적합한 이송 속도의 "느낌"을 얻을 수 있습니다.
마무리 전략은 재료가 도착하고 마무리 부서를 떠날 때 재료의 표면 상태를 중심으로 합니다. 시작점(받은 표면 상태)과 끝점(마무리 필요)을 식별한 다음 이 두 지점 사이에서 최상의 경로를 찾기 위한 계획을 세웁니다.
종종 최상의 경로는 매우 공격적인 연마재로 시작하지 않습니다.이것은 직관에 반하는 것처럼 들릴 수 있습니다.어쨌든 거친 표면을 얻기 위해 거친 모래로 시작한 다음 더 고운 모래로 이동하는 것이 어떻습니까?더 고운 모래로 시작하는 것이 매우 비효율적이지 않습니까?
반드시 그런 것은 아니지만 이것은 다시 조합의 특성과 관련이 있습니다. 각 단계가 더 작은 그릿에 도달하면 컨디셔너는 더 깊은 스크래치를 더 얕고 미세한 스크래치로 대체합니다. 40 그릿 샌드페이퍼 또는 플립 디스크로 시작하면 금속에 깊은 스크래치가 남습니다.그렇기 때문에 40방 마감재가 존재하는 것입니다. 그러나 고객이 4번 마감(방향 브러시 마감)을 요청하면 40번 연마재로 생긴 깊은 흠집은 제거하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 드레서에서는 여러 입자 크기로 단계를 낮추거나 미세 입자 연마재를 사용하여 이러한 큰 흠집을 제거하고 작은 흠집으로 교체하는 데 오랜 시간을 소비합니다. 이 모든 것이 비효율적일 뿐만 아니라 공작물에 너무 많은 열을 도입합니다.
물론 거친 표면에 고운 연마재를 사용하는 것은 속도가 느리고 열악한 기술과 함께 너무 많은 열을 발생시킬 수 있습니다. 투인원 또는 엇갈린 플랩 디스크가 도움이 될 수 있는 곳입니다. 이 디스크에는 표면 처리 재료와 결합된 연마포가 포함되어 있습니다. 이 디스크는 드레서가 연마재를 사용하여 재료를 효과적으로 제거하는 동시에 더 매끄러운 마무리를 남길 수 있도록 합니다.
최종 마감의 다음 단계는 부직포를 사용하는 것인데, 이는 마감의 또 다른 고유한 특징을 보여줍니다. 이 공정은 가변 속도 전동 공구를 사용할 때 가장 잘 작동합니다.10,000RPM에서 작동하는 직각 그라인더는 일부 그라인딩 매체에서 작동할 수 있지만 일부 부직포는 완전히 녹입니다.이러한 이유로 마감 작업자는 부직포로 마감 단계를 시작하기 전에 속도를 3,000~6,000RPM으로 줄입니다.물론 정확한 속도는 적용 분야와 소모품에 따라 다릅니다.예를 들어, 부직포 드럼은 일반적으로 3,000~4,000RPM에서 회전하는 반면 표면 처리 디스크는 일반적으로 4,000~6,000RPM에서 회전합니다.
올바른 도구(가변 속도 그라인더, 다양한 마무리 미디어)를 사용하고 최적의 단계 수를 결정하면 기본적으로 들어오는 재료와 완성된 재료 사이의 최상의 경로를 나타내는 맵이 제공됩니다. 정확한 경로는 용도에 따라 다르지만 숙련된 트리머는 유사한 트리밍 기술을 사용하여 이 경로를 따릅니다.
부직포 롤러가 스테인리스 스틸 표면을 완성합니다. 효율적인 마감과 최적의 소모품 수명을 위해 다양한 마감 매체가 다양한 RPM에서 작동합니다.
첫째, 시간을 들이는 것입니다. 얇은 스테인리스 스틸 공작물이 뜨거워지는 것을 보면 한 영역에서 마무리 작업을 중단하고 다른 영역에서 시작합니다. 또는 두 개의 서로 다른 인공물을 동시에 작업하고 있을 수 있습니다. 한 쪽을 조금씩 작업한 다음 다른 쪽을 식히면서 다른 쪽 공작물이 식을 시간을 줍니다.
경면 마감으로 연마할 때 연마기는 연마 드럼 또는 연마 디스크를 사용하여 이전 단계와 수직 방향으로 교차 연마할 수 있습니다. 교차 샌딩은 이전 스크래치 패턴과 혼합해야 하는 영역을 강조 표시하지만 여전히 표면을 No. 8의 경면 마감으로 만들지 않습니다. 모든 스크래치가 제거되면 원하는 광택 마감을 생성하기 위해 펠트 천과 버핑 휠이 필요합니다.
올바른 마무리를 달성하기 위해 제조업체는 실제 도구와 매체를 포함한 올바른 도구와 특정 마무리가 어떤 모습이어야 하는지를 결정하기 위한 표준 샘플 설정과 같은 커뮤니케이션 도구를 피니셔에게 제공해야 합니다. 이러한 샘플(피니싱 부서 근처, 교육 문서 및 판매 설명서에 게시됨)은 모든 사람이 동일한 페이지에 있도록 하는 데 도움이 됩니다.
실제 툴링(전동 공구 및 연마재 포함)과 관련하여 특정 부품의 형상은 마무리 부서에서 가장 경험이 많은 직원에게도 문제가 될 수 있습니다. 여기서 전문 도구가 도움이 될 수 있습니다.
작업자가 벽이 얇은 스테인리스강 관형 조립품을 완성해야 한다고 가정해 보겠습니다.플랩 디스크나 드럼을 사용하면 문제가 발생하고 과열이 발생하며 때로는 튜브 자체에 평평한 부분이 생길 수도 있습니다.여기서 튜브용으로 설계된 벨트 샌더가 도움이 될 수 있습니다.컨베이어 벨트는 파이프 직경의 대부분을 감싸고 접촉 지점을 확장하여 효율성을 높이고 열 입력을 줄입니다.즉, 다른 것과 마찬가지로 드레서는 여전히 벨트 샌더를 다른 영역으로 이동하여 과도한 열 축적을 완화하고 방지해야 합니다. 블루잉.
다른 전문 마무리 도구에도 동일하게 적용됩니다. 좁은 공간을 위해 설계된 핑거 벨트 샌더를 고려하십시오. 피니셔는 예각으로 두 보드 사이의 필렛 용접을 따라가는 데 사용할 수 있습니다. 핑거 벨트 샌더를 수직으로 이동하는 대신(양치질과 같은 종류), 드레서는 필렛 용접의 위쪽 발가락을 따라 수평으로 이동한 다음 아래쪽 발가락을 따라 이동합니다.
스테인리스강의 용접, 연삭 및 마무리는 또 다른 문제를 야기합니다: 적절한 패시베이션 보장. 재료 표면에 대한 이러한 모든 교란 후에 스테인리스강의 크롬 층이 전체 표면에 자연적으로 형성되는 것을 방해하는 오염 물질이 남아 있습니까?제조업체가 원하지 않는 것은 녹슬거나 오염된 부품에 대해 불평하는 화난 고객입니다. 여기에서 적절한 청소 및 추적이 필요합니다.
전기화학적 세척은 오염 물질을 제거하여 적절한 패시베이션을 보장하는 데 도움이 될 수 있지만 언제 이 세척을 수행해야 합니까?응용 분야에 따라 다릅니다.제조업체가 전체 패시베이션을 촉진하기 위해 스테인리스강을 세척하는 경우 일반적으로 용접 직후에 세척합니다.그렇지 않으면 마무리 매체가 가공물에서 표면 오염 물질을 픽업하여 다른 곳으로 퍼뜨릴 수 있습니다.그러나 일부 중요한 응용 분야의 경우 제조업체는 추가 세척 단계를 삽입할 수 있습니다. 아마도 스테인리스가 공장 바닥을 떠나기 전에 적절한 패시베이션을 테스트할 수도 있습니다.
제조업체가 원자력 산업에 중요한 스테인리스강 부품을 용접한다고 가정합니다.전문 가스 텅스텐 아크 용접공이 완벽해 보이는 10센트 이음새를 만듭니다.그러나 이것은 매우 중요한 응용 분야입니다.마무리 부서의 직원은 전기화학 세척 시스템에 연결된 브러시를 사용하여 용접 표면을 청소합니다.그런 다음 부직포 연마재와 드레싱 천을 사용하여 용접 토우를 장식하고 모든 것을 균일한 브러시로 마무리했습니다.그런 다음 전기화학 세척 시스템이 있는 최종 브러시가 나옵니다.하루나 이틀 동안 앉아 적절한 패시베이션을 위해 부품을 테스트하기 위한 휴대용 테스트 장치. 작업과 함께 기록되고 보관된 결과는 부품이 공장에서 출고되기 전에 완전히 패시베이션되었음을 보여주었습니다.
대부분의 제조 공장에서 스테인리스강 패시베이션의 연삭, 마무리 및 세척은 일반적으로 다운스트림에서 발생합니다. 실제로 작업이 배송되기 직전에 실행됩니다.
잘못 마감된 부품은 가장 비용이 많이 드는 스크랩 및 재작업을 발생시키므로 제조업체는 연삭 및 마감 부서를 다시 살펴봐야 합니다.
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