Langsgående sveiser i rustfrie stålstenger avgrades elektrokjemisk for å sikre riktig passivering. Bilde gjengitt med tillatelse fra Walter Surface Technologies.
Tenk deg at en produsent inngår en kontrakt for å produsere et viktig rustfritt stålprodukt. Plate- og rørseksjoner kuttes, bøyes og sveises før de sendes til etterbehandlingsstasjonen. Delen består av plater som er sveiset vertikalt til røret. Sveiseskjøtene ser bra ut, men det er ikke den ideelle prisen en kjøper er ute etter. Som et resultat bruker slipemaskinen tid på å fjerne mer sveisemetall enn vanlig. Så, dessverre, dukket det opp en tydelig blåfarge på overflaten – et tydelig tegn på for mye varmetilførsel. I dette tilfellet betyr dette at delen ikke vil oppfylle kundens krav.
Sliping og etterbehandling gjøres ofte for hånd, og krever fingerferdighet og håndverk. Feil i etterbehandlingen kan være svært kostbare med tanke på all verdien som er lagt på arbeidsstykket. Ved å legge til dyre varmefølsomme materialer som rustfritt stål, kan kostnadene for omarbeiding og skrapinstallasjon bli høyere. Kombinert med komplikasjoner som forurensning og passiveringsfeil, kan en en gang lønnsom operasjon i rustfritt stål bli ulønnsom eller til og med skadelig for omdømmet.
Hvordan forhindrer produsenter alt dette? De kan begynne med å utvide kunnskapen sin om sliping og etterbehandling, forstå rollene de spiller og hvordan de påvirker arbeidsstykker i rustfritt stål.
Dette er ikke synonymer. Faktisk har alle fundamentalt forskjellige mål. Sliping fjerner materialer som grader og overflødig sveisemetall, mens etterbehandling gir en fin finish på metalloverflaten. Forvirringen er forståelig, gitt at de som sliper med store slipeskiver fjerner mye metall veldig raskt, og det kan bli igjen veldig dype riper i prosessen. Men ved sliping er riper bare en konsekvens, målet er å raskt fjerne materiale, spesielt når man arbeider med varmefølsomme metaller som rustfritt stål.
Etterbehandlingen gjøres i etapper der operatøren starter med en grovere kornstørrelse og går videre til finere slipeskiver, ikke-vevde slipemidler og muligens filtduk og poleringspasta for å oppnå en speilblank finish. Målet er å oppnå en viss endelig finish (ripemønster). Hvert trinn (finere kornstørrelse) fjerner de dypere ripene fra forrige trinn og erstatter dem med mindre riper.
Siden sliping og etterbehandling har forskjellige formål, utfyller de ofte ikke hverandre og kan spille mot hverandre hvis feil strategi for forbruksmaterialer brukes. For å fjerne overflødig sveisemetall lager operatøren svært dype riper med en slipeskive, og sender deretter delen til avretteren, som nå må bruke mye tid på å fjerne disse dype ripene. Denne sekvensen fra sliping til etterbehandling kan fortsatt være den mest effektive måten å møte kundenes etterbehandlingskrav på. Men igjen, dette er ikke tilleggsprosesser.
Arbeidsstykkeoverflater som er utformet for bearbeidbarhet krever vanligvis ikke sliping eller etterbehandling. Deler som slipes gjør det kun fordi sliping er den raskeste måten å fjerne sveiser eller annet materiale på, og de dype ripene som slipeskiven etterlater er akkurat det kunden ønsket. Deler som bare krever etterbehandling, er produsert på en slik måte at overdreven materialfjerning ikke er nødvendig. Et typisk eksempel er en rustfri ståldel med en vakker sveis beskyttet av en wolframelektrode som bare trenger å blandes og matches med overflatemønsteret på underlaget.
Slipemaskiner med skiver med lav materialfjerning kan by på alvorlige problemer ved arbeid med rustfritt stål. Overoppheting kan også føre til blåfarging og endringer i materialegenskaper. Målet er å holde det rustfrie stålet så kaldt som mulig gjennom hele prosessen.
Derfor er det lurt å velge slipeskiven med den raskeste fjerningshastigheten for bruksområdet og budsjettet. Zirkoniumskiver sliper raskere enn alumina, men keramiske skiver fungerer best i de fleste tilfeller.
De ekstremt sterke og skarpe keramiske partiklene slites på en unik måte. Etter hvert som de gradvis går i oppløsning, blir de ikke flate, men beholder en skarp kant. Dette betyr at de kan fjerne materiale veldig raskt, ofte flere ganger raskere enn andre slipeskiver. Generelt sett gjør dette keramiske slipeskiver verdt pengene. De er ideelle for maskinering av rustfritt stål, ettersom de raskt fjerner store spon og genererer mindre varme og deformasjon.
Uansett hvilken slipeskive en produsent velger, må man huske på potensiell forurensning. De fleste produsenter vet at de ikke kan bruke samme slipeskive for både karbonstål og rustfritt stål. Mange skiller fysisk slipeoperasjoner for karbonstål og rustfritt stål. Selv små gnister av karbonstål som faller på deler av rustfritt stål kan forårsake forurensningsproblemer. Mange industrier, som farmasøytisk industri og kjernekraftindustrien, krever at forbruksvarer skal klassifiseres som ikke-forurensende. Dette betyr at slipeskiver av rustfritt stål må være praktisk talt fri (mindre enn 0,1 %) for jern, svovel og klor.
Slipeskiver sliper ikke seg selv, de trenger et elektroverktøy. Hvem som helst kan annonsere fordelene med slipeskiver eller elektroverktøy, men realiteten er at elektroverktøy og slipeskivene deres fungerer som et system. Keramiske slipeskiver er designet for vinkelslipere med en viss effekt og dreiemoment. Mens noen pneumatiske slipemaskiner har de nødvendige spesifikasjonene, gjøres slipingen av keramiske skiver i de fleste tilfeller med elektroverktøy.
Slipemaskiner med utilstrekkelig kraft og dreiemoment kan forårsake alvorlige problemer selv med de mest moderne slipemidlene. Mangel på kraft og dreiemoment kan føre til at verktøyet bremser betydelig ned under press, noe som i hovedsak hindrer de keramiske partiklene på slipeskiven i å gjøre det de er designet for å gjøre: raskt fjerne store metallbiter, og dermed redusere mengden termisk materiale som kommer inn i slipeskiven.
Dette forverrer den onde sirkelen: slipemaskiner ser at det ikke fjernes noe materiale, så de presser instinktivt hardere, noe som igjen skaper overflødig varme og blåfarging. De ender opp med å presse så hardt at de glaserer skivene, noe som tvinger dem til å jobbe hardere og generere mer varme før de innser at de må bytte skiver. Hvis du jobber på denne måten med tynne rør eller plater, ender de opp med å gå rett gjennom materialet.
Selvfølgelig, hvis operatørene ikke er riktig opplært, selv med de beste verktøyene, kan denne onde sirkelen oppstå, spesielt når det gjelder trykket de legger på arbeidsstykket. Beste praksis er å komme så nær slipemaskinens nominelle strøm som mulig. Hvis operatøren bruker en 10 ampere slipemaskin, må han presse så hardt at slipemaskinen trekker omtrent 10 ampere.
Bruk av et amperemeter kan bidra til å standardisere slipeoperasjoner hvis en produsent bearbeider en stor mengde dyrt rustfritt stål. Selvfølgelig er det få operasjoner som faktisk bruker et amperemeter regelmessig, så det er best å lytte nøye. Hvis operatøren hører og føler at turtallet faller raskt, kan det hende at han presser for hardt.
Det kan være vanskelig å lytte til berøringer som er for lette (dvs. for lite trykk), så det kan være nyttig å være oppmerksom på gniststrømmen i dette tilfellet. Sliping av rustfritt stål produserer mørkere gnister enn karbonstål, men de bør fortsatt være synlige og stikke jevnt ut fra arbeidsområdet. Hvis operatøren plutselig ser færre gnister, kan det skyldes at man ikke bruker nok kraft eller at slipeskiven ikke er glasert.
Operatører må også opprettholde en konstant arbeidsvinkel. Hvis de nærmer seg arbeidsstykket i nesten rett vinkel (nesten parallelt med arbeidsstykket), kan de forårsake betydelig overoppheting. Hvis de nærmer seg i for stor vinkel (nesten vertikalt), risikerer de å smelle kanten av skiven inn i metallet. Hvis de bruker en skive av type 27, bør de nærme seg arbeidet i en vinkel på 20 til 30 grader. Hvis de har skiver av type 29, bør arbeidsvinkelen være rundt 10 grader.
Type 28 (koniske) slipeskiver brukes vanligvis til sliping av plane overflater for å fjerne materiale på bredere slipebaner. Disse koniske skivene fungerer også best ved lavere slipevinkler (rundt 5 grader), slik at de bidrar til å redusere operatørtretthet.
Dette introduserer en annen viktig faktor: å velge riktig type slipeskive. Type 27-skiven har et kontaktpunkt med metalloverflaten, type 28-skiven har en kontaktlinje på grunn av sin koniske form, og type 29-skiven har en kontaktflate.
Dagens vanligste type 27-skiver kan gjøre jobben på mange områder, men formen gjør det vanskelig å jobbe med dype profilerte deler og kurver, for eksempel sveisede rør i rustfritt stål. Profilformen til type 29-skiven forenkler arbeidet til operatører som trenger å slipe kombinert buede og flate overflater. Type 29-skiven gjør dette ved å øke overflatekontaktområdet, noe som betyr at operatøren ikke trenger å bruke mye tid på sliping på hvert sted – en god strategi for å redusere varmeoppbygging.
Dette gjelder faktisk for alle slipeskiver. Ved sliping bør ikke operatøren oppholde seg på samme sted over lengre tid. La oss si at en operatør fjerner metall fra en filet som er flere meter lang. Den kan drive skiven i korte opp- og nedbevegelser, men dette kan føre til at arbeidsstykket overopphetes ettersom det holder skiven på et lite område over lengre tid. For å redusere varmetilførselen kan operatøren kjøre hele sveisen i én retning ved den ene nesen, deretter heve verktøyet (slik at arbeidsstykket avkjøles) og føre arbeidsstykket i samme retning ved den andre nesen. Andre metoder fungerer, men de har alle én ting til felles: de unngår overoppheting ved å holde slipeskiven i bevegelse.
Dette hjelpes også av mye brukte metoder for «kamming». Anta at operatøren sliper en buttsveis i en flat posisjon. For å redusere termisk belastning og overdreven graving, unngikk han å skyve slipemaskinen langs skjøten. I stedet starter han på enden og kjører slipemaskinen langs skjøten. Dette forhindrer også at skiven synker for dypt ned i materialet.
Selvfølgelig kan enhver teknikk overopphete metallet hvis operatøren jobber for sakte. Arbeid for sakte, og operatøren vil overopphete arbeidsstykket. Hvis du beveger deg for fort, kan sliping ta lang tid. Å finne det optimale punktet for matehastighet krever vanligvis erfaring. Men hvis operatøren ikke er kjent med jobben, kan han slipe skrapet for å «føle» riktig matehastighet for arbeidsstykket.
Etterbehandlingsstrategien avhenger av materialets overflatetilstand når det kommer inn i og forlater etterbehandlingsavdelingen. Bestem et startpunkt (oppnådd overflatetilstand) og et sluttpunkt (nødvendig etterbehandling), og lag deretter en plan for å finne den beste veien mellom disse to punktene.
Ofte starter ikke den beste veien med et svært aggressivt slipemiddel. Dette kan virke kontraintuitivt. Hvorfor ikke begynne med grov sand for å få en ru overflate og deretter gå videre til finere sand? Ville det ikke være veldig ineffektivt å starte med en finere kornstørrelse?
Ikke nødvendigvis, dette har igjen med sammenligningens natur å gjøre. Etter hvert som finere kornstørrelse oppnås i hvert trinn, erstatter behandlingen dypere riper med finere og finere riper. Hvis de starter med 40-korns sandpapir eller en flip pan, vil de etterlate dype riper på metallet. Det ville være flott om disse ripene ville bringe overflaten nærmere ønsket finish, og det er derfor det finnes 40-korns finishmaterialer tilgjengelig. Men hvis en kunde ber om en #4-finish (retningssliping), tar det lang tid å fjerne de dype ripene som etterlates av #40-korn. Håndverkere går enten til flere kornstørrelser eller bruker mye tid på å bruke finkorns slipemidler for å fjerne de store ripene og erstatte dem med mindre. Alt dette er ikke bare ineffektivt, men varmer også arbeidsstykket for mye.
Selvfølgelig kan det være tregt å bruke finkornet slipemiddel på ru overflater, og kombinert med dårlig teknikk resulterer det i for mye varme. To-i-en- eller forskjøvne skiver kan hjelpe med dette. Disse skivene inkluderer slipeduker kombinert med overflatebehandlingsmaterialer. De lar effektivt håndverkeren bruke slipemiddel for å fjerne materiale samtidig som det gir en glattere overflate.
Det neste trinnet i etterbehandlingen kan inkludere bruk av ikke-vevde stoffer, noe som illustrerer en annen unik etterbehandlingsfunksjon: prosessen fungerer best med elektroverktøy med variabel hastighet. En vinkelsliper som kjører på 10 000 o/min kan håndtere noen slipende materialer, men den vil smelte noen ikke-vevde materialer fullstendig. Av denne grunn senker etterbehandlere hastigheten til 3000–6000 o/min før de etterbehandler ikke-vevde materialer. Den nøyaktige hastigheten avhenger selvfølgelig av bruksområdet og forbruksmaterialene. For eksempel roterer ikke-vevde tromler vanligvis med 3000 til 4000 o/min, mens overflatebehandlingsskiver vanligvis roterer med 4000 til 6000 o/min.
Å ha de riktige verktøyene (slipemaskiner med variabel hastighet, diverse etterbehandlingsmaterialer) og bestemme det optimale antallet trinn gir i utgangspunktet et kart som viser den beste veien mellom innkommende og ferdig materiale. Den nøyaktige veien avhenger av bruksområdet, men erfarne trimmere følger denne veien ved å bruke lignende trimmemetoder.
Ikke-vevde ruller fullfører overflaten av rustfritt stål. For effektiv etterbehandling og optimal levetid for slitematerialer kjører forskjellige etterbehandlingsmaterialer med forskjellige rotasjonshastigheter.
Først tar de seg tid. Hvis de ser at et tynt stykke rustfritt stål varmes opp, stopper de å fullføre på ett sted og begynner på et annet. Eller de kan jobbe med to forskjellige gjenstander samtidig. Jobb litt på den ene og deretter på den andre, slik at den andre delen får tid til å avkjøles.
Ved polering til speilblank finish kan poleringsmaskinen krysspolere med poleringstrommelen eller poleringsskiven i retning vinkelrett på forrige trinn. Kryssliping fremhever områder som skal smelte sammen med det forrige ripemønsteret, men bringer fortsatt ikke overflaten til en speilblank finish #8. Når alle riper er fjernet, trenger man en filtklut og poleringspute for å skape den ønskede blanke finishen.
For å få riktig finish må produsentene gi etterbehandlerne de riktige verktøyene, inkludert ekte verktøy og materialer, samt kommunikasjonsverktøy, som å lage standardprøver for å bestemme hvordan en bestemt finish skal se ut. Disse prøvene (som er slått opp ved siden av etterbehandlingsavdelingen, i opplæringsdokumenter og i salgsmateriell) bidrar til å holde alle på samme bølgelengde.
Når det gjelder selve verktøyet (inkludert elektroverktøy og slipemidler), kan geometrien til enkelte deler være utfordrende selv for det mest erfarne etterbehandlingsteamet. Dette vil være til hjelp for profesjonelle verktøy.
La oss si at en operatør må montere et tynnvegget rør av rustfritt stål. Bruk av lamellskiver eller til og med tromler kan føre til problemer, overoppheting og noen ganger til og med en flat flekk på selve røret. Det er her båndslipere designet for rør kan hjelpe. Transportbåndet dekker mesteparten av rørdiameteren, fordeler kontaktpunkter, øker effektiviteten og reduserer varmetilførselen. Men som med alt annet må håndverkeren fortsatt flytte båndsliperen til et annet sted for å redusere overflødig varmeoppbygging og unngå blåfarging.
Det samme gjelder andre profesjonelle etterbehandlingsverktøy. Vurder en båndsliper som er designet for vanskelig tilgjengelige steder. En etterbehandler kan bruke den til å lage en kilsveis mellom to bord i en skarp vinkel. I stedet for å bevege fingerbåndsliperen vertikalt (omtrent som å pusse tennene), beveger teknikeren den horisontalt langs den øvre kanten av kilsveisen og deretter langs bunnen, og sørger for at fingersliperen ikke blir stående på ett sted for mye. over lengre tid. lenge.
Sveising, sliping og etterbehandling av rustfritt stål kommer med en annen utfordring: å sikre riktig passivering. Etter alle disse forstyrrelsene, var det fortsatt noe forurensning på overflaten av materialet som ville forhindre den naturlige dannelsen av et kromlag i rustfritt stål over hele overflaten? Det siste en produsent trenger er en sint kunde som klager over rustne eller skitne deler. Det er her riktig rengjøring og sporbarhet kommer inn i bildet.
Elektrokjemisk rengjøring kan bidra til å fjerne forurensninger for å sikre riktig passivering, men når bør denne rengjøringen gjøres? Det avhenger av bruksområdet. Hvis produsenter rengjør rustfritt stål for å sikre fullstendig passivering, gjør de det vanligvis umiddelbart etter sveising. Hvis dette ikke gjøres, kan etterbehandlingsmediet absorbere overflateforurensninger fra arbeidsstykket og fordele dem til andre steder. For noen kritiske bruksområder kan imidlertid produsenter legge til ytterligere rengjøringstrinn – kanskje til og med teste for riktig passivering før det rustfrie stålet forlater fabrikkgulvet.
La oss si at en produsent sveiser en viktig komponent i rustfritt stål for kjernekraftindustrien. En profesjonell wolframbuesveiser lager en glatt søm som ser perfekt ut. Men igjen, dette er en kritisk applikasjon. En ansatt i etterbehandlingsavdelingen bruker en børste koblet til et elektrokjemisk rengjøringssystem for å rengjøre overflaten på en sveis. Deretter slipes sveisen med et ikke-vevd slipemiddel og en tørkeklut og ferdigstiller alt til en glatt overflate. Så kommer den siste børsten med et elektrokjemisk rengjøringssystem. Etter en dag eller to med nedetid, bruk en bærbar tester for å sjekke om delen er riktig passivert. Resultatene, registrert og lagret sammen med jobben, viste at delen var fullstendig passivert før den forlot fabrikken.
I de fleste produksjonsanlegg skjer sliping, etterbehandling og rengjøring av passivering av rustfritt stål vanligvis i påfølgende trinn. Faktisk utføres de vanligvis kort tid før jobben sendes inn.
Feilbearbeidede deler skaper noe av det dyreste skrapet og omarbeidet, så det er fornuftig for produsenter å ta en ny titt på slipe- og etterbehandlingsavdelingene sine. Forbedringer innen sliping og etterbehandling bidrar til å eliminere viktige flaskehalser, forbedre kvaliteten, eliminere hodepine og, viktigst av alt, øke kundetilfredsheten.
FABRICATOR er Nord-Amerikas ledende magasin for stålfabrikasjon og -forming. Magasinet publiserer nyheter, tekniske artikler og suksesshistorier som gjør det mulig for produsenter å gjøre jobben sin mer effektivt. FABRICATOR har vært i bransjen siden 1970.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av FABRICATOR, enkel tilgang til verdifulle ressurser fra bransjen.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Få full digital tilgang til STAMPING Journal, med den nyeste teknologien, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full digital tilgang til The Fabricator på spansk, har du enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.