Aby zapewnić odpowiednią pasywację, technicy elektrochemicznie czyszczą spoiny wzdłużne profili walcowanych ze stali nierdzewnej.Zdjęcie dzięki uprzejmości Walter Surface Technologies
Wyobraźmy sobie, że producent zawiera kontrakt na wykonanie kluczowych elementów ze stali nierdzewnej. Arkusze blachy i rurki są cięte, gięte i spawane przed lądowaniem na stacji wykończeniowej. Część składa się z płyt przyspawanych pionowo do rury. Spoiny wyglądają dobrze, ale nie jest to idealny grosz, którego szuka klient. W rezultacie szlifierka traci czas na usuwanie większej ilości metalu spoiny niż zwykle. Potem niestety na powierzchni pojawił się wyraźny niebieski kolor – wyraźna oznaka zbyt dużej ilości wprowadzonego ciepła. W tym przypadku oznacza to, że że część nie spełni wymagań klienta.
Szlifowanie i wykańczanie, często wykonywane ręcznie, wymaga zręczności i umiejętności. Błędy w wykańczaniu mogą być bardzo kosztowne, biorąc pod uwagę całą wartość, jaką nadano przedmiotowi obrabianemu. Dodanie drogich materiałów wrażliwych na ciepło, takich jak stal nierdzewna, przeróbki i złomowanie kosztów instalacji może być wyższe. W połączeniu z komplikacjami, takimi jak zanieczyszczenia i awarie pasywacji, niegdyś lukratywna praca ze stalą nierdzewną może zamienić się w wypadek przynoszący straty finansowe, a nawet niszczący reputację.
Jak producenci mogą temu wszystkiemu zapobiec? Mogą zacząć od poszerzenia wiedzy na temat szlifowania i wykańczania, zrozumienia roli, jaką każdy z nich pełni i tego, jak wpływają na obrabiane elementy ze stali nierdzewnej.
Nie są to synonimy. W rzeczywistości każdy ma zasadniczo inny cel. Szlifowanie usuwa materiały, takie jak zadziory i nadmiar stopiwa, podczas gdy wykańczanie zapewnia wykończenie powierzchni metalu. Zamieszanie jest zrozumiałe, biorąc pod uwagę, że ci, którzy szlifują dużymi ściernicami, bardzo szybko usuwają dużo metalu, co może pozostawić bardzo głębokie rysy. Ale podczas szlifowania zadrapania są tylko efektem końcowym;celem jest szybkie usuwanie materiału, zwłaszcza podczas pracy z metalami wrażliwymi na ciepło, takimi jak stal nierdzewna.
Wykańczanie odbywa się etapami, ponieważ operator zaczyna od większego ziarna i przechodzi do drobniejszych ściernic, włókninowych materiałów ściernych i być może filcu i pasty polerskiej, aby uzyskać lustrzane wykończenie. Celem jest osiągnięcie określonego końcowego wykończenia (wzór rys). Każdy krok (drobnsze ziarno) usuwa głębsze rysy z poprzedniego kroku i zastępuje je mniejszymi rysami.
Ponieważ szlifowanie i wykańczanie mają różne cele, często się nie uzupełniają i mogą w rzeczywistości działać przeciwko sobie, jeśli zastosowana zostanie niewłaściwa strategia dotycząca materiałów eksploatacyjnych. Aby usunąć nadmiar stopiwa, operatorzy używają tarcz szlifierskich do wykonania bardzo głębokich rys, a następnie przekazują część obciągaczowi, który teraz musi poświęcić dużo czasu na usunięcie tych głębokich rys. Ta sekwencja od szlifowania do wykańczania może nadal być najskuteczniejszym sposobem spełnienia wymagań klienta w zakresie wykończenia. Ale znowu, nie są to procesy uzupełniające.
Powierzchnie obrabianych elementów przeznaczone do obróbki na ogół nie wymagają szlifowania ani wykańczania. Części, które są szlifowane, robią to tylko dlatego, że szlifowanie jest najszybszym sposobem usunięcia spawów lub innego materiału, a głębokie rysy pozostawione przez ściernicę są dokładnie tym, czego oczekuje klient. Części, które wymagają tylko wykończenia, są produkowane w sposób, który nie wymaga nadmiernego usuwania materiału. Typowym przykładem jest część ze stali nierdzewnej z piękną spoiną osłoniętą wolframem gazowym, którą wystarczy zmieszać i dopasować do wzoru wykończenia podłoża.
Szlifierki z tarczami o małej szybkości usuwania mogą stanowić poważne wyzwanie podczas pracy ze stalą nierdzewną. Podobnie przegrzanie może powodować sinienie i zmianę właściwości materiału. Celem jest utrzymanie jak najniższej temperatury stali nierdzewnej podczas całego procesu.
W tym celu dobrze jest wybrać ściernicę o największej szybkości usuwania w zależności od zastosowania i budżetu. Tarcze cyrkonowe mielą szybciej niż korund, ale w większości przypadków najlepiej sprawdzają się tarcze ceramiczne.
Niezwykle twarde i ostre cząstki ceramiczne zużywają się w wyjątkowy sposób. Stopniowo rozpadając się, nie szlifują płasko, ale zachowują ostrą krawędź. Oznacza to, że mogą usuwać materiał bardzo szybko, często w ułamku czasu w porównaniu z innymi ściernicami. To generalnie sprawia, że ​​ceramiczne ściernice są warte swojej ceny. Są idealne do zastosowań ze stalą nierdzewną, ponieważ szybko usuwają duże wióry i wytwarzają mniej ciepła i odkształceń.
Bez względu na to, jaką ściernicę wybierze producent, należy pamiętać o potencjalnym zanieczyszczeniu. Większość producentów wie, że nie można używać tej samej ściernicy do stali węglowej i stali nierdzewnej. Wiele osób fizycznie oddziela operacje szlifowania stali węglowej i stali nierdzewnej. Nawet małe iskry ze stali węglowej spadające na elementy ze stali nierdzewnej mogą powodować problemy z zanieczyszczeniem. Wiele branż, takich jak przemysł farmaceutyczny i nuklearny, wymaga, aby materiały eksploatacyjne były klasyfikowane jako wolne od zanieczyszczeń. Oznacza to, że ściernice do stali nierdzewnej muszą być prawie wolne (mniej niż 0,1%) od żelaza, siarki i chloru ja.
Ściernice nie mogą same się szlifować;potrzebują elektronarzędzia. Każdy może chwalić się zaletami ściernic lub elektronarzędzi, ale w rzeczywistości elektronarzędzia i ich ściernice działają jako system. Tarcze ceramiczne są przeznaczone do szlifierek kątowych o określonej mocy i momencie obrotowym. Podczas gdy niektóre szlifierki pneumatyczne mają niezbędne specyfikacje, większość ściernic ceramicznych jest wykonywana za pomocą elektronarzędzi.
Szlifierki o niewystarczającej mocy i momencie obrotowym mogą powodować poważne problemy, nawet z najbardziej zaawansowanymi materiałami ściernymi. Brak mocy i momentu obrotowego może spowodować znaczne spowolnienie narzędzia pod ciśnieniem, zasadniczo uniemożliwiając cząstkom ceramicznym na ściernicy wykonywanie tego, do czego zostały zaprojektowane: szybkie usuwanie dużych kawałków metalu, zmniejszając w ten sposób ilość materiału termicznego przedostającego się do ściernicy.
To zaostrza błędne koło: operatorzy szlifierki widzą, że materiał nie jest usuwany, więc instynktownie naciskają mocniej, co z kolei powoduje nadmierne ciepło i sinienie. Na koniec naciskają tak mocno, że glazurują tarcze, co sprawia, że ​​pracują ciężej i wytwarzają więcej ciepła, zanim zdadzą sobie sprawę, że muszą wymienić tarcze. Jeśli pracujesz w ten sposób na cienkich rurkach lub arkuszach, przechodzą one prosto przez materiał.
Oczywiście, jeśli operatorzy nie są odpowiednio przeszkoleni, nawet z najlepszymi narzędziami, to błędne koło może się zdarzyć, zwłaszcza jeśli chodzi o nacisk, jaki wywierają na przedmiot obrabiany. Najlepszą praktyką jest zbliżenie się jak najbliżej znamionowego prądu znamionowego szlifierki. Jeśli operator używa szlifierki 10 A, powinien naciskać tak mocno, aby szlifierka pobierała około 10 A.
Korzystanie z amperomierza może pomóc w standaryzacji operacji szlifowania, jeśli producent przetwarza duże ilości drogiej stali nierdzewnej. Oczywiście niewiele operacji faktycznie korzysta z amperomierza regularnie, więc najlepiej jest uważnie słuchać. Jeśli operator słyszy i czuje, że obroty spadają gwałtownie, może naciskać zbyt mocno.
Słuchanie zbyt lekkich dotknięć (tj. zbyt małego nacisku) może być trudne, dlatego w takim przypadku zwrócenie uwagi na przepływ iskier może pomóc. Szlifowanie stali nierdzewnej spowoduje powstanie ciemniejszych iskier niż w przypadku stali węglowej, ale powinny one nadal być widoczne i wystawać z obszaru roboczego w spójny sposób. Jeśli operator nagle zauważy mniej iskier, może to być spowodowane niewystarczającym naciskiem lub oszkleniem tarczy.
Operatorzy muszą również utrzymywać stały kąt pracy. Jeśli zbliżają się do przedmiotu obrabianego pod prawie płaskim kątem (prawie równolegle do przedmiotu obrabianego), mogą spowodować rozległe przegrzanie;jeśli zbliżają się pod zbyt dużym kątem (prawie pionowo), ryzykują wbiciem krawędzi koła w metal. Jeśli używają ściernicy typu 27, powinni zbliżać się do pracy pod kątem od 20 do 30 stopni. Jeśli mają koła typu 29, ich kąt roboczy powinien wynosić około 10 stopni.
Ściernice typu 28 (stożkowe) są zwykle używane do szlifowania płaskich powierzchni w celu usunięcia materiału na szerszych ścieżkach szlifowania. Te stożkowe ściernice działają również najlepiej przy niższych kątach szlifowania (około 5 stopni), dzięki czemu zmniejszają zmęczenie operatora.
Wprowadza to kolejny krytyczny czynnik: wybór odpowiedniego typu ściernicy. Ściernica typu 27 ma punkt styku z metalową powierzchnią;koło typu 28 ma linię styku ze względu na swój stożkowy kształt;koło typu 29 ma powierzchnię styku.
Zdecydowanie najpowszechniejsze ściernice typu 27 nadają się do wielu zastosowań, ale ich kształt utrudnia obróbkę części o głębokich profilach i krzywiznach, takich jak spawane zespoły rur ze stali nierdzewnej. Kształt profilu ściernicy typu 29 ułatwia operatorom, którzy muszą szlifować kombinację zakrzywionych i płaskich powierzchni. w górę.
W rzeczywistości dotyczy to każdej ściernicy. Podczas szlifowania operator nie może pozostawać w tym samym miejscu przez długi czas. Załóżmy, że operator usuwa metal z pachwiny o długości kilku stóp. Może sterować ściernicą krótkimi ruchami w górę i w dół, ale może to spowodować przegrzanie przedmiotu obrabianego, ponieważ trzyma on ściernicę na małej powierzchni przez długi czas. w tym samym kierunku w pobliżu drugiego palca. Inne techniki działają, ale wszystkie mają jedną wspólną cechę: unikają przegrzania, utrzymując ściernicę w ruchu.
Powszechnie stosowane techniki „zgrzeblenia” również pomagają to osiągnąć. Załóżmy, że operator szlifuje spoinę czołową w pozycji płaskiej. Aby zmniejszyć naprężenia termiczne i nadmierne wkopywanie, unikał pchania szlifierki wzdłuż złącza. Zamiast tego zaczyna od końca i ciągnie szlifierkę wzdłuż złącza. Zapobiega to również nadmiernemu wbijaniu się ściernicy w materiał.
Oczywiście każda technika może przegrzać metal, jeśli operator porusza się zbyt wolno. Jedź zbyt wolno, a operator przegrzeje obrabiany przedmiot;zbyt szybko i szlifowanie może zająć dużo czasu. Znalezienie idealnego punktu posuwu zwykle wymaga doświadczenia. Ale jeśli operator nie jest zaznajomiony z pracą, może zeszlifować złom, aby „wyczuć” odpowiednią prędkość posuwu dla obrabianego przedmiotu.
Strategia wykańczania opiera się na stanie powierzchni materiału, który przybywa i opuszcza dział wykańczania. Zidentyfikuj punkt początkowy (otrzymany stan powierzchni) i punkt końcowy (wymagane wykończenie), a następnie zaplanuj znalezienie najlepszej ścieżki między tymi dwoma punktami.
Często najlepsza droga nie rozpoczyna się od bardzo agresywnego materiału ściernego. Może to zabrzmieć sprzecznie z intuicją. W końcu dlaczego nie zacząć od grubego piasku, aby uzyskać chropowatą powierzchnię, a następnie przejść do drobniejszego piasku? Czy rozpoczęcie od drobniejszego piasku nie byłoby bardzo nieefektywne?
Niekoniecznie ma to związek z naturą układania. W miarę jak każdy krok osiąga mniejsze ziarno, odżywka zastępuje głębsze rysy płytszymi, drobniejszymi rysami. Jeśli zaczną się od papieru ściernego o ziarnistości 40 lub krążka, pozostawią głębokie rysy na metalu. Byłoby wspaniale, gdyby te zarysowania zbliżyły powierzchnię do pożądanego wykończenia;dlatego istnieją materiały wykończeniowe o ziarnistości 40. Jeśli jednak klient zażąda wykończenia nr 4 (wykończenie szczotkowane kierunkowo), usunięcie głębokich rys utworzonych przez materiał ścierny nr 40 zajmie dużo czasu. Obrabiacze albo przechodzą przez różne rozmiary ziarna, albo spędzają dużo czasu, używając drobnoziarnistych materiałów ściernych, aby usunąć te duże rysy i zastąpić je mniejszymi rysami. To wszystko jest nie tylko nieefektywne, ale także wprowadza zbyt dużo ciepła do przedmiotu obrabianego.
Oczywiście stosowanie drobnoziarnistych materiałów ściernych na chropowatych powierzchniach może być powolne i w połączeniu ze słabą techniką może powodować zbyt duże wydzielanie ciepła. W tym przypadku pomocne mogą być tarcze lamelkowe typu „dwa w jednym” lub naprzemienne tarcze lamelkowe. Te tarcze zawierają płótno ścierne połączone z materiałami do obróbki powierzchni. Pozwalają skutecznie usuwać materiał ścierny, pozostawiając jednocześnie gładsze wykończenie.
Następnym krokiem końcowego wykańczania może być użycie włóknin, co ilustruje inną unikalną cechę wykańczania: proces ten działa najlepiej z elektronarzędziami o zmiennej prędkości. Szlifierka kątowa pracująca z prędkością 10 000 obr./min może pracować z niektórymi mediami szlifierskimi, ale spowoduje to całkowite stopienie niektórych włóknin. Z tego powodu wykańczacze zmniejszają prędkość do 3000–6000 obr./min przed rozpoczęciem etapu wykańczania z włókninami. Oczywiście dokładna prędkość zależy od zastosowania i materiałów eksploatacyjnych. na przykład bębny włókninowe zazwyczaj obracają się z prędkością od 3000 do 4000 obr./min, podczas gdy tarcze do obróbki powierzchni zwykle obracają się z prędkością od 4000 do 6000 obr./min.
Posiadanie odpowiednich narzędzi (szlifierki o zmiennej prędkości, różne środki do wykańczania) i określenie optymalnej liczby kroków zasadniczo zapewnia mapę, która ujawnia najlepszą ścieżkę między materiałem wejściowym a gotowym. Dokładna ścieżka różni się w zależności od zastosowania, ale doświadczeni trymerzy podążają tą ścieżką, stosując podobne techniki przycinania.
Wałki z włókniny uzupełniają powierzchnię ze stali nierdzewnej. W celu wydajnego wykańczania i optymalnej trwałości materiałów eksploatacyjnych różne środki wykańczające pracują z różnymi prędkościami obrotowymi.
Po pierwsze, nie spieszą się. Jeśli widzą, jak cienki przedmiot ze stali nierdzewnej się nagrzewa, przestają wykańczać jeden obszar i zaczynają drugi. Mogą też pracować nad dwoma różnymi artefaktami w tym samym czasie. Pracują trochę nad jednym, a potem nad drugim, dając drugiemu przedmiotowi czas na ostygnięcie.
Podczas polerowania na lustrzany połysk polerka może polerować krzyżowo za pomocą bębna polerskiego lub tarczy polerskiej w kierunku prostopadłym do poprzedniego kroku. Szlifowanie krzyżowe podkreśla obszary, które muszą wtopić się w poprzedni wzór zarysowań, ale nadal nie uzyskają lustrzanego wykończenia nr 8. Po usunięciu wszystkich zadrapań do uzyskania pożądanego błyszczącego wykończenia wymagana jest ściereczka filcowa i tarcza polerska.
Aby osiągnąć odpowiednie wykończenie, producenci muszą zapewnić wykończeniowcom odpowiednie narzędzia, w tym rzeczywiste narzędzia i nośniki, a także narzędzia komunikacyjne, takie jak ustanowienie standardowych próbek w celu określenia, jak powinno wyglądać określone wykończenie. Próbki te (umieszczone w pobliżu działu wykończeniowego, w dokumentach szkoleniowych i materiałach sprzedażowych) pomagają wszystkim znaleźć się na tej samej stronie.
W przypadku rzeczywistego oprzyrządowania (w tym elektronarzędzi i materiałów ściernych) geometria niektórych części może stanowić wyzwanie nawet dla najbardziej doświadczonych pracowników działu wykończeniowego. Tutaj z pomocą mogą przyjść profesjonalne narzędzia.
Załóżmy, że operator musi wykonać montaż cienkościennych rur ze stali nierdzewnej. Używanie tarcz lamelkowych lub nawet bębnów może powodować problemy, powodować przegrzanie, a czasem nawet spłaszczenie samej rury. Tutaj mogą pomóc szlifierki taśmowe przeznaczone do rur. Taśma przenośnika owija się wokół większości średnicy rury, rozkładając punkty styku, zwiększając wydajność i zmniejszając dopływ ciepła. To powiedziawszy, podobnie jak w przypadku wszystkiego innego, obciągacz nadal musi przenieść szlifierkę taśmową w inne miejsce, aby złagodzić nadmierne gromadzenie się ciepła i uniknąć sinienia.
To samo dotyczy innych profesjonalnych narzędzi wykańczających. Weźmy pod uwagę szlifierkę taśmową palcową przeznaczoną do pracy w ciasnych przestrzeniach. Wykańczacz może jej użyć do śledzenia spoiny pachwinowej między dwiema deskami pod ostrym kątem. Zamiast przesuwać szlifierkę taśmową palcową w pionie (coś w rodzaju szczotkowania zębów), obciągacz przesuwa ją poziomo wzdłuż górnej części spoiny pachwinowej, a następnie dolnej, upewniając się, że szlifierka palcowa nie pozostaje w jednym zbyt długo.
Spawanie, szlifowanie i wykańczanie stali nierdzewnej wprowadza kolejną komplikację: zapewnienie odpowiedniej pasywacji. Czy po tych wszystkich zakłóceniach na powierzchni materiału pozostają jakieś zanieczyszczenia, które uniemożliwiłyby naturalne tworzenie się warstwy chromu na całej powierzchni stali nierdzewnej? Ostatnią rzeczą, jakiej chce producent, jest wściekły klient narzekający na zardzewiałe lub zanieczyszczone części. W tym miejscu wchodzi w grę odpowiednie czyszczenie i identyfikowalność.
Czyszczenie elektrochemiczne może pomóc w usunięciu zanieczyszczeń w celu zapewnienia właściwej pasywacji, ale kiedy należy to zrobić? To zależy od zastosowania. Jeśli producenci czyszczą stal nierdzewną w celu promowania pełnej pasywacji, zwykle robią to natychmiast po spawaniu. Nieprzestrzeganie tego oznacza, że ​​środek wykańczający może zbierać zanieczyszczenia z powierzchni przedmiotu obrabianego i rozprzestrzeniać je w innych miejscach. Jednak w niektórych krytycznych zastosowaniach producenci mogą zdecydować się na wprowadzenie dodatkowych etapów czyszczenia — być może nawet testowanie prawidłowej pasywacji, zanim stal nierdzewna opuści halę produkcyjną.
Załóżmy, że producent spawa krytyczny element ze stali nierdzewnej dla przemysłu nuklearnego. Profesjonalny spawacz łukowy z elektrodą wolframową tworzy doskonały szew, który wygląda idealnie. Ale znowu jest to krytyczne zastosowanie. Pracownik działu wykańczania używa szczotki podłączonej do systemu czyszczenia elektrochemicznego w celu oczyszczenia powierzchni spoiny. dzień lub dwa, użyj ręcznego urządzenia testowego, aby przetestować część pod kątem prawidłowej pasywacji. Wyniki, zarejestrowane i przechowywane wraz z zadaniem, wykazały, że część została w pełni pasywowana przed opuszczeniem fabryki.
W większości zakładów produkcyjnych szlifowanie, wykańczanie i czyszczenie pasywacji stali nierdzewnej zwykle odbywa się na końcu łańcucha dostaw. W rzeczywistości są one zwykle wykonywane na krótko przed wysłaniem zadania.
Niewłaściwie wykończone części generują jedne z najdroższych złomów i przeróbek, więc warto, aby producenci ponownie przyjrzeli się swoim działom szlifierskim i wykańczającym. Ulepszenia w szlifowaniu i wykańczaniu pomagają złagodzić główne wąskie gardła, poprawić jakość, wyeliminować bóle głowy, a co najważniejsze, zwiększyć zadowolenie klientów.
FABRICATOR to wiodący północnoamerykański magazyn branżowy zajmujący się formowaniem metali i produkcją. Magazyn zawiera wiadomości, artykuły techniczne i historie przypadków, które umożliwiają producentom wydajniejsze wykonywanie pracy. FABRICATOR obsługuje branżę od 1970 roku.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The FABRICATOR, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie The Tube & Pipe Journal jest teraz w pełni dostępne, zapewniając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej edycji STAMPING Journal, która zawiera najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i nowości branżowe na rynku tłoczenia metali.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The Fabricator en Español, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.