Wzdłużne spoiny w prętach ze stali nierdzewnej są gratowane elektrochemicznie w celu zapewnienia odpowiedniej pasywacji.Zdjęcie dzięki uprzejmości firmy Walter Surface Technologies
Wyobraź sobie, że producent zawiera kontrakt na wyprodukowanie kluczowego produktu ze stali nierdzewnej.Arkusze blachy i rury są cięte, gięte i spawane przed wysłaniem do stacji wykończeniowej.Część składa się z płyt przyspawanych pionowo do rury.Spawy wyglądają dobrze, ale nie jest to idealna cena, jakiej szuka kupujący.W rezultacie szlifierka traci czas na usuwanie większej ilości spoiny niż zwykle.Potem, niestety, na powierzchni pojawił się wyraźny błękit – wyraźna oznaka zbyt dużej ilości wprowadzonego ciepła.W tym przypadku oznacza to, że część nie będzie spełniała wymagań klienta.
Często wykonywane ręcznie, szlifowanie i wykańczanie wymagają zręczności i kunsztu.Błędy w wykańczaniu mogą być bardzo kosztowne, biorąc pod uwagę całą wartość, jaką przyłożono do przedmiotu obrabianego.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 opłacalna operacja stali nierdzewnej może stać się nieopłacalna, a nawet zaszkodzić reputacji.
Jak producenci zapobiegają temu wszystkiemu?Mogą zacząć od poszerzenia swojej wiedzy na temat szlifowania i wykańczania, zrozumienia roli, jaką odgrywają i ich wpływu na elementy ze stali nierdzewnej.
To nie są synonimy.W rzeczywistości każdy ma zasadniczo inne cele.Szlifowanie usuwa materiały, takie jak zadziory i nadmiar metalu spoiny, podczas gdy wykańczanie zapewnia dokładne wykończenie powierzchni metalu.Zamieszanie jest zrozumiałe, biorąc pod uwagę, że ci, którzy szlifują dużymi ściernicami, bardzo szybko usuwają dużo metalu, a przy tym mogą pozostać bardzo głębokie rysy.Ale podczas szlifowania zadrapania są tylko konsekwencją, celem jest szybkie usunięcie materiału, szczególnie podczas pracy z metalami wrażliwymi na ciepło, takimi jak stal nierdzewna.
Wykańczanie odbywa się etapami, gdy operator zaczyna od grubszego ziarna i przechodzi do drobniejszych ściernic, włókninowych materiałów ściernych i ewentualnie filcu i pasty polerskiej, aby uzyskać lustrzane wykończenie.Celem jest osiągnięcie określonego końcowego wykończenia (wzór zarysowań).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 ze sobą konkurować, jeśli stosowana jest niewłaściwa strategia dotycząca materiałów eksploatacyjnych.Aby usunąć nadmiar metalu spoiny, operator wykonuje bardzo głębokie rysy za pomocą ściernicy, a następnie przekazuje część do obciągacza, który teraz musi poświęcić dużo czasu na usuwanie tych głębokich rys.Ta sekwencja od szlifowania do wykańczania nadal może być najskuteczniejszym sposobem spełnienia wymagań klienta w zakresie wykańczania.Ale znowu, nie są to dodatkowe procesy.
Powierzchnie przedmiotu obrabianego zaprojektowane z myślą o obróbce 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 oczekiwał klient.Części wymagające jedynie wykończenia są produkowane w taki sposób, że nie jest wymagane nadmierne usuwanie materiału.Typowym przykładem jest część ze stali nierdzewnej z piękną spoiną chronioną przez elektrodę wolframową, którą wystarczy zmieszać i dopasować do wzoru wykończenia podłoża.
Szlifierki z tarczami o niskim usuwaniu materiału mogą stwarzać poważne problemy podczas pracy ze stalą nierdzewną.Podobnie przegrzanie może spowodować sinienie i zmianę właściwości materiału.Celem jest utrzymanie stali nierdzewnej tak zimnej, jak to możliwe przez cały proces.
W tym celu pomaga wybrać ściernicę o największej szybkości usuwania dla danego zastosowania i budżetu.Tarcze cyrkonowe mielą szybciej niż tlenek glinu, ale w większości przypadków tarcze ceramiczne sprawdzają się najlepiej.
Niezwykle mocne i ostre cząsteczki ceramiczne są noszone w wyjątkowy sposób.W miarę stopniowego rozpadu nie stają się płaskie, lecz zachowują ostrą krawędź.Oznacza to, że mogą bardzo szybko usuwać materiał, często kilka razy szybciej niż inne ściernice.Ogólnie rzecz biorąc, ceramiczne ściernice są warte swojej ceny.Idealnie nadają się do obróbki stali nierdzewnej, ponieważ szybko usuwają duże wióry i wytwarzają mniej ciepła i deformacji.
Niezależnie od tego, jaką ściernicę wybierze producent, należy mieć na uwadze potencjalne zanieczyszczenie.Większość producentów wie, że nie można używać tej samej ściernicy zarówno do stali węglowej, jak i stali nierdzewnej.Wiele osób fizycznie oddziela operacje szlifowania stali węglowej i nierdzewnej.Nawet małe iskry ze stali węglowej spadające na części ze stali nierdzewnej mogą powodować problemy z zanieczyszczeniem.Wiele gałęzi przemysłu, takich jak przemysł farmaceutyczny i nuklearny, wymaga, aby materiały eksploatacyjne były klasyfikowane jako niezanieczyszczające.Oznacza to, że ściernice ze stali nierdzewnej muszą być praktycznie wolne (mniej niż 0,1%) od żelaza, siarki i chloru.
Ściernice same się nie szlifują, potrzebują elektronarzędzia.Każdy może reklamować zalety ściernic lub elektronarzędzi, ale w rzeczywistości elektronarzędzia i ich ściernice działają jako system.Ściernice ceramiczne przeznaczone są do szlifierek kątowych o określonej mocy i momencie obrotowym.Podczas gdy niektóre szlifierki pneumatyczne mają wymagane specyfikacje, w większości przypadków szlifowanie tarcz ceramicznych odbywa się za pomocą elektronarzędzi.
Szlifierki o niewystarczającej mocy i momencie obrotowym mogą powodować poważne problemy nawet z najnowocześniejszymi materiałami ściernymi.Brak mocy i momentu obrotowego może spowodować znaczne spowolnienie narzędzia pod ciśnieniem, zasadniczo uniemożliwiając cząsteczkom 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.Ściernica.
To zaostrza błędne koło: szlifierze widzą, że żaden materiał nie jest usuwany, więc instynktownie naciskają mocniej, co z kolei powoduje nadmierne ciepło i sinienie.W końcu naciskają tak mocno, że glazurują koła, co zmusza ich do cięższej pracy i generowania większej ilości ciepła, zanim zdadzą sobie sprawę, że muszą zmienić koła.Jeśli pracujesz w ten sposób z cienkimi rurkami lub arkuszami, przechodzą one przez materiał.
Oczywiście, jeśli operatorzy nie są odpowiednio przeszkoleni, nawet z najlepszymi narzędziami, to błędne koło może wystąpić, zwłaszcza jeśli chodzi o nacisk, jaki wywierają na obrabiany przedmiot.Najlepszą praktyką jest zbliżenie się jak najbardziej do prądu znamionowego szlifierki.Jeśli operator używa szlifierki 10 A, musi naciskać tak mocno, aby szlifierka pobierała około 10 A.
Zastosowanie amperomierza może pomóc w standaryzacji operacji szlifowania, jeśli producent przetwarza dużą ilość drogiej stali nierdzewnej.Oczywiście w niewielu operacjach regularnie używa się amperomierza, więc najlepiej słuchać uważnie.Jeśli operator słyszy i czuje gwałtowny spadek obrotów, być może naciska zbyt mocno.
Słuchanie zbyt lekkich dotknięć (tj. zbyt małego nacisku) może być trudne, więc zwracanie uwagi na przepływ iskier może w tym przypadku pomóc.Szlifowanie stali nierdzewnej wytwarza ciemniejsze iskry niż w przypadku stali węglowej, ale powinny one nadal być widoczne i równomiernie wystawać z obszaru roboczego.Jeśli operator nagle zobaczy mniej iskier, może to być spowodowane niedostateczną siłą lub brakiem oszklenia tarczy.
Operatorzy muszą również utrzymywać stały kąt pracy.Jeśli zbliżają się do przedmiotu obrabianego pod kątem prawie prostym (prawie równolegle do przedmiotu obrabianego), mogą spowodować znaczne przegrzanie;jeśli podejdą pod zbyt dużym kątem (prawie pionowo), ryzykują uderzeniem krawędzią koła w metal.Jeśli używają koła typu 27, powinni podchodzić do pracy pod kątem od 20 do 30 stopni.Jeśli mają koła typu 29, ich kąt pracy 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 tarcze działają również najlepiej przy niższych kątach szlifowania (około 5 stopni), dzięki czemu pomagają zmniejszyć zmęczenie operatora.
Wprowadza to kolejny ważny czynnik: wybór odpowiedniego typu ściernicy.Koło typu 27 ma metalową powierzchnię styku, koło typu 28 ma linię styku ze względu na swój stożkowy kształt, koło typu 29 ma powierzchnię styku.
Obecnie najpopularniejsze ściernice typu 27 nadają się do pracy w wielu obszarach, ale ich kształt utrudnia pracę z głęboko profilowanymi częściami i krzywiznami, takimi jak spawane zespoły rur ze stali nierdzewnej.Kształt profilu ściernicy typu 29 ułatwia pracę operatorom, którzy muszą szlifować powierzchnie zakrzywione i płaskie.Ściernica typu 29 osiąga to poprzez zwiększenie powierzchni styku, co oznacza, że ​​operator nie musi spędzać dużo czasu na szlifowaniu w każdym miejscu – dobra strategia ograniczania gromadzenia się ciepła.
W rzeczywistości dotyczy to każdej ściernicy.Podczas szlifowania operator nie powinien pozostawać w tym samym miejscu przez długi czas.Załóżmy, że operator usuwa metal z zaokrąglenia o długości kilku stóp.Może napędzać tarczę krótkimi ruchami w górę iw dół, ale może to spowodować przegrzanie przedmiotu obrabianego, ponieważ utrzymuje tarczę na małym obszarze przez długi czas.Aby zmniejszyć dopływ ciepła, operator może wykonać całą spoinę w jednym kierunku na jednym końcu, a następnie podnieść narzędzie (pozwalając na ostygnięcie przedmiotu obrabianego) i przekazać przedmiot w tym samym kierunku drugim końcem.Inne metody działają, ale wszystkie mają jedną wspólną cechę: unikają przegrzania, utrzymując ściernicę w ruchu.
Pomagają w tym również powszechnie stosowane metody „czesania”.Załóżmy, że operator szlifuje spoinę czołową w pozycji płaskiej.Aby zmniejszyć naprężenia termiczne i nadmierne kopanie, unikał pchania szlifierki wzdłuż złącza.Zamiast tego zaczyna od końca i przesuwa szlifierkę wzdłuż złącza.Zapobiega to również zbyt głębokiemu zagłębianiu się ściernicy w materiał.
Oczywiście każda technika może przegrzać metal, jeśli operator pracuje zbyt wolno.Pracuj zbyt wolno, a operator przegrzeje obrabiany przedmiot;jeśli poruszasz się zbyt szybko, szlifowanie może zająć dużo czasu.Znalezienie najlepszego punktu dla prędkości posuwu zwykle wymaga doświadczenia.Ale jeśli operator nie jest zaznajomiony z pracą, może zeszlifować złom, aby „wyczuć” odpowiednią prędkość posuwu dla przedmiotu obrabianego.
Strategia wykańczania zależy od stanu powierzchni materiału na wejściu i wyjściu z działu wykańczania.Określ punkt początkowy (uzyskany stan powierzchni) i punkt końcowy (wymagane wykończenie), a następnie zaplanuj znalezienie najlepszej ścieżki między tymi dwoma punktami.
Często najlepsza droga nie zaczyna się od bardzo agresywnego materiału ściernego.Może się to wydawać sprzeczne z intuicją.W końcu dlaczego nie zacząć od grubego piasku, aby uzyskać chropowatą powierzchnię, a następnie przejść do drobniejszego piasku?Czy rozpoczęcie od drobniejszego ziarna nie byłoby bardzo nieefektywne?
Niekoniecznie, to znów ma związek z charakterem porównania.Gdy na każdym kroku uzyskuje się drobniejsze ziarno, odżywka zastępuje głębsze rysy drobniejszymi, drobniejszymi.Jeśli zaczną od papieru ściernego o ziarnistości 40 lub patelni z klapką, pozostawią głębokie rysy na metalu.Byłoby wspaniale, gdyby te zadrapania przybliżyły powierzchnię do pożądanego wykończenia, dlatego dostępne są materiały wykończeniowe o ziarnistości 40.Jeśli jednak klient zażąda wykończenia nr 4 (szlifowanie kierunkowe), usunięcie głębokich rys pozostawionych przez ziarno nr 40 zajmuje dużo czasu.Rzemieślnicy albo używają różnych rozmiarów ziarna, albo spędzają dużo czasu przy użyciu drobnoziarnistych materiałów ściernych, aby usunąć te duże zadrapania i zastąpić je mniejszymi.Wszystko to jest nie tylko nieefektywne, ale także nadmiernie nagrzewa obrabiany przedmiot.
Oczywiście stosowanie drobnoziarnistych materiałów ściernych na szorstkich powierzchniach może być powolne i w połączeniu ze słabą techniką powoduje nadmierne wydzielanie ciepła.Pomogą w tym dyski typu „dwa w jednym” lub schodkowe.Tarcze te zawierają tkaniny ścierne połączone z materiałami do obróbki powierzchni.Skutecznie pozwalają rzemieślnikowi na użycie materiałów ściernych do usunięcia materiału, pozostawiając gładsze wykończenie.
Następnym etapem wykańczania może być użycie włókniny, co ilustruje kolejną unikalną cechę wykańczania: proces najlepiej sprawdza się przy użyciu elektronarzędzi o zmiennej prędkości.Szlifierka kątowa pracująca z prędkością 10 000 obr./min może poradzić sobie z niektórymi materiałami ściernymi, ale całkowicie stopi niektóre materiały włókninowe.Z tego powodu wykańczacze zwalniają do 3000-6000 obr./min przed wykończeniem włóknin.Oczywiście dokładna prędkość zależy od zastosowania i materiałów eksploatacyjnych.Na przykład bębny z włókniną zwykle obracają się z prędkością od 3000 do 4000 obr./min, podczas gdy tarcze do obróbki powierzchni zazwyczaj obracają się z prędkością od 4000 do 6000 obr./min.
Posiadanie odpowiednich narzędzi (szlifierki o zmiennej prędkości, różne materiały wykończeniowe) i określenie optymalnej liczby kroków w zasadzie zapewnia mapę, która pokazuje najlepszą ścieżkę między materiałem wejściowym a gotowym.Dokładna ścieżka zależy od zastosowania, ale doświadczeni trymerzy podążają tą ścieżką, stosując podobne metody przycinania.
Rolki z włókniny uzupełniają powierzchnię ze stali nierdzewnej.Aby zapewnić wydajne wykańczanie i optymalną trwałość materiałów eksploatacyjnych, różne materiały wykończeniowe pracują z różnymi prędkościami obrotowymi.
Po pierwsze, zajmują czas.Jeśli widzą, że cienki kawałek stali nierdzewnej się nagrzewa, przestają wykańczać w jednym miejscu i zaczynają w innym.Lub mogą pracować nad dwoma różnymi artefaktami w tym samym czasie.Pracuj trochę na jednym, a następnie na drugim, dając drugiemu elementowi czas na ostygnięcie.
Podczas polerowania na lustrzany połysk polerka może polerować krzyżowo bębnem polerskim lub tarczą polerską w kierunku prostopadłym do poprzedniego kroku.Szlifowanie krzyżowe podkreśla obszary, które powinny połączyć się z poprzednim wzorem rys, ale nadal nie nadaje powierzchni lustrzanego wykończenia nr 8.Po usunięciu wszystkich zarysowań potrzebna będzie filcowa ściereczka i podkładka polerska, aby uzyskać pożądane błyszczące wykończenie.
Aby uzyskać odpowiednie wykończenie, producenci muszą zapewnić wykończeniowcom odpowiednie narzędzia, w tym rzeczywiste narzędzia i materiały, a także narzędzia komunikacyjne, takie jak tworzenie standardowych próbek w celu określenia, jak powinno wyglądać określone wykończenie.Te próbki (wywieszane obok działu wykańczania, w dokumentach szkoleniowych i materiałach sprzedażowych) pomagają wszystkim nadawać na tych samych falach.
Jeśli chodzi o faktyczne oprzyrządowanie (w tym elektronarzędzia i materiały ścierne), geometria niektórych części może stanowić wyzwanie nawet dla najbardziej doświadczonego zespołu wykończeniowego.Pomoże to profesjonalnym narzędziom.
Załóżmy, że operator musi zmontować cienkościenną rurę ze stali nierdzewnej.Używanie tarcz lamelkowych lub nawet bębnów może prowadzić do problemów, przegrzania, a czasem nawet spłaszczenia samej tuby.Tutaj mogą pomóc szlifierki taśmowe przeznaczone do rur.Taśma przenośnika pokrywa większą część średnicy rury, rozprowadzając punkty styku, zwiększając wydajność i zmniejszając dopływ ciepła.Jednak, podobnie jak w przypadku wszystkiego innego, rzemieślnik nadal musi przenieść szlifierkę taśmową w inne miejsce, aby zmniejszyć nadmierne gromadzenie się ciepła i uniknąć sinienia.
To samo dotyczy innych profesjonalnych narzędzi do wykańczania.Rozważ szlifierkę taśmową zaprojektowaną do trudno dostępnych miejsc.Wykańczacz może go użyć do wykonania spoiny pachwinowej między dwiema deskami pod ostrym kątem.Zamiast przesuwać szlifierkę taśmową w pionie (coś w rodzaju mycia zębów), technik przesuwa ją poziomo wzdłuż górnej krawędzi spoiny pachwinowej, a następnie wzdłuż dolnej, upewniając się, że szlifierka palcowa nie pozostaje zbyt długo w jednym miejscu.przez długi czas.długi .
Spawanie, szlifowanie i wykańczanie stali nierdzewnej wiąże się z kolejnym wyzwaniem: zapewnieniem odpowiedniej pasywacji.Czy po tych wszystkich zakłóceniach na powierzchni materiału pozostały jakiekolwiek zanieczyszczenia, które uniemożliwiłyby naturalne tworzenie się warstwy chromu ze stali nierdzewnej na całej powierzchni?Ostatnią rzeczą, jakiej potrzebuje producent, jest zły klient narzekający na zardzewiałe lub brudne części.W tym miejscu wchodzi w grę odpowiednie czyszczenie i identyfikowalność.
Czyszczenie elektrochemiczne może pomóc usunąć zanieczyszczenia w celu zapewnienia odpowiedniej pasywacji, ale kiedy należy to czyszczenie wykonać?To zależy od aplikacji.Jeśli producenci czyszczą stal nierdzewną, aby zapewnić całkowitą pasywację, zwykle robią to natychmiast po spawaniu.Niezastosowanie się do tego oznacza, że ​​środek wykańczający może wchłonąć zanieczyszczenia powierzchniowe z przedmiotu obrabianego i rozprowadzić je w inne miejsca.Jednak w przypadku niektórych krytycznych zastosowań producenci mogą dodać dodatkowe etapy czyszczenia — być może nawet testowanie odpowiedniej pasywacji, zanim stal nierdzewna opuści halę produkcyjną.
Załóżmy, że producent spawa ważny element ze stali nierdzewnej dla przemysłu nuklearnego.Profesjonalny spawacz łukiem wolframowym tworzy gładki szew, który wygląda idealnie.Ale znowu jest to krytyczna aplikacja.Członek działu wykończeniowego używa szczotki podłączonej do elektrochemicznego systemu czyszczącego do czyszczenia powierzchni spoiny.Następnie przeszlifował spoinę za pomocą włókninowego materiału ściernego i szmatki do wycierania i wykończył wszystko do uzyskania gładkiej powierzchni.Potem przychodzi ostatnia szczotka z elektrochemicznym systemem czyszczenia.Po dniu lub dwóch przestojów użyj przenośnego testera, aby sprawdzić, czy część jest prawidłowo pasywowana.Wyniki, zarejestrowane i zapisane wraz z zadaniem, pokazały, że część została w pełni pasywowana przed opuszczeniem fabryki.
W większości zakładów produkcyjnych szlifowanie, wykańczanie i czyszczenie pasywacji stali nierdzewnej zwykle odbywa się w kolejnych etapach.W rzeczywistości są one zwykle wykonywane na krótko przed złożeniem pracy.
Niewłaściwie obrobione części powodują jedne z najdroższych złomów i przeróbek, więc warto, aby producenci ponownie przyjrzeli się swoim działom szlifowania i wykańczania.Ulepszenia w zakresie szlifowania i wykańczania pomagają wyeliminować kluczowe wąskie gardła, poprawić jakość, wyeliminować bóle głowy i, co najważniejsze, zwiększyć zadowolenie klientów.
FABRICATOR to wiodący magazyn zajmujący się produkcją i formowaniem stali w Ameryce Północnej.Magazyn publikuje wiadomości, artykuły techniczne i historie sukcesu, które umożliwiają producentom wydajniejsze wykonywanie ich pracy.FABRICATOR istnieje w branży 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.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, zawierającego najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dotyczące rynku tłoczenia metali.
Teraz dzięki pełnemu cyfrowemu dostępowi do The Fabricator en Español masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.