Para garantir a passivação adequada, os técnicos limpam eletroquimicamente as soldas longitudinais das seções laminadas de aço inoxidável. Imagem cortesia de Walter Surface Technologies
Imagine que um fabricante celebre um contrato envolvendo a fabricação de aço inoxidável.As seções de chapas metálicas e tubos são cortadas, dobradas e soldadas antes de chegarem a uma estação de acabamento.A peça consiste em placas soldadas verticalmente ao tubo.As soldas parecem boas, mas não é a moeda perfeita que o cliente está procurando.Como resultado, o esmerilhador gasta mais tempo removendo mais metal de solda do que o normal.Então, infelizmente, alguns azuis distintos apareceram na superfície - um sinal claro de entrada excessiva de calor.Nesse caso, isso significa que a peça não atenderá aos requisitos do cliente.
Frequentemente executadas manualmente, a retificação e o acabamento exigem destreza e habilidade.Erros no acabamento podem ser muito caros, dado todo o valor que foi dado à peça de trabalho.Adicionar materiais caros e sensíveis ao calor, como aço inoxidável, retrabalho e sucata, os custos de instalação podem ser maiores.Combinado com complicações, como falhas de contaminação e passivação, um trabalho lucrativo de aço inoxidável pode se transformar em uma perda de dinheiro ou até mesmo em um acidente prejudicial à reputação.
Como os fabricantes evitam tudo isso? Eles podem começar desenvolvendo seus conhecimentos sobre retificação e acabamento, entendendo as funções que cada um desempenha e como elas afetam as peças de aço inoxidável.
Eles não são sinônimos.Na verdade, todo mundo tem um objetivo fundamentalmente diferente.A retificação remove materiais como rebarbas e excesso de metal de solda, enquanto o acabamento fornece um acabamento na superfície do metal.A confusão é compreensível, considerando que aqueles que retificam com rebolos grandes removem muito metal muito rapidamente e isso pode deixar arranhões muito profundos.Mas na retificação, os arranhões são apenas um efeito colateral;o objetivo é remover o material rapidamente, especialmente ao trabalhar com metais sensíveis ao calor, como o aço inoxidável.
O acabamento é feito em etapas, à medida que o operador começa com um grão maior e progride para rebolos mais finos, abrasivos não tecidos e talvez pano de feltro e pasta de polimento para obter um acabamento espelhado. O objetivo é obter um certo acabamento final (padrão de arranhão). Cada etapa (o grão mais fino) remove os arranhões mais profundos da etapa anterior e os substitui por arranhões menores.
Como a retificação e o acabamento têm objetivos diferentes, muitas vezes eles não se complementam e podem realmente jogar um contra o outro se a estratégia errada de consumíveis for usada. Para remover o excesso de metal de solda, os operadores usam rebolos para fazer arranhões muito profundos e, em seguida, entregam a peça a um aparador, que agora precisa gastar muito tempo removendo esses arranhões profundos. Essa sequência de retificação ao acabamento ainda pode ser a maneira mais eficiente de atender aos requisitos de acabamento do cliente. Mas, novamente, eles não são processos complementares.
Superfícies de peças de trabalho projetadas para fabricação geralmente não requerem retificação e acabamento.As peças que são retificadas só fazem isso porque a retificação é a maneira mais rápida de remover soldas ou outro material e os arranhões profundos deixados pelo rebolo são exatamente o que o cliente deseja.As peças que requerem apenas acabamento são fabricadas de uma forma que não requer remoção excessiva de material.Um exemplo típico é uma peça de aço inoxidável com uma bela solda protegida por gás de tungstênio que só precisa ser misturada e combinada com o padrão de acabamento do substrato.
Retíficas com rebolos de baixa remoção podem apresentar desafios significativos ao trabalhar com aço inoxidável. Da mesma forma, o superaquecimento pode causar o azulamento e alterar as propriedades do material. O objetivo é manter o aço inoxidável o mais frio possível durante todo o processo.
Para isso, ajuda selecionar o rebolo com a taxa de remoção mais rápida para a aplicação e o orçamento. Rebolos de zircônia retificam mais rápido que alumina, mas na maioria dos casos, rebolos de cerâmica funcionam melhor.
Partículas de cerâmica extremamente duras e afiadas se desgastam de uma maneira única. À medida que se desintegram gradualmente, elas não ficam planas, mas mantêm uma aresta afiada. Isso significa que elas podem remover o material muito rapidamente, geralmente em uma fração do tempo de outros rebolos. Isso geralmente faz com que os rebolos de cerâmica valham o dinheiro.
Independentemente da roda de moagem que um fabricante escolhe, a contaminação potencial precisa ser lembrada. A maioria dos fabricantes sabe que não pode usar a mesma roda de moagem em aço carbono e aço inoxidável. Muitas pessoas separam fisicamente suas operações de moagem de carbono e aço inoxidável. Que as rodas de moagem para aço inoxidável devem ser quase livres (menos de 0,1%) de ferro, enxofre e cloro.
Os rebolos não podem moer sozinhos;eles precisam de uma ferramenta elétrica. Qualquer um pode elogiar os benefícios dos rebolos ou ferramentas elétricas, mas a realidade é que as ferramentas elétricas e seus rebolos funcionam como um sistema.
Retificadoras com potência e torque insuficientes podem causar sérios problemas, mesmo com os abrasivos mais avançados. A falta de potência e torque pode fazer com que a ferramenta desacelere significativamente sob pressão, impedindo essencialmente que as partículas de cerâmica no rebolo façam o que foram projetadas para fazer: remover rapidamente grandes pedaços de metal, reduzindo assim a quantidade de material térmico que entra no rebolo.
Isso agrava um ciclo vicioso: os operadores de retífica percebem que o material não está sendo removido e, por isso, instintivamente empurram com mais força, o que, por sua vez, gera excesso de calor e azulamento. Eles acabam pressionando com tanta força que esmaltam os rebolos, o que os faz trabalhar mais e gerar mais calor antes de perceberem que precisam substituir os rebolos. Se você trabalhar dessa maneira em tubos ou chapas finas, eles acabam atravessando o material.
Claro, se os operadores não forem devidamente treinados, mesmo com as melhores ferramentas, esse ciclo vicioso pode acontecer, especialmente quando se trata da pressão que eles colocam na peça de trabalho. A melhor prática é chegar o mais próximo possível da corrente nominal do esmeril.
O uso de um amperímetro pode ajudar a padronizar as operações de retificação se o fabricante processar grandes quantidades de aço inoxidável caro. É claro que poucas operações realmente usam um amperímetro regularmente, portanto, sua melhor aposta é ouvir com atenção. Se o operador ouvir e sentir que a RPM cai rapidamente, pode estar pressionando demais.
Ouvir toques muito leves (ou seja, pouca pressão) pode ser difícil, portanto, neste caso, prestar atenção ao fluxo de faíscas pode ajudar. A retificação de aço inoxidável produzirá faíscas mais escuras do que aço carbono, mas elas ainda devem ser visíveis e se projetar da área de trabalho de maneira consistente.
Os operadores também precisam manter um ângulo de trabalho consistente. Se eles se aproximarem da peça de trabalho em um ângulo quase plano (quase paralelo à peça de trabalho), poderão causar superaquecimento excessivo;se eles se aproximarem em um ângulo muito alto (quase vertical), correm o risco de cravar a borda da roda no metal. Se estiverem usando uma roda Tipo 27, devem abordar o trabalho em um ângulo de 20 a 30 graus. Se tiverem rodas Tipo 29, seu ângulo de trabalho deve ser em torno de 10 graus.
Os rebolos tipo 28 (cônicos) são normalmente usados ​​para desbaste em superfícies planas para remover material em caminhos de desbaste mais largos. Esses rebolos cônicos também funcionam melhor em ângulos de desbaste mais baixos (cerca de 5 graus), ajudando a reduzir a fadiga do operador.
Isso introduz outro fator crítico: escolher o tipo certo de rebolo. O rebolo Tipo 27 tem um ponto de contato na superfície do metal;a roda Tipo 28 possui uma linha de contato devido ao seu formato cônico;a roda Tipo 29 tem uma superfície de contato.
De longe, os rebolos Tipo 27 mais comuns podem realizar o trabalho em muitas aplicações, mas seu formato dificulta o manuseio de peças com perfis profundos e curvas, como montagens soldadas de tubos de aço inoxidável. O formato do perfil do rebolo Tipo 29 torna mais fácil para os operadores que precisam retificar uma combinação de superfícies curvas e planas. O rebolo Tipo 29 faz isso aumentando a área de contato da superfície, o que significa que o operador não precisa gastar muito tempo retificando em cada local – uma boa estratégia para reduzir o acúmulo de calor .
Na verdade, isso se aplica a qualquer rebolo. Ao retificar, o operador não deve permanecer no mesmo lugar por muito tempo. Suponha que um operador esteja removendo metal de um filete de vários metros de comprimento. a mesma direção perto do outro dedo do pé. Outras técnicas funcionam, mas todas têm uma característica em comum: evitam o superaquecimento mantendo o rebolo em movimento.
As técnicas de "cardagem" comumente usadas também ajudam a conseguir isso. Suponha que o operador esteja retificando uma solda de topo em uma posição plana. Para reduzir o estresse térmico e o excesso de escavação, ele evitou empurrar o esmeril ao longo da junta. Em vez disso, ele começa no final e puxa o esmeril ao longo da junta. Isso também evita que o rebolo cave muito no material.
Obviamente, qualquer técnica pode superaquecer o metal se o operador for muito lento. Vá muito devagar e o operador superaquecerá a peça de trabalho;ir muito rápido e a retificação pode levar muito tempo. Encontrar o ponto ideal da taxa de avanço geralmente requer experiência.
A estratégia de acabamento gira em torno da condição da superfície do material conforme ele chega e sai do departamento de acabamento. Identifique o ponto inicial (condição da superfície recebida) e o ponto final (acabamento necessário) e faça um plano para encontrar o melhor caminho entre esses dois pontos.
Frequentemente, o melhor caminho não começa com um abrasivo altamente agressivo. Isso pode parecer contra-intuitivo. Afinal, por que não começar com areia grossa para obter uma superfície áspera e depois passar para uma areia mais fina? Não seria muito ineficiente começar com um grão mais fino?
Não necessariamente, isso também tem a ver com a natureza do agrupamento. À medida que cada etapa atinge um grão menor, o condicionador substitui os arranhões mais profundos por arranhões mais rasos e finos. Se eles começarem com uma lixa de grão 40 ou um disco flip, eles deixarão arranhões profundos no metal.é por isso que existem esses suprimentos de acabamento de granulação 40. No entanto, se o cliente solicitar um acabamento nº 4 (acabamento escovado direcional), os arranhões profundos criados por um abrasivo nº 40 levarão muito tempo para serem removidos. Os dressadores reduzem os tamanhos de grãos múltiplos ou gastam muito tempo usando abrasivos de grão fino para remover esses riscos grandes e substituí-los por arranhões menores. Isso não apenas é ineficiente, mas também introduz muito calor na peça de trabalho.
Obviamente, o uso de abrasivos de grão fino em superfícies ásperas pode ser lento e, combinado com uma técnica inadequada, pode introduzir muito calor. É aqui que um disco de flap dois em um ou escalonado pode ajudar. Esses discos incluem panos abrasivos combinados com materiais de tratamento de superfície.
A próxima etapa no acabamento final pode envolver o uso de não-tecidos, o que ilustra outra característica exclusiva do acabamento: o processo funciona melhor com ferramentas elétricas de velocidade variável. Uma rebarbadora de ângulo reto funcionando a 10.000 RPM pode funcionar com alguns meios de moagem, mas derreterá alguns não-tecidos completamente. , os tambores não tecidos normalmente giram entre 3.000 e 4.000 RPM, enquanto os discos de tratamento de superfície geralmente giram entre 4.000 e 6.000 RPM.
Ter as ferramentas certas (retíficas de velocidade variável, diferentes mídias de acabamento) e determinar o número ideal de etapas basicamente fornece um mapa que revela o melhor caminho entre o material recebido e o acabado. O caminho exato varia de acordo com a aplicação, mas aparadores experientes seguem esse caminho usando técnicas de corte semelhantes.
Rolos não tecidos completam a superfície de aço inoxidável. Para um acabamento eficiente e vida útil otimizada dos consumíveis, diferentes meios de acabamento são executados em diferentes RPMs.
Primeiro, eles demoram. Se virem uma peça fina de aço inoxidável esquentando, eles param de terminar em uma área e começam em outra. Ou podem estar trabalhando em dois artefatos diferentes ao mesmo tempo. Eles trabalham um pouco em um e depois no outro, dando tempo para que a outra peça esfrie.
Ao polir para um acabamento espelhado, o polidor pode fazer o polimento cruzado com um tambor de polimento ou disco de polimento, em uma direção perpendicular à etapa anterior. O lixamento cruzado destaca as áreas que precisam se misturar no padrão de arranhões anterior, mas ainda não obterá a superfície com um acabamento espelhado de nº 8. Depois que todos os arranhões forem removidos, um pano de feltro e uma roda de polimento são necessários para criar o acabamento brilhante desejado.
Para obter o acabamento certo, os fabricantes precisam fornecer aos finalizadores as ferramentas certas, incluindo ferramentas e mídia reais, bem como ferramentas de comunicação, como estabelecer amostras padrão para determinar como deve ser um determinado acabamento. Essas amostras (afixadas perto do departamento de acabamento, em documentos de treinamento e na literatura de vendas) ajudam a colocar todos na mesma página.
No que diz respeito às ferramentas reais (incluindo ferramentas elétricas e meios abrasivos), a geometria de certas peças pode apresentar desafios até mesmo para os funcionários mais experientes do departamento de acabamento. É aqui que as ferramentas profissionais podem ajudar.
Suponha que um operador precise concluir uma montagem tubular de aço inoxidável de paredes finas. O uso de discos flap ou mesmo tambores pode causar problemas, causar superaquecimento e, às vezes, até mesmo criar um ponto plano no próprio tubo. Aqui, lixadeiras de cinta projetadas para tubos podem ajudar. A correia transportadora envolve a maior parte do diâmetro do tubo, espalhando os pontos de contato, aumentando a eficiência e reduzindo a entrada de calor. .
O mesmo se aplica a outras ferramentas de acabamento profissional. Considere uma lixadeira de cinta projetada para espaços apertados. Um finalizador pode usá-la para seguir um filete de solda entre duas tábuas em um ângulo agudo. Em vez de mover a lixadeira de cinta de dedo verticalmente (como escovar os dentes), o aparador move-a horizontalmente ao longo do dedo superior do filete de solda e, em seguida, do dedo inferior, certificando-se de que a lixadeira de dedo não fique em um por muito tempo .
A soldagem, retificação e acabamento do aço inoxidável apresentam outra complicação: garantir a passivação adequada. Depois de todas essas perturbações na superfície do material, ainda existem contaminantes que impediriam a camada de cromo do aço inoxidável de se formar naturalmente em toda a superfície? A última coisa que um fabricante deseja é um cliente irritado reclamando de peças enferrujadas ou contaminadas.
A limpeza eletroquímica pode ajudar a remover os contaminantes para garantir a passivação adequada, mas quando essa limpeza deve ser realizada?Depende da aplicação.Se os fabricantes limpam o aço inoxidável para promover a passivação total, eles geralmente o fazem imediatamente após a soldagem.Se isso não for feito, o meio de acabamento pode captar os contaminantes da superfície da peça de trabalho e espalhá-los em outro lugar.No entanto, para algumas aplicações críticas, os fabricantes podem optar por inserir etapas de limpeza adicionais, talvez até testando a passivação adequada antes que o aço inoxidável saia do chão de fábrica.
Suponha que um fabricante solde um componente crítico de aço inoxidável para a indústria nuclear.Um soldador de arco de gás de tungstênio profissional coloca uma costura de dez centavos que parece perfeita.Mas, novamente, esta é uma aplicação crítica.Um funcionário do departamento de acabamento usa uma escova conectada a um sistema de limpeza eletroquímica para limpar a superfície de uma solda.Ele então empanou a solda usando um abrasivo não tecido e um pano de limpeza e deixou tudo com um acabamento escovado uniforme.Depois vem a escova final com um sistema de limpeza eletroquímica.Depois de sentar por um ou dois dias, use um dispositivo de teste portátil para testar a passivação adequada da peça. Os resultados, registrados e mantidos com o trabalho, mostraram que a peça foi totalmente passivada antes de sair da fábrica.
Na maioria das fábricas, a retificação, o acabamento e a limpeza da passivação do aço inoxidável normalmente ocorrem a jusante. Na verdade, eles geralmente são executados pouco antes do envio do trabalho.
Peças acabadas incorretamente geram alguns dos refugos e retrabalhos mais caros, por isso faz sentido para os fabricantes dar uma nova olhada em seus departamentos de retificação e acabamento. Melhorias na retificação e acabamento ajudam a aliviar os principais gargalos, melhorar a qualidade, eliminar dores de cabeça e, o mais importante, aumentar a satisfação do cliente.
A FABRICATOR é a principal revista da indústria de conformação e fabricação de metais da América do Norte. A revista fornece notícias, artigos técnicos e histórias de casos que permitem que os fabricantes façam seus trabalhos com mais eficiência. A FABRICATOR atende à indústria desde 1970.
Agora com acesso total à edição digital do FABRICATOR, fácil acesso a recursos valiosos do setor.
A edição digital do The Tube & Pipe Journal agora está totalmente acessível, fornecendo acesso fácil a recursos valiosos do setor.
Aproveite o acesso total à edição digital do STAMPING Journal, que fornece os mais recentes avanços tecnológicos, melhores práticas e notícias do setor para o mercado de estampagem de metais.
Agora com acesso total à edição digital do The Fabricator en Español, acesso fácil a recursos valiosos do setor.