Продольные сварные швы в стержнях из нержавеющей стали удаляются электрохимически для обеспечения надлежащей пассивации.Изображение предоставлено Walter Surface Technologies
Представьте себе, что производитель заключает контракт на производство ключевого продукта из нержавеющей стали.Отрезки листового металла и труб разрезаются, гнутся и свариваются перед отправкой на отделочную станцию.Деталь состоит из пластин, приваренных вертикально к трубе.Сварные швы выглядят хорошо, но это не идеальная цена, которую ищет покупатель.В результате шлифовщик тратит больше времени на удаление большего количества металла сварного шва, чем обычно.Затем, увы, на поверхности появился отчетливый синий цвет — явный признак слишком большого поступления тепла.В данном случае это означает, что деталь не будет соответствовать требованиям заказчика.
Часто выполняемые вручную, шлифовка и отделка требуют ловкости и мастерства.Ошибки в чистовой обработке могут стоить очень дорого, учитывая всю ценность, которая была приложена к заготовке.Добавление дорогих термочувствительных материалов, таких как нержавеющая сталь, затраты на доработку и установку лома могут быть выше.В сочетании с такими осложнениями, как загрязнение и сбои пассивации, когда-то прибыльное производство нержавеющей стали может стать убыточным или даже нанести ущерб репутации.
Как производители предотвращают все это?Они могут начать с расширения своих знаний о шлифовке и чистовой обработке, понимания роли, которую они играют, и того, как они влияют на заготовки из нержавеющей стали.
Это не синонимы.На самом деле у всех принципиально разные цели.При шлифовке удаляются такие материалы, как заусенцы и лишний металл сварного шва, а чистовая обработка обеспечивает чистовую отделку поверхности металла.Путаница понятна, учитывая, что те, кто шлифует большими шлифовальными кругами, очень быстро снимают много металла, и при этом могут остаться очень глубокие царапины.Но при шлифовке царапины - это только следствие, цель - быстро удалить материал, особенно при работе с термочувствительными металлами, такими как нержавеющая сталь.
Финишная обработка выполняется поэтапно, когда оператор начинает с более грубой зернистости и переходит к более мелким шлифовальным кругам, нетканым абразивам и, возможно, войлочной ткани и полировальной пасте для достижения зеркального блеска.Цель состоит в том, чтобы достичь определенной окончательной отделки (рисунка царапин).Каждый шаг (более мелкая зернистость) удаляет более глубокие царапины с предыдущего шага и заменяет их меньшими царапинами.
Поскольку шлифовка и чистовая обработка имеют разные цели, они часто не дополняют друг друга и могут играть против друг друга, если используется неправильная стратегия расходных материалов.Для удаления лишнего металла сварного шва оператор делает очень глубокие царапины шлифовальным кругом, а затем передает деталь правителю, которому теперь приходится тратить много времени на устранение этих глубоких царапин.Эта последовательность от шлифовки до чистовой обработки по-прежнему может быть наиболее эффективным способом удовлетворения требований заказчика к чистовой обработке.Но опять же, это не дополнительные процессы.
Поверхности заготовок, предназначенные для обработки, как правило, не требуют шлифовки или чистовой обработки.Детали, которые шлифуются, делают это только потому, что шлифовка — это самый быстрый способ удалить сварные швы или другой материал, а глубокие царапины, оставленные шлифовальным кругом, — это именно то, что хотел клиент.Детали, требующие только чистовой обработки, изготавливаются таким образом, что не требуется чрезмерного удаления материала.Типичным примером является деталь из нержавеющей стали с красивым сварным швом, защищенным вольфрамовым электродом, который просто необходимо смешать и подобрать к рисунку отделки подложки.
Шлифовальные станки с дисками с малым съемом материала могут создавать серьезные проблемы при работе с нержавеющей сталью.Точно так же перегрев может вызвать посинение и изменение свойств материала.Цель состоит в том, чтобы сохранить нержавеющую сталь как можно более холодной на протяжении всего процесса.
С этой целью он помогает выбрать шлифовальный круг с самой быстрой скоростью съема для области применения и бюджета.Циркониевые круги шлифуют быстрее, чем алюминиевые, но в большинстве случаев керамические круги работают лучше всего.
Чрезвычайно прочные и острые керамические частицы изнашиваются уникальным образом.По мере постепенного распада они не становятся плоскими, а сохраняют острый край.Это означает, что они могут удалять материал очень быстро, часто в несколько раз быстрее, чем другие шлифовальные круги.Как правило, это делает керамические шлифовальные круги достойными денег.Они идеально подходят для обработки нержавеющей стали, так как быстро удаляют крупную стружку и выделяют меньше тепла и деформации.
Независимо от того, какой шлифовальный круг выбирает производитель, необходимо помнить о потенциальном загрязнении.Большинство производителей знают, что они не могут использовать один и тот же шлифовальный круг как для углеродистой, так и для нержавеющей стали.Многие люди физически разделяют операции шлифования углеродистой и нержавеющей стали.Даже крошечные искры из углеродистой стали, падающие на детали из нержавеющей стали, могут вызвать загрязнение.Многие отрасли промышленности, такие как фармацевтическая и ядерная промышленность, требуют, чтобы расходные материалы были оценены как экологически чистые.Это означает, что шлифовальные круги из нержавеющей стали практически не должны содержать (менее 0,1%) железа, серы и хлора.
Шлифовальные круги сами не шлифуют, для них нужен электроинструмент.Любой может рекламировать преимущества шлифовальных кругов или электроинструментов, но реальность такова, что электроинструменты и их шлифовальные круги работают как система.Керамические шлифовальные круги предназначены для УШМ с определенной мощностью и крутящим моментом.В то время как некоторые пневматические шлифовальные машины имеют требуемые характеристики, в большинстве случаев шлифовка керамических кругов выполняется с помощью электроинструментов.
Шлифовальные машины с недостаточной мощностью и крутящим моментом могут вызвать серьезные проблемы даже с самыми современными абразивами.Недостаток мощности и крутящего момента может привести к значительному замедлению инструмента под давлением, что по существу не позволит керамическим частицам на шлифовальном круге делать то, для чего они предназначены: быстро удалять большие куски металла, тем самым уменьшая количество теплового материала, попадающего в шлифовальный круг.шлифовальный круг.
Это усугубляет порочный круг: шлифовщики видят, что материал не удаляется, поэтому они инстинктивно нажимают сильнее, что, в свою очередь, создает избыточное тепло и воронение.В конечном итоге они давят так сильно, что остекляют колеса, что заставляет их работать усерднее и выделять больше тепла, прежде чем они поймут, что им нужно заменить колеса.Если вы работаете таким образом с тонкими трубками или листами, они в конечном итоге проходят сквозь материал.
Конечно, если операторы не обучены должным образом, даже с лучшими инструментами может возникнуть этот порочный круг, особенно когда речь идет о давлении, которое они оказывают на заготовку.Лучшей практикой является максимальное приближение к номинальному току кофемолки.Если оператор использует кофемолку на 10 ампер, он должен нажимать с такой силой, чтобы кофемолка потребляла около 10 ампер.
Использование амперметра может помочь стандартизировать операции по шлифовке, если производитель обрабатывает большое количество дорогостоящей нержавеющей стали.Конечно, лишь немногие операции на самом деле используют амперметр на регулярной основе, поэтому лучше внимательно слушать.Если оператор слышит и чувствует, как быстро падают обороты, он может давить слишком сильно.
Прослушивание слишком легких прикосновений (т. е. слишком слабого давления) может быть затруднено, поэтому в этом случае может помочь внимание к искровому потоку.Шлифование нержавеющей стали дает более темные искры, чем углеродистая сталь, но они все равно должны быть видны и равномерно выступать из рабочей зоны.Если оператор вдруг видит меньше искр, это может быть связано с тем, что он не приложил достаточного усилия или не застеклил колесо.
Операторы также должны поддерживать постоянный рабочий угол.Если они приближаются к заготовке почти под прямым углом (почти параллельно заготовке), они могут вызвать значительный перегрев;если они приближаются под слишком большим углом (почти вертикально), они рискуют врезаться краем колеса в металл.Если они используют колесо типа 27, они должны подходить к работе под углом от 20 до 30 градусов.Если у них колеса типа 29, их рабочий угол должен быть около 10 градусов.
Шлифовальные круги типа 28 (конические) обычно используются для шлифования плоских поверхностей для удаления материала на более широких траекториях шлифования.Эти конические круги также лучше всего работают при более низких углах шлифования (около 5 градусов), поэтому они помогают снизить утомляемость оператора.
Это вводит еще один важный фактор: выбор правильного типа шлифовального круга.Колесо типа 27 имеет точку контакта с металлической поверхностью, колесо типа 28 имеет контактную линию благодаря своей конической форме, колесо типа 29 имеет контактную поверхность.
Наиболее распространенные сегодня круги типа 27 могут выполнять работу во многих областях, но их форма затрудняет работу с деталями с глубоким профилем и изгибами, такими как сварные сборки труб из нержавеющей стали.Форма профиля круга Тип 29 облегчает работу операторов, которым необходимо шлифовать комбинированные криволинейные и плоские поверхности.Круг типа 29 делает это за счет увеличения площади контакта с поверхностью, что означает, что оператору не нужно тратить много времени на шлифовку в каждом месте — хорошая стратегия для уменьшения накопления тепла.
Собственно, это касается любого шлифовального круга.При шлифовании оператор не должен оставаться на одном месте в течение длительного времени.Предположим, оператор снимает металл с галтели длиной в несколько футов.Он может вращать круг короткими движениями вверх и вниз, но это может привести к перегреву заготовки, поскольку он удерживает круг на небольшой площади в течение длительного периода времени.Чтобы уменьшить тепловложение, оператор может выполнить весь сварной шов в одном направлении на одной вершине, затем поднять инструмент (чтобы заготовка остыла) и провести заготовку в том же направлении у другой вершины.Другие методы работают, но все они имеют одну общую черту: они предотвращают перегрев, поддерживая шлифовальный круг в движении.
Помогают в этом и широко используемые методы «вычесывания».Предположим, оператор шлифует стыковый шов в плоском положении.Чтобы уменьшить термическую нагрузку и чрезмерное копание, он избегал толкать шлифовальный станок вдоль стыка.Вместо этого он начинает с конца и проводит шлифовальной машиной вдоль сустава.Это также предотвращает слишком глубокое погружение колеса в материал.
Конечно, любая техника может перегреть металл, если оператор будет работать слишком медленно.Работайте слишком медленно, и оператор перегреет заготовку;если вы двигаетесь слишком быстро, шлифование может занять много времени.Чтобы найти оптимальную скорость подачи, обычно требуется опыт.Но если оператор не знаком с работой, он может измельчить лом, чтобы «почувствовать» соответствующую скорость подачи для заготовки.
Стратегия отделки зависит от состояния поверхности материала на входе и выходе из цеха отделки.Определите начальную точку (полученное состояние поверхности) и конечную точку (требуется финиш), а затем составьте план поиска наилучшего пути между этими двумя точками.
Часто лучший путь начинается не с высокоагрессивного абразива.Это может показаться нелогичным.В конце концов, почему бы не начать с крупного песка, чтобы получить шероховатую поверхность, а затем перейти к более мелкому песку?Не будет ли очень неэффективно начинать с более мелкого зерна?
Не обязательно, это опять-таки связано с характером сравнения.По мере того, как на каждом этапе достигается более мелкая зернистость, кондиционер заменяет более глубокие царапины более мелкими и тонкими.Если они начнут с наждачной бумаги с зернистостью 40 или откидной сковороды, они оставят глубокие царапины на металле.Было бы здорово, если бы эти царапины приближали поверхность к желаемой отделке, поэтому доступны отделочные материалы с зернистостью 40.Однако, если клиент запрашивает отделку № 4 (направленное шлифование), глубокие царапины, оставленные зернистостью № 40, удаляются долго.Мастера либо используют несколько размеров зернистости, либо тратят много времени, используя мелкозернистые абразивы, чтобы удалить эти большие царапины и заменить их более мелкими.Все это не только неэффективно, но и слишком сильно нагревает заготовку.
Конечно, использование мелкозернистых абразивов на шероховатых поверхностях может быть медленным и, в сочетании с плохой техникой, приводит к слишком большому нагреву.В этом могут помочь диски «два в одном» или расположенные в шахматном порядке.Эти диски включают абразивные ткани в сочетании с материалами для обработки поверхности.Они эффективно позволяют мастеру использовать абразивы для удаления материала, оставляя более гладкую поверхность.
Следующий шаг в отделке может включать использование нетканых материалов, что иллюстрирует еще одну уникальную особенность отделки: этот процесс лучше всего работает с электроинструментами с регулируемой скоростью.Угловая шлифовальная машина, работающая на скорости 10 000 об/мин, может обрабатывать некоторые абразивные материалы, но полностью расплавит некоторые нетканые материалы.По этой причине отделочники снижают скорость до 3000-6000 об/мин перед отделкой нетканых материалов.Конечно, точная скорость зависит от приложения и расходных материалов.Например, барабаны для нетканых материалов обычно вращаются со скоростью от 3000 до 4000 об/мин, а диски для обработки поверхности обычно вращаются со скоростью от 4000 до 6000 об/мин.
Наличие подходящих инструментов (шлифовальные станки с регулируемой скоростью, различные отделочные материалы) и определение оптимального количества шагов в основном дает карту, которая показывает наилучший путь между поступающим и готовым материалом.Точный путь зависит от приложения, но опытные триммеры следуют этому пути, используя аналогичные методы обрезки.
Нетканые рулоны дополняют поверхность из нержавеющей стали.Для эффективной отделки и оптимального срока службы расходных материалов различные отделочные материалы работают с разной скоростью вращения.
Во-первых, они требуют времени.Если они видят, что тонкий кусок нержавейки нагревается, то прекращают отделку в одном месте и начинают в другом.Или они могут работать над двумя разными артефактами одновременно.Поработайте немного над одним, а затем над другим, дав второму куску время остыть.
При полировке до зеркального блеска полировальный станок может выполнять перекрестную полировку полировальным барабаном или полировальным диском в направлении, перпендикулярном предыдущему шагу.Взаимное шлифование выделяет области, которые должны сливаться с предыдущим рисунком царапин, но все еще не приводит поверхность к зеркальному блеску #8.После того, как все царапины будут удалены, потребуется войлочная ткань и полировальный диск, чтобы создать желаемую глянцевую поверхность.
Чтобы получить правильную отделку, производители должны предоставить отделочникам правильные инструменты, в том числе настоящие инструменты и материалы, а также средства коммуникации, такие как создание стандартных образцов для определения того, как должна выглядеть определенная отделка.Эти образцы (размещенные рядом с отделом отделки, в учебных материалах и в литературе по продажам) помогают держать всех на одной волне.
Что касается реальных инструментов (включая электроинструменты и абразивы), то геометрия некоторых деталей может вызвать затруднения даже у самой опытной бригады отделочников.В этом помогут профессиональные инструменты.
Предположим, оператору необходимо собрать тонкостенную трубу из нержавеющей стали.Использование откидных дисков или даже барабанов может привести к проблемам, перегреву, а иногда даже к плоскому пятну на самой трубке.Здесь могут помочь ленточные шлифовальные машины, предназначенные для труб.Конвейерная лента покрывает большую часть диаметра трубы, распределяя точки соприкосновения, повышая эффективность и снижая тепловложение.Однако, как и во всем остальном, мастеру все же необходимо переместить ленточно-шлифовальный станок в другое место, чтобы уменьшить избыточное накопление тепла и избежать посинения.
То же самое относится и к другим профессиональным инструментам для отделки.Рассмотрим ленточный шлифовальный станок, предназначенный для труднодоступных мест.Отделочник может использовать его для выполнения углового сварного шва между двумя досками под острым углом.Вместо того, чтобы перемещать ленточно-шлифовальный станок вертикально (что-то вроде чистки зубов), техник перемещает его горизонтально вдоль верхнего края углового сварного шва, а затем вдоль нижнего, следя за тем, чтобы шлифовальный станок не оставался слишком долго на одном месте.надолго.длинный .
При сварке, шлифовке и чистовой обработке нержавеющей стали возникает еще одна проблема: обеспечение надлежащей пассивации.Остались ли после всех этих возмущений на поверхности материала какие-либо загрязнения, препятствующие естественному образованию слоя хрома из нержавеющей стали по всей поверхности?Последнее, что нужно производителю, — это разгневанный покупатель, жалующийся на ржавые или грязные детали.Именно здесь в игру вступают надлежащая очистка и отслеживаемость.
Электрохимическая очистка может помочь удалить загрязняющие вещества для обеспечения надлежащей пассивации, но когда следует проводить эту очистку?Это зависит от приложения.Если производители очищают нержавеющую сталь для обеспечения полной пассивации, они обычно делают это сразу после сварки.Невыполнение этого требования означает, что финишная среда может поглощать поверхностные загрязнения с заготовки и распространять их в другие места.Тем не менее, для некоторых критических применений производители могут добавить дополнительные этапы очистки — возможно, даже тестирование на надлежащую пассивацию до того, как нержавеющая сталь покинет заводской цех.
Предположим, производитель сваривает важный компонент из нержавеющей стали для атомной промышленности.Профессиональный сварщик вольфрамовой дугой создает гладкий шов, который выглядит идеально.Но опять же, это критическое приложение.Сотрудник отдела чистовой обработки использует щетку, подключенную к системе электрохимической очистки, для очистки поверхности сварного шва.Затем он отшлифовал сварной шов нетканым абразивом и тряпкой и довел все до гладкой поверхности.Затем идет последняя щетка с системой электрохимической очистки.Через день или два простоя используйте портативный тестер, чтобы проверить деталь на надлежащую пассивацию.Результаты, записанные и сохраненные вместе с заданием, показали, что перед отправкой с завода деталь была полностью пассивирована.
На большинстве производственных предприятий шлифовка, отделка и очистка пассивации нержавеющей стали обычно происходят на последующих этапах.Фактически, они обычно выполняются незадолго до отправки задания.
Неправильно обработанные детали создают одни из самых дорогих отходов и переделок, поэтому производителям имеет смысл еще раз взглянуть на свои отделы шлифовки и отделки.Улучшения в шлифовке и чистовой обработке помогают устранить основные узкие места, повысить качество, устранить головную боль и, что наиболее важно, повысить удовлетворенность клиентов.
FABRICATOR является ведущим в Северной Америке журналом по производству и формовке металлоконструкций.Журнал публикует новости, технические статьи и истории успеха, которые позволяют производителям выполнять свою работу более эффективно.FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным цифровым доступом к The Fabricator en Español у вас есть легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.