Щоб забезпечити належну пасивацію, техніки електрохімічно очищають поздовжні зварні шви прокату з нержавіючої сталі. Зображення надано Walter Surface Technologies
Уявіть собі, що виробник укладає контракт на виробництво ключової нержавіючої сталі. Листовий метал і трубні секції розрізають, згинають і зварюють перед посадкою на фінішну станцію. Деталь складається з пластин, приварених вертикально до труби. Зварні шви виглядають добре, але це не ідеальна копійка, яку шукає клієнт. У результаті шліфувальна машина витрачає час на видалення більшої кількості зварювального металу, ніж зазвичай. Потім, на жаль, з’явилася якась виразна блакитність. на поверхні – явна ознака надлишкового нагрівання. У цьому випадку це означає, що деталь не відповідатиме вимогам замовника.
Шліфування та фінішна обробка, які часто виконуються вручну, вимагають спритності та навичок. Помилки в фінішній обробці можуть коштувати дуже дорого, враховуючи всю цінність, надану заготовці. Додавання дорогих чутливих до тепла матеріалів, таких як нержавіюча сталь, доопрацювання та встановлення брухту, можуть бути вищими. У поєднанні з такими ускладненнями, як забруднення та невдача пасивації, колись прибуткова робота з нержавіючої сталі може перетворитися на втрату грошей або навіть підірвати репутацію. ging нещасний випадок.
Як виробники цьому запобігти? Вони можуть почати з розвитку своїх знань про шліфування та фінішну обробку, розуміння ролі, яку вони відіграють, і того, як вони впливають на заготовки з нержавіючої сталі.
Це не синоніми. Насправді, у кожного принципово різні цілі. Шліфування видаляє такі матеріали, як задирки та надлишки зварного металу, тоді як фінішна обробка забезпечує фінішну поверхню металу. Плутанина зрозуміла, враховуючи, що ті, хто шліфує великими шліфувальними кругами, видаляють багато металу дуже швидко, і це може залишити дуже глибокі подряпини. Але під час шліфування подряпини є лише наслідком;метою є швидке видалення матеріалу, особливо при роботі з чутливими до тепла металами, такими як нержавіюча сталь.
Фінішна обробка виконується поетапно, оскільки оператор починає з більшої зернистості та переходить до більш дрібних шліфувальних кругів, нетканих абразивів і, можливо, повсті та полірувальної пасти для досягнення дзеркального покриття. Мета полягає в досягненні певної кінцевої обробки (малюнок подряпин). Кожен крок (дрібніша зернистість) видаляє глибші подряпини від попереднього кроку та замінює їх меншими подряпинами.
Оскільки шліфування та фінішна обробка мають різні цілі, вони часто не доповнюють одна одну і можуть фактично зіграти одна з одною, якщо використовується неправильна стратегія використання витратних матеріалів. Щоб видалити надлишки зварювального металу, оператори використовують шліфувальні круги, щоб зробити дуже глибокі подряпини, а потім передають деталь обробнику, якому тепер доводиться витрачати багато часу на видалення цих глибоких подряпин. Ця послідовність від шліфування до остаточної обробки все ще може бути найефективнішим способом задовольнити вимоги клієнта до обробки. Але знову ж таки, вони не є додатковими процесами.
Поверхні заготовок, призначені для технологічності, зазвичай не вимагають шліфування та фінішної обробки. Деталі, які шліфуються, роблять це лише тому, що шліфування є найшвидшим способом видалення зварних швів або іншого матеріалу, а глибокі подряпини, залишені шліфувальним кругом, саме те, чого хоче клієнт. Деталі, які потребують лише фінішної обробки, виготовляються таким чином, що не вимагає надмірного видалення матеріалу. Типовим прикладом є деталь з нержавіючої сталі з красивим зварним швом, захищеним газовим вольфрамом, який просто потребує бути змішаними та узгодженими з фінішним малюнком основи.
Шліфувальні машини з дисками з низьким видаленням можуть створювати значні труднощі під час роботи з нержавіючої сталлю. Так само перегрів може спричинити посиніння та змінити властивості матеріалу. Мета полягає в тому, щоб нержавіюча сталь була максимально холодною протягом усього процесу.
З цією метою це допомагає вибрати шліфувальний круг із найшвидшою швидкістю знімання для застосування та бюджету. Цирконієві круги шліфують швидше, ніж глинозем, але в більшості випадків керамічні круги працюють найкраще.
Надзвичайно міцні та гострі частинки кераміки зношуються унікальним чином. Поступово руйнуючись, вони не шліфують рівно, але зберігають гострий край. Це означає, що вони можуть видаляти матеріал дуже швидко, часто за частку часу, ніж інші шліфувальні круги. Це загалом робить керамічні шліфувальні круги вартими грошей. Вони ідеальні для застосування з нержавіючої сталі, оскільки швидко видаляють велику стружку та виробляють менше тепла та деформації.
Незалежно від того, який шліфувальний круг вибере виробник, слід пам’ятати про потенційне забруднення. Більшість виробників знають, що вони не можуть використовувати один і той самий шліфувальний круг для вуглецевої та нержавіючої сталі. Багато людей фізично розділяють операції шліфування вуглецевої та нержавіючої сталі. Навіть крихітні іскри вуглецевої сталі, що падають на заготовки з нержавіючої сталі, можуть спричинити проблеми із забрудненням. Багато галузей промисловості, наприклад фармацевтична та атомна промисловість, вимагають перевірки витратних матеріалів. Це означає, що шліфувальні круги для нержавіючої сталі не повинні містити заліза, сірки та хлору (менше 0,1%).
Шліфувальні круги не можуть шліфувати себе;їм потрібен електроінструмент. Будь-хто може рекламувати переваги шліфувальних кругів або електроінструментів, але насправді електроінструменти та їх шліфувальні круги працюють як система. Керамічні шліфувальні круги призначені для кутових шліфувальних машин із певною потужністю та крутним моментом. Хоча деякі пневматичні шліфувальні машини мають необхідні характеристики, більшість керамічних кругів шліфують за допомогою електроінструментів.
Шліфувальні машини з недостатньою потужністю та крутним моментом можуть спричинити серйозні проблеми, навіть із найсучаснішими абразивами. Відсутність потужності та крутного моменту може призвести до значного сповільнення роботи інструменту під тиском, фактично перешкоджаючи керамічним частинкам на шліфувальному кругу робити те, для чого вони були призначені: швидко видаляти великі шматки металу, тим самим зменшуючи кількість теплового матеріалу, що надходить у шліфувальний круг.
Це загострює порочне коло: оператори, які шліфують, бачать, що матеріал не видаляється, тому інстинктивно штовхають сильніше, що, у свою чергу, створює надлишок тепла та посиніння. Зрештою вони штовхають так сильно, що утворюють скління кругів, що змушує їх працювати інтенсивніше та виробляти більше тепла, перш ніж вони зрозуміють, що їм потрібно замінити круги. Якщо ви працюєте таким чином з тонкими трубками чи листами, вони в кінцевому підсумку проходять прямо крізь матеріал.
Звичайно, якщо оператори не навчені належним чином, навіть із найкращими інструментами, може виникнути цей порочний цикл, особливо коли справа доходить до тиску, який вони чинять на заготовку. Найкраще – наблизити номінальний струм шліфувальної машини якомога ближче до номінального. Якщо оператор використовує шліфувальну машину на 10 ампер, їм слід натискати так сильно, щоб шліфувальна машина споживала близько 10 ампер.
Використання амперметра може допомогти стандартизувати операції шліфування, якщо виробник обробляє велику кількість дорогої нержавіючої сталі. Звичайно, на деяких підприємствах фактично регулярно використовується амперметр, тому найкраще уважно прислухатися. Якщо оператор чує та відчуває швидке падіння обертів, можливо, він натискає надто сильно.
Прослуховування надто легких дотиків (тобто занадто малого тиску) може бути складним, тому в цьому випадку може допомогти звернення уваги на потік іскри. Шліфування нержавіючої сталі призведе до темніших іскри, ніж вуглецевої сталі, але вони все одно повинні бути видимими та виходити з робочої зони рівномірно. Якщо оператор раптом бачить менше іскор, це може бути через недостатній тиск або скління круга.
Оператори також повинні підтримувати постійний робочий кут. Якщо вони підходять до заготовки під майже плоским кутом (майже паралельно заготовці), вони можуть спричинити значний перегрів;якщо вони підходять під надто високим (майже вертикальним) кутом, вони ризикують врізати край круга в метал. Якщо вони використовують круг типу 27, вони повинні підходити до роботи під кутом від 20 до 30 градусів. Якщо вони мають колеса типу 29, їхній робочий кут має бути близько 10 градусів.
Шліфувальні круги типу 28 (конічні) зазвичай використовуються для шліфування на плоских поверхнях для видалення матеріалу на ширших шляхах шліфування. Ці конічні круги також найкраще працюють при нижчих кутах шліфування (приблизно 5 градусів), тому вони допомагають зменшити втому оператора.
Це вводить ще один критичний фактор: вибір правильного типу шліфувального круга. Круг типу 27 має точку контакту з металевою поверхнею;колесо типу 28 має контактну лінію через конічну форму;колесо типу 29 має контактну поверхню.
Безперечно, найпоширеніші круги типу 27 можуть виконувати роботу в багатьох сферах застосування, але їх форма ускладнює роботу з деталями з глибокими профілями та кривими, такими як зварні вузли труб з нержавіючої сталі. Форма профілю круга типу 29 полегшує операторам, яким потрібно шліфувати комбінацію вигнутих і плоских поверхонь. Круг типу 29 робить це за рахунок збільшення площі контакту з поверхнею, що означає, що оператору не потрібно витрачати багато часу на шліфування в кожному місці – хороша стратегія. для зменшення накопичення тепла.
Насправді це стосується будь-якого шліфувального круга. Під час шліфування оператор не повинен залишатися на тому самому місці протягом тривалого часу. Припустімо, що оператор знімає метал із галтки завдовжки кілька футів. Він може керувати кругом короткими рухами вгору та вниз, але це може перегріти заготовку, оскільки він тримає круг у невеликій зоні протягом тривалого періоду часу. Щоб зменшити надходження тепла, оператор може пройти по всьому зварному шву в одному напрямку біля одного пальця ноги, а потім підняти інструмент ( дайте заготовці час охолонути) і перемістіть заготовку в тому самому напрямку біля іншого пальця. Інші методи працюють, але всі вони мають одну спільну особливість: вони уникають перегріву, утримуючи рух шліфувального круга.
Зазвичай використовувані методи «чесання» також допомагають досягти цього. Припустімо, що оператор шліфує стиковий зварний шов у плоскій позиції. Щоб зменшити термічне навантаження та надмірне заглиблення, він уникає штовхання шліфувальної машини вздовж з’єднання. Натомість він починає з кінця та тягне шліфувальну машину вздовж з’єднання. Це також запобігає надто сильному заглибленню круга в матеріал.
Звичайно, будь-яка техніка може перегріти метал, якщо оператор буде працювати надто повільно. Якщо працювати надто повільно, оператор перегріє заготовку;йти занадто швидко, і шліфування може зайняти багато часу. Для визначення оптимальної швидкості подачі зазвичай потрібен досвід. Але якщо оператор не знайомий із роботою, він може подрібнити брухт, щоб отримати «відчуття» відповідної швидкості подачі для поточної заготовки.
Стратегія фінішної обробки спирається на стан поверхні матеріалу, коли він надходить і залишає відділ фінішної обробки. Визначте початкову точку (отриманий стан поверхні) і кінцеву точку (необхідна фінішна обробка), а потім складіть план пошуку найкращого шляху між цими двома точками.
Часто найкращий шлях починається не з високоагресивного абразиву. Це може здатися нелогічним. Зрештою, чому б не почати з грубого піску, щоб отримати шорстку поверхню, а потім перейти до дрібнішого піску? Чи не було б дуже неефективно починати з дрібнішого?
Не обов’язково, це знову ж таки пов’язано з природою зіставлення. Коли кожен крок досягає меншої зернистості, кондиціонер замінює глибші подряпини дрібнішими подряпинами. Якщо почати з наждачного паперу зернистістю 40 або флип-диска, вони залишать глибокі подряпини на металі. Було б чудово, якби ці подряпини наблизили поверхню до бажаної якості;ось чому існують фінішні матеріали з зернистістю 40. Проте, якщо клієнт зажадає фінішну обробку № 4 (спрямована обробка щіткою), глибокі подряпини, утворені абразивом № 40, займуть багато часу, щоб видалити. Комодувальники або відступають від зернистості кількох розмірів, або витрачають тривалий час на використання дрібнозернистих абразивів, щоб видалити ці великі подряпини та замінити їх меншими подряпинами. Мало того, що все це неефективно. але це також вносить занадто багато тепла в заготовку.
Звичайно, використання дрібнозернистих абразивів на шорстких поверхнях може бути повільним і, у поєднанні з поганою технікою, викликати надто багато тепла. У цьому може допомогти диск «два-в-одному» або пластинчастий диск із шаховою формою. Ці диски включають абразивні тканини в поєднанні з матеріалами для обробки поверхні. Вони ефективно дозволяють комодеру використовувати абразиви для видалення матеріалу, залишаючи при цьому більш гладку поверхню.
Наступний крок остаточної обробки може включати використання нетканих матеріалів, що ілюструє ще одну унікальну особливість обробки: цей процес найкраще працює з електроінструментами зі змінною швидкістю. Прямокутова шліфувальна машина, що працює на 10 000 обертів за хвилину, може працювати з деякими шліфувальними матеріалами, але вона ретельно розплавить деякі неткані матеріали. З цієї причини обробники зменшують швидкість до 3000–6000 обертів за хвилину перед початком фінішної обробки нетканими матеріалами. Звичайно, точна швидкість залежить від застосування та витратних матеріалів. Наприклад, неткані барабани зазвичай обертаються від 3000 до 4000 обертів за хвилину, тоді як диски для обробки поверхні зазвичай обертаються від 4000 до 6000 обертів за хвилину.
Наявність потрібних інструментів (шліфувальні верстати зі змінною швидкістю, різні фінішні матеріали) і визначення оптимальної кількості кроків в основному забезпечує карту, яка показує найкращий шлях між вхідним і готовим матеріалом. Точний шлях залежить від застосування, але досвідчені тримери йдуть цим шляхом, використовуючи подібні методи обрізки.
Поверхню з нержавіючої сталі доповнюють неткані валики. Для ефективної обробки та оптимального терміну служби витратних матеріалів різні фінішні матеріали обертаються з різною швидкістю обертання.
По-перше, вони не поспішають. Якщо вони бачать, що тонка заготовка з нержавіючої сталі нагрівається, вони припиняють обробку на одній ділянці й починають з іншої. Або вони можуть працювати над двома різними артефактами одночасно. Вони працюють трохи над одним, а потім над іншим, даючи іншій заготовці час охолонути.
Під час полірування до дзеркального покриття полірувальник може виконати перехресне полірування полірувальним барабаном або полірувальним диском у напрямку, перпендикулярному до попереднього кроку. Перехресне шліфування висвітлює ділянки, які повинні змішатися з попереднім малюнком подряпин, але все одно не призведе до дзеркального покриття поверхні № 8. Після видалення всіх подряпин знадобиться повстяна тканина та полірувальне колесо для створення бажаного глянцевого покриття.
Щоб отримати правильну обробку, виробники повинні надати обробникам правильні інструменти, включаючи фактичні інструменти та засоби масової інформації, а також інструменти зв’язку, такі як встановлення стандартних зразків, щоб визначити, як має виглядати певна обробка. Ці зразки (розміщені біля відділу фінішної обробки, у навчальних документах і в рекламній літературі) допомагають звести всіх на одну сторінку.
Що стосується фактичних інструментів (включаючи електроінструменти та абразивні матеріали), то геометрія певних деталей може становити труднощі навіть для найдосвідченіших працівників відділу оздоблення. Саме тут можуть допомогти професійні інструменти.
Припустімо, оператору потрібно завершити тонкостінну трубчасту збірку з нержавіючої сталі. Використання пластинчастих дисків або навіть барабанів може спричинити проблеми, спричинити перегрів, а іноді навіть створити плоску пляму на самій трубі. Тут можуть допомогти стрічкові шліфувальні машини, призначені для труб. Конвеєрна стрічка охоплює більшу частину діаметра труби, розподіляючи точки контакту, підвищуючи ефективність і зменшуючи надходження тепла. Тим не менш, як і у випадку з будь-чим іншим, комод все ще повинен рухати стрічку. шліфувальну машину на іншу ділянку, щоб зменшити накопичення надлишкового тепла та уникнути посиніння.
Те ж саме стосується й інших професійних інструментів для оздоблення. Розгляньте стрічкову шліфувальну машину, розроблену для обмеженого простору. Фінішер може використовувати її для виконання кутового зварного шва між двома дошками під гострим кутом. Замість того, щоб переміщувати стрічкову шліфувальну машину вертикально (на кшталт чищення зубів), обробник переміщує її горизонтально вздовж верхнього носка кутового шва, а потім нижнього, стежачи за тим, щоб шліфувальна машина не залишалася в одній надто довго. .
Зварювання, шліфування та фінішна обробка нержавіючої сталі створює ще одну складність: забезпечення належної пасивації. Після всіх цих пошкоджень поверхні матеріалу, чи залишилися забруднювачі, які перешкоджали б природному утворенню хромового шару нержавіючої сталі на всій поверхні? Останнє, чого хоче виробник, — це розгніваний клієнт, який скаржиться на іржаві або забруднені деталі. Ось тут і вступає в дію належне очищення та відстеження.
Електрохімічне очищення може допомогти видалити забруднення для забезпечення належної пасивації, але коли слід проводити це очищення? Це залежить від застосування. Якщо виробники очищають нержавіючу сталь для сприяння повній пасивації, вони зазвичай роблять це відразу після зварювання. Якщо цього не зробити, це означає, що фінішне середовище може зібрати поверхневі забруднення з заготовки та поширити їх деінде. Однак для деяких критичних застосувань виробники можуть вибрати додаткові етапи очищення, можливо, навіть перевірку на належність. пасивація перед тим, як нержавіюча сталь покине виробництво.
Припустімо, що виробник зварює важливий компонент з нержавіючої сталі для атомної промисловості. Професійний зварювальник із газовою вольфрамовою дугою накладає шов, який виглядає ідеально. Але знову ж таки, це важливе застосування. Співробітник відділу оздоблення використовує щітку, під’єднану до системи електрохімічного очищення, щоб очистити поверхню зварного шва. Потім він зачистив зварювальний кінець за допомогою нетканого абразиву та обробної тканини та довів усе до рівномірного покриття. Потім постачається остаточна щітка з системою електрохімічного очищення. Після того, як ви посиділи протягом одного-двох днів, скористайтеся портативним тестовим пристроєм, щоб перевірити деталь на належну пасивацію. Результати, записані та збережені разом із роботою, показали, що деталь була повністю пасивована, перш ніж залишити фабрику.
На більшості виробничих підприємств шліфування, фінішна обробка та очищення пасивації нержавіючої сталі зазвичай відбувається на наступних етапах. Насправді вони зазвичай виконуються незадовго до відправлення роботи.
Неправильно оброблені деталі призводять до найдорожчого брухту та переробки, тому виробникам має сенс переглянути свої відділи шліфування та фінішної обробки. Удосконалення шліфування та фінішної обробки допомагають усунути основні вузькі місця, покращити якість, усунути головний біль і, що найважливіше, підвищити рівень задоволеності клієнтів.
FABRICATOR — це провідний у Північній Америці журнал для обробки металів тиском і виробництва. Журнал надає новини, технічні статті та історії випадків, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше. FABRICATOR служить галузі з 1970 року.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтеся повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING Journal, який містить останні технологічні досягнення, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.