Поздовжні зварні шви в прутках з нержавіючої сталі очищаються електрохімічним шляхом, щоб забезпечити належну пасивацію.Зображення надано Walter Surface Technologies
Уявіть, що виробник укладає контракт на виготовлення основного продукту з нержавіючої сталі.Профілі листового металу і труб розрізають, згинають і зварюють перед відправкою на станцію обробки.Деталь складається з пластин, приварених вертикально до труби.Зварні шви виглядають добре, але це не ідеальна ціна, яку шукає покупець.У результаті шліфувальний верстат витрачає час на видалення більшої кількості зварного металу, ніж зазвичай.Потім, на жаль, на поверхні з’явилася чітка синява – явна ознака надмірного нагрівання.У цьому випадку це означає, що деталь не відповідатиме вимогам замовника.
Часто виконуються вручну, шліфування та фінішна обробка вимагають спритності та майстерності.Помилки в фінішній обробці можуть коштувати дуже дорого, враховуючи всю цінність, яка була приділена заготовці.Додавання дорогих чутливих до тепла матеріалів, таких як нержавіюча сталь, витрати на доопрацювання та встановлення на брухт можуть бути вищими.У поєднанні з такими ускладненнями, як забруднення та збої пасивації, колись прибуткова операція з нержавіючої сталі може стати збитковою або навіть завдати шкоди репутації.
Як виробникам цьому всьому завадити?Вони можуть почати з розширення своїх знань про шліфування та чистову обробку, розуміння ролі, яку вони відіграють, і того, як вони впливають на заготовки з нержавіючої сталі.
Це не синоніми.Насправді у всіх принципово різні цілі.Шліфування видаляє такі матеріали, як задирки та надлишки зварювального металу, тоді як фінішна обробка забезпечує чисту поверхню металу.Плутанина зрозуміла, враховуючи, що ті, хто шліфує великими шліфувальними кругами, дуже швидко видаляють багато металу, і в процесі можуть залишатися дуже глибокі подряпини.Але при шліфуванні подряпини є лише наслідком, метою є швидке видалення матеріалу, особливо при роботі з термочутливими металами, такими як нержавіюча сталь.
Фінішна обробка виконується поетапно, оскільки оператор починає з грубішого зерна та переходить до більш дрібних шліфувальних кругів, нетканих абразивів і, можливо, повсті та полірувальної пасти для досягнення дзеркального покриття.Мета полягає в тому, щоб досягти певної кінцевої обробки (візерунок подряпин).Кожен крок (більш дрібне зерно) 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 протистояти одна одній, якщо використовується неправильна стратегія витратних матеріалів.Щоб видалити зайвий наплавлений метал, оператор робить дуже глибокі подряпини шліфувальним кругом, а потім передає деталь обробнику, якому тепер доводиться витрачати багато часу на видалення цих глибоких подряпин.Ця послідовність від шліфування до фінішної обробки все ще може бути найефективнішим способом задовольнити вимоги клієнтів до фінішної обробки.Але знову ж таки, це не додаткові процеси.
Поверхні заготовок, призначені для обробки, зазвичай не потребують шліфування чи обробки.Відшліфовані деталі роблять це лише тому, що шліфування — це найшвидший спосіб видалити зварні шви чи інший матеріал, а глибокі подряпини, залишені шліфувальним кругом, — це саме те, чого хотів клієнт.Деталі, які потребують лише фінішної обробки, виготовляються таким чином, щоб не потрібне надмірне видалення матеріалу.Типовим прикладом є деталь з нержавіючої сталі з красивим зварним швом, захищеним вольфрамовим електродом, який просто потрібно змішати та підібрати до фінішного малюнка підкладки.
Шліфувальні машини з дисками з низьким зніманням матеріалу можуть створити серйозні проблеми при роботі з нержавіючої сталлю.Крім того, перегрів може призвести до посиніння та зміни властивостей матеріалу.Мета полягає в тому, щоб підтримувати нержавіючу сталь якомога холоднішою протягом усього процесу.
З цією метою це допомагає вибрати шліфувальний круг із найшвидшою швидкістю знімання для програми та бюджету.Цирконієві круги шліфують швидше, ніж глиноземні, але керамічні круги працюють найкраще в більшості випадків.
Надзвичайно міцні та гострі керамічні частинки зношуються унікальним чином.Поступово розпадаючись, вони не стають плоскими, а зберігають гострий край.Це означає, що вони можуть знімати матеріал дуже швидко, часто в кілька разів швидше, ніж інші шліфувальні круги.Загалом це робить керамічні шліфувальні круги вартими грошей.Вони ідеально підходять для обробки нержавіючої сталі, оскільки швидко видаляють велику стружку та виділяють менше тепла та деформації.
Незалежно від того, який шліфувальний круг вибере виробник, слід пам’ятати про можливе забруднення.Більшість виробників знають, що вони не можуть використовувати один і той же шліфувальний круг для вуглецевої та нержавіючої сталі.Багато людей фізично розділяють операції шліфування вуглецевої та нержавіючої сталі.Навіть дрібні іскри вуглецевої сталі, що падають на деталі з нержавіючої сталі, можуть спричинити забруднення.У багатьох галузях промисловості, наприклад у фармацевтичній та атомній промисловості, витратні матеріали мають оцінюватися як екологічно чисті.Це означає, що шліфувальні круги з нержавіючої сталі не повинні містити заліза, сірки та хлору (менше 0,1%).
Шліфувальні круги не шліфуються самі, для них потрібен електроінструмент.Будь-хто може рекламувати переваги шліфувальних кругів або електроінструментів, але насправді електроінструменти та їхні шліфувальні круги працюють як система.Керамічні шліфувальні круги призначені для кутових шліфувальних машин з певною потужністю і крутним моментом.Хоча деякі пневматичні шліфувальні машини мають необхідні характеристики, у більшості випадків шліфування керамічних кругів виконується за допомогою електроінструментів.
Шліфувальні машини з недостатньою потужністю і крутним моментом можуть викликати серйозні проблеми навіть із найсучаснішими абразивами.Відсутність потужності та крутного моменту може спричинити значне сповільнення роботи інструменту під тиском, фактично перешкоджаючи керамічним частинкам на шліфувальному кругу виконувати те, для чого вони призначені: швидко видаляти великі шматки металу, тим самим зменшуючи кількість теплового матеріалу, що надходить у шліфувальний круг.шліфувальний круг.
Це загострює порочне коло: шліфувальні машини бачать, що матеріал не видаляється, тому інстинктивно натискають сильніше, що, у свою чергу, створює надлишок тепла та посиніння.Зрештою вони штовхають так сильно, що скліють колеса, що змушує їх працювати більше та виробляти більше тепла, перш ніж вони зрозуміють, що їм потрібно змінити колеса.Якщо ви працюєте таким чином з тонкими трубками або листами, вони в кінцевому підсумку пройдуть прямо крізь матеріал.
Звичайно, якщо оператори не пройшли відповідної підготовки, навіть із найкращими інструментами, може виникнути цей порочний цикл, особливо коли йдеться про тиск, який вони чинять на заготовку.Найкраща практика полягає в тому, щоб максимально наблизити номінальний струм шліфувальної машини.Якщо оператор використовує шліфувальну машину на 10 ампер, він повинен натиснути так сильно, щоб шліфувальна машина споживала приблизно 10 ампер.
Використання амперметра може допомогти стандартизувати операції шліфування, якщо виробник обробляє велику кількість дорогої нержавіючої сталі.Звичайно, на деяких підприємствах регулярно використовується амперметр, тому краще уважно прислухатися.Якщо оператор чує та відчуває швидке падіння обертів, можливо, він натискає занадто сильно.
Слухати надто легкі дотики (тобто занадто слабкий тиск) може бути важко, тому у цьому випадку може допомогти увага до потоку іскри.Шліфування нержавіючої сталі створює темніші іскри, ніж вуглецева сталь, але вони все одно повинні бути видимими та рівномірно виступати з робочої зони.Якщо оператор раптово бачить менше іскор, це може бути пов’язано з недостатньою дією або недостатнім склінням колеса.
Оператори також повинні підтримувати постійний робочий кут.Якщо вони підходять до заготовки майже під прямим кутом (майже паралельно заготовці), вони можуть спричинити значний перегрів;якщо вони наближаються під занадто великим кутом (майже вертикально), вони ризикують врізатися краєм колеса в метал.Якщо використовують колесо типу 27, то підходити до роботи потрібно під кутом від 20 до 30 градусів.Якщо вони мають колеса типу 29, їх робочий кут повинен бути близько 10 градусів.
Шліфувальні круги типу 28 (конічні) зазвичай використовуються для шліфування плоских поверхонь для видалення матеріалу на більш широких шляхах шліфування.Ці конічні круги також найкраще працюють при нижчих кутах шліфування (близько 5 градусів), тому вони допомагають зменшити втому оператора.
Це вводить ще один важливий фактор: вибір правильного типу шліфувального круга.Колесо типу 27 має точку контакту з металевою поверхнею, колесо типу 28 має контактну лінію завдяки своїй конічній формі, колесо типу 29 має контактну поверхню.
Найпоширеніші сьогодні колеса типу 27 можуть виконувати роботу в багатьох областях, але їх форма ускладнює роботу з глибоко профільованими деталями та кривими, такими як зварні труби з нержавіючої сталі.Профільна форма круга Тип 29 полегшує роботу операторів, яким необхідно шліфувати комбіновані криволінійні та плоскі поверхні.Круг типу 29 робить це шляхом збільшення площі контакту з поверхнею, що означає, що оператору не доведеться витрачати багато часу на шліфування в кожному місці – хороша стратегія для зменшення накопичення тепла.
Власне, це стосується будь-якого шліфувального круга.При шліфуванні оператор не повинен довго перебувати на одному місці.Припустімо, що оператор знімає метал зі стовбура завдовжки кілька футів.Він може рухати круг короткими рухами вгору-вниз, але це може спричинити перегрів заготовки, оскільки він утримує круг на невеликій площі протягом тривалого періоду часу.Щоб зменшити надходження тепла, оператор може провести весь зварювальний шов в одному напрямку на одному носі, потім підняти інструмент (дозволяючи заготовці охолонути) і провести заготовку в тому ж напрямку на іншому носі.Інші методи працюють, але всі вони мають одну спільну рису: вони запобігають перегріву, утримуючи шліфувальний круг у русі.
Цьому також сприяють широко використовувані методи «розчісування».Припустимо, оператор шліфує стиковий зварний шов у горизонтальному положенні.Щоб зменшити термічне навантаження та надмірне копання, він уникав штовхання шліфувальної машини вздовж з’єднання.Замість цього він починає з кінця і проводить шліфувальною машинкою вздовж з’єднання.Це також запобігає занадто глибокому зануренню круга в матеріал.
Звичайно, будь-яка техніка може перегріти метал, якщо оператор працює занадто повільно.Працюйте занадто повільно, і оператор перегріє заготовку;якщо рухатися занадто швидко, шліфування може зайняти багато часу.Щоб знайти найкращу точку для швидкості подачі, зазвичай потрібен досвід.Але якщо оператор не знайомий із роботою, він може подрібнити брухт, щоб «відчути» відповідну швидкість подачі для заготовки.
Стратегія фінішної обробки залежить від стану поверхні матеріалу, коли він надходить у відділ оздоблення та виходить із нього.Визначте початкову точку (отриманий стан поверхні) і кінцеву точку (необхідне завершення), а потім складіть план пошуку найкращого шляху між цими двома точками.
Часто найкращий шлях починається не з дуже агресивного абразиву.Це може здатися нелогічним.Зрештою, чому б не почати з грубого піску, щоб отримати шорстку поверхню, а потім перейти до більш дрібного?Чи не було б дуже неефективно починати з більш дрібного зерна?
Не обов’язково, це знову ж таки пов’язано з характером порівняння.Оскільки на кожному кроці досягається дрібніша зернистість, кондиціонер замінює глибші подряпини дрібнішими.Якщо почати з наждачного паперу зернистістю 40 або сковорідки, вони залишать глибокі подряпини на металі.Було б чудово, якби ці подряпини наблизили поверхню до бажаної якості, тому доступні матеріали для обробки зернистістю 40.Однак, якщо клієнт просить обробку №4 (спрямоване шліфування), глибокі подряпини, залишені зернистістю №40, видаляються довго.Майстри або використовують різні розміри зернистості, або витрачають багато часу на абразиви з дрібним зерном, щоб видалити великі подряпини та замінити їх меншими.Все це не тільки неефективно, але і занадто сильно нагріває заготовку.
Звичайно, використання дрібнозернистих абразивів на шорстких поверхнях може бути повільним і, у поєднанні з поганою технікою, призводить до надмірного нагрівання.У цьому можуть допомогти диски «два в одному» або диски, розташовані в шаховому порядку.Ці диски містять абразивні тканини в поєднанні з матеріалами для обробки поверхні.Вони ефективно дозволяють майстрові використовувати абразиви для видалення матеріалу, залишаючи більш гладку поверхню.
Наступним етапом фінішної обробки може бути використання нетканих матеріалів, що ілюструє ще одну унікальну особливість фінішної обробки: цей процес найкраще працює з електроінструментами зі змінною швидкістю.Кутова шліфувальна машина, що працює на 10 000 об/хв, може працювати з деякими абразивними матеріалами, але вона повністю розплавить деякі неткані матеріали.З цієї причини обробники сповільнюють оберти до 3000-6000 обертів за хвилину перед обробкою нетканих матеріалів.Звичайно, точна швидкість залежить від застосування та витратних матеріалів.Наприклад, неткані барабани зазвичай обертаються зі швидкістю від 3000 до 4000 обертів на хвилину, тоді як диски для обробки поверхні зазвичай обертаються зі швидкістю 4000-6000 обертів на хвилину.
Наявність відповідних інструментів (шліфувальних верстатів із змінною швидкістю, різноманітних оздоблювальних матеріалів) 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.
Неткані рулони доповнюють поверхню з нержавіючої сталі.Для ефективної фінішної обробки та оптимального терміну служби витратних матеріалів різні оздоблювальні матеріали обертаються з різною швидкістю.
По-перше, вони потребують часу.Якщо бачать, що тонкий шматок нержавіючої сталі нагрівається, то припиняють обробку в одному місці і починають в іншому.Або вони можуть працювати над двома різними артефактами одночасно.Трохи попрацюйте з одним, потім з іншим, давши іншому шматку час охолонути.
Під час полірування до дзеркального стану полірувальник може полірувати перехресно полірувальним барабаном або полірувальним диском у напрямку, перпендикулярному до попереднього етапу.Перехресне шліфування висвітлює ділянки, які мають злитися з попереднім візерунком подряпин, але все одно не доводить поверхню до дзеркального покриття №8.Після того, як усі подряпини будуть видалені, знадобляться повстяна тканина та полірувальна подушечка для створення бажаного глянцевого покриття.
Щоб отримати правильну обробку, виробники повинні забезпечити обробників потрібними інструментами, включно з реальними інструментами та матеріалами, а також засобами зв’язку, такими як створення стандартних зразків, щоб визначити, як має виглядати певна обробка.Ці зразки (розміщені біля відділу оздоблення, у навчальних документах і в літературі з продажу) допомагають тримати всіх на одній хвилі.
Що стосується фактичного інструменту (включаючи електроінструменти та абразиви), то геометрія деяких деталей може бути складною навіть для найдосвідченішої команди фінішної обробки.У цьому допоможуть професійні засоби.
Припустимо, оператору потрібно зібрати тонкостінну трубу з нержавіючої сталі.Використання пластинчастих дисків або навіть барабанів може призвести до проблем, перегріву, а іноді навіть до плоскої плями на самій трубці.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.Однак, як і з усім іншим, майстру все одно потрібно перемістити стрічкову шліфувальну машину в інше місце, щоб зменшити накопичення надлишкового тепла та уникнути посиніння.
Те ж саме стосується й інших професійних інструментів для обробки.Розгляньте стрічкову шліфувальну машину, призначену для роботи у важкодоступних місцях.Фінішер може використовувати його, щоб зробити кутовий зварний шов між двома дошками під гострим кутом.Замість того, щоб рухати стрічкову шліфувальну машину вертикально (на кшталт чищення зубів), технік переміщує її горизонтально вздовж верхнього краю кутового шва, а потім уздовж нижньої, стежачи за тим, щоб шліфувальна машина не залишалася на одному місці занадто довго.довго.довго .
Зварювання, шліфування та фінішна обробка нержавіючої сталі супроводжується ще одним завданням: забезпечення належної пасивації.Після всіх цих збурень, чи залишилися на поверхні матеріалу будь-які забруднення, які перешкоджали б природному утворенню шару хрому з нержавіючої сталі по всій поверхні?Останнє, що потрібно виробнику, — це розлючений клієнт, який скаржиться на іржаві чи брудні деталі.Саме тут вступає в дію належне очищення та відстеження.
Електрохімічне очищення може допомогти видалити забруднювачі для забезпечення належної пасивації, але коли слід проводити це очищення?Це залежить від програми.Якщо виробники очищають нержавіючу сталь, щоб забезпечити повну пасивацію, вони зазвичай роблять це відразу після зварювання.Якщо цього не зробити, фінішний засіб може поглинути забруднення поверхні заготовки та поширити їх в інші місця.Однак для деяких важливих застосувань виробники можуть додавати додаткові етапи очищення — можливо, навіть тестування на належну пасивацію, перш ніж нержавіюча сталь покине цех заводу.
Припустімо, що виробник зварює важливий компонент з нержавіючої сталі для атомної промисловості.Професійний вольфрамовий зварник створює гладкий шов, який виглядає ідеально.Але знову ж таки, це важливе застосування.Співробітник відділу обробки використовує щітку, підключену до системи електрохімічного очищення, щоб очистити поверхню зварного шва.Потім він відшліфував зварний шов за допомогою нетканого абразиву та серветки для витирання та завершив усе до гладкої поверхні.Потім йде остання щітка з електрохімічною системою очищення.Після одного-двох днів простою скористайтеся портативним тестером, щоб перевірити деталь на належну пасивацію.Результати, записані та збережені разом із завданням, показали, що деталь була повністю пасивована перед виходом із заводу.
На більшості виробничих підприємств шліфування, фінішна обробка та очищення та пасивація нержавіючої сталі зазвичай відбуваються на наступних етапах.Насправді вони зазвичай виконуються незадовго до подання завдання.
Неправильно оброблені деталі призводять до найдорожчого брухту та переробки, тому виробникам має сенс переглянути свої відділи шліфування та обробки.Удосконалення шліфування та фінішної обробки допомагають усунути ключові вузькі місця, підвищити якість, усунути головний біль і, що найважливіше, підвищити задоволеність клієнтів.
FABRICATOR — це провідний у Північній Америці журнал із виробництва та формування сталі.Журнал публікує новини, технічні статті та історії успіху, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше.FABRICATOR працює в 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.
Отримайте повний цифровий доступ до STAMPING Journal, що містить найновіші технології, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним цифровим доступом до The Fabricator en Español у вас є легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.