За да осигурят правилно пасивиране, техниците електрохимично почистват надлъжните заварки на валцуваните профили от неръждаема стомана. Изображение, предоставено от Walter Surface Technologies.
Представете си, че производител сключва договор, включващ ключово производство на неръждаема стомана. Листови метални и тръбни секции се изрязват, огъват и заваряват, преди да пристигнат в станция за довършителни работи. Детайлът се състои от плочи, заварени вертикално към тръбата. Заварките изглеждат добре, но това не е идеалното решение, което клиентът търси. В резултат на това шлифовъчната машина прекарва време в отстраняване на повече заваръчен метал от обикновено. След това, уви, на повърхността се появяват някои отчетливи сини петна – ясен знак за твърде много вложена топлина. В този случай това означава, че детайлът няма да отговаря на изискванията на клиента.
Често извършвани ръчно, шлайфането и довършителните работи изискват сръчност и умения. Грешките при довършителните работи могат да бъдат много скъпи, като се има предвид цялата стойност, която е била придадена на детайла. Добавянето на скъпи термочувствителни материали като неръждаема стомана, разходите за преработка и монтаж на скрап могат да бъдат по-високи. В комбинация с усложнения като замърсяване и неуспехи при пасивация, някога доходоносната работа с неръждаема стомана може да се превърне в загуба на пари или дори в уронване на репутацията.
Как производителите предотвратяват всичко това? Те могат да започнат, като развият знанията си за шлифоване и довършителна обработка, разбирайки ролите, които всяко от тях играе, и как влияят на детайлите от неръждаема стомана.
Те не са синоними. Всъщност всеки има коренно различна цел. Шлайфането премахва материали като мустаци и излишен заваръчен метал, докато довършителните работи осигуряват завършек на металната повърхност. Объркването е разбираемо, като се има предвид, че тези, които шлифоват с големи шлифовъчни дискове, премахват много метал много бързо и това може да остави много дълбоки драскотини. Но при шлифоването драскотините са само последващ ефект; целта е материалът да се отстрани бързо, особено когато се работи с термочувствителни метали като неръждаема стомана.
Финишната обработка се извършва на стъпки, като операторът започва с по-голяма зърнистост и преминава към по-фини шлифовъчни дискове, нетъкани абразиви и евентуално филцов плат и полираща паста, за да постигне огледален блясък. Целта е да се постигне определен краен резултат (модел на драскотини). Всяка стъпка (по-фината зърнистост) премахва по-дълбоките драскотини от предишната стъпка и ги заменя с по-малки.
Тъй като шлифоването и довършителната обработка имат различни цели, те често не се допълват взаимно и всъщност могат да си противоречат, ако се използва грешна стратегия за консумативи. За да премахнат излишния заваръчен метал, операторите използват шлифовъчни дискове, за да направят много дълбоки драскотини, след което предават детайла на обработващ, който сега трябва да отдели много време за отстраняване на тези дълбоки драскотини. Тази последователност от шлифоване до довършителна обработка може все още да е най-ефективният начин за посрещане на изискванията на клиента за довършителна обработка. Но отново, те не са допълващи се процеси.
Повърхностите на детайлите, проектирани за технологичност, обикновено не изискват шлайфане и довършителна обработка. Частите, които се шлайфат, правят това само защото шлайфането е най-бързият начин за отстраняване на заварки или друг материал, а дълбоките драскотини, оставени от шлифовъчния диск, са точно това, което клиентът иска. Частите, които изискват само довършителна обработка, се произвеждат по начин, който не изисква прекомерно отстраняване на материал. Типичен пример е част от неръждаема стомана с красив заваръчен шев, защитен с волфрамов газ, който просто трябва да се смеси и съчетае с финалния модел на основата.
Шлифовъчните машини с дискове с ниско отстраняване на материала могат да представляват значителни предизвикателства при работа с неръждаема стомана. По същия начин, прегряването може да причини посиняване и да промени свойствата на материала. Целта е неръждаемата стомана да се поддържа възможно най-хладна по време на целия процес.
За тази цел е полезно да изберете шлифовъчно колело с най-бърза скорост на отстраняване за приложението и бюджета. Циркониевите колела се шлифоват по-бързо от алуминиевите, но в повечето случаи керамичните колела работят най-добре.
Изключително здравите и остри керамични частици се износват по уникален начин. Тъй като постепенно се разпадат, те не се шлифоват плоско, а запазват остър ръб. Това означава, че могат да отстраняват материал много бързо, често за част от времето, необходимо за други шлифовъчни дискове. Това като цяло прави керамичните шлифовъчни дискове заслужаващи си парите. Те са идеални за приложения от неръждаема стомана, защото бързо отстраняват големи стружки и генерират по-малко топлина и деформация.
Без значение кой шлифовъчен диск избере производителят, трябва да се има предвид потенциалното замърсяване. Повечето производители знаят, че не могат да използват един и същ шлифовъчен диск върху въглеродна стомана и неръждаема стомана. Много хора физически разделят операциите си по шлифоване на въглеродна и неръждаема стомана. Дори малки искри от въглеродна стомана, попадащи върху детайли от неръждаема стомана, могат да причинят проблеми със замърсяването. Много индустрии, като фармацевтичната и ядрената промишленост, изискват консумативите да бъдат класифицирани като без замърсяване. Това означава, че шлифовъчните дискове за неръждаема стомана трябва да са почти без (по-малко от 0,1%) желязо, сяра и хлор.
Шлифовъчните дискове не могат да се шлифоват сами; те се нуждаят от електрически инструмент. Всеки може да хвали предимствата на шлифовъчните дискове или електрическите инструменти, но реалността е, че електрическите инструменти и техните шлифовъчни дискове работят като система. Керамичните шлифовъчни дискове са предназначени за ъглошлайфи с определена мощност и въртящ момент. Докато някои пневматични шлифовъчни машини имат необходимите спецификации, повечето шлифования на керамични дискове се извършват с електрически инструменти.
Шлифовъчните машини с недостатъчна мощност и въртящ момент могат да причинят сериозни проблеми, дори с най-модерните абразиви. Липсата на мощност и въртящ момент може да доведе до значително забавяне на инструмента под налягане, като по същество предотвратява керамичните частици върху шлифовъчния диск да правят това, за което са предназначени: бързо да отстраняват големи парчета метал, като по този начин намаляват количеството термичен материал, влизащ в шлифовъчния диск.
Това изостря един порочен кръг: шлифовчиците виждат, че материалът не се отстранява, затова инстинктивно натискат по-силно, което от своя страна създава излишна топлина и посиняване. В крайна сметка те натискат толкова силно, че глазират дисковете, което ги кара да работят по-усилено и да генерират повече топлина, преди да осъзнаят, че трябва да ги сменят. Ако работите по този начин върху тънки тръби или листове, те в крайна сметка преминават директно през материала.
Разбира се, ако операторите не са правилно обучени, дори и с най-добрите инструменти, може да се случи този порочен кръг, особено що се отнася до налягането, което оказват върху детайла. Най-добрата практика е да се достигне максимално номиналният ток на шлайфмашината. Ако операторът използва 10-амперова шлайфмашина, той трябва да натиска толкова силно, че шлайфмашината да консумира около 10 ампера.
Използването на амперметър може да помогне за стандартизиране на операциите по шлифоване, ако производителят обработва големи количества скъпа неръждаема стомана. Разбира се, малко операции всъщност използват амперметър редовно, така че най-добре е да слушате внимателно. Ако операторът чуе и усети, че оборотите падат бързо, може да натиска твърде силно.
Слушането на твърде леки докосвания (т.е. твърде слаб натиск) може да бъде трудно, така че в този случай обръщането на внимание на потока на искри може да помогне. Шлайфането на неръждаема стомана ще произведе по-тъмни искри от въглеродната стомана, но те все пак трябва да са видими и да стърчат от работната зона по равномерен начин. Ако операторът внезапно види по-малко искри, това може да се дължи на факта, че не прилага достатъчно натиск или не глазира колелото.
Операторите също трябва да поддържат постоянен работен ъгъл. Ако се приближат до детайла под почти плосък ъгъл (почти успоредно на детайла), те могат да причинят значително прегряване; ако се приближат под твърде висок ъгъл (почти вертикален), рискуват да забият ръба на колелото в метала. Ако използват колело тип 27, те трябва да се приближат до детайла под ъгъл от 20 до 30 градуса. Ако имат колела тип 29, работният им ъгъл трябва да бъде около 10 градуса.
Шлифовъчните дискове тип 28 (конусни) обикновено се използват за шлайфане на плоски повърхности, за да се отстрани материал от по-широки шлифовъчни пътища. Тези конусни дискове работят най-добре и при по-ниски ъгли на шлифоване (около 5 градуса), така че спомагат за намаляване на умората на оператора.
Това въвежда друг критичен фактор: изборът на правилния тип шлифовъчен диск. Дискът тип 27 има контактна точка върху металната повърхност; дискът тип 28 има контактна линия поради коничната си форма; дискът тип 29 има контактна повърхност.
Най-разпространените колела тип 27 могат да свършат работа в много приложения, но формата им затруднява обработката на части с дълбоки профили и извивки, като например заварени сглобки от тръби от неръждаема стомана. Формата на профила на колелото тип 29 улеснява операторите, които трябва да шлифоват комбинация от извити и плоски повърхности. Колелото тип 29 прави това чрез увеличаване на контактната площ, което означава, че операторът не е нужно да прекарва много време в шлифоване на всяко място – добра стратегия за намаляване на натрупването на топлина.
Всъщност това се отнася за всяко шлифовъчно колело. При шлифоване операторът не трябва да стои на едно и също място дълго време. Да предположим, че оператор отстранява метал от филе с дължина няколко фута. Той може да управлява колелото с кратки движения нагоре и надолу, но това може да прегрее детайла, защото държи колелото в малка зона за дълги периоди от време. За да намали вложената топлина, операторът може да премине през целия заваръчен шев в една посока близо до единия край, след което да повдигне инструмента (давайки време на детайла да се охлади) и да премине през детайла в същата посока близо до другия край. Други техники работят, но всички те имат една обща характеристика: те избягват прегряване, като поддържат шлифовъчното колело в движение.
Често използваните техники за „кардиране“ също помагат за постигането на това. Да предположим, че операторът шлифова челно заваряване в плоско положение. За да намали термичното напрежение и прекомерното вкопаване, той избягва да натиска шлифовъчната машина по протежение на съединението. Вместо това, той започва от края и дърпа шлифовъчната машина по протежение на съединението. Това също така предотвратява прекаленото вкопаване на диска в материала.
Разбира се, всяка техника може да прегрее метала, ако операторът работи твърде бавно. Ако работите твърде бавно, операторът ще прегрее детайла; ако работите твърде бързо, шлифоването може да отнеме много време. Намирането на идеалната скорост на подаване обикновено изисква опит. Но ако операторът не е запознат с работата, той може да шлифова скрапа, за да „усетите“ подходящата скорост на подаване за детайла.
Стратегията за довършителни работи се върти около състоянието на повърхността на материала, когато той пристига и напуска отдела за довършителни работи. Определете началната точка (получено състояние на повърхността) и крайната точка (необходимо покритие), след което направете план за намиране на най-добрия път между тези две точки.
Често най-добрият път не започва с високоагресивен абразив. Това може да звучи нелогично. В края на краищата, защо да не започнем с едър пясък, за да получим грапава повърхност, и след това да преминем към по-фин пясък? Не би ли било много неефективно да започнем с по-фина зърненост?
Не е задължително, това отново е свързано с естеството на сортирането. С всяка стъпка, достигаща по-малка зърнистост, кондициониращият материал замества по-дълбоките драскотини с по-плитки, по-фини драскотини. Ако започнат с шкурка с 40 зърнистост или флип диск, те ще оставят дълбоки драскотини по метала. Би било чудесно, ако тези драскотини доближат повърхността до желаното покритие; затова съществуват тези материали за довършителни работи с 40 зърнистост. Ако обаче клиентът поиска покритие № 4 (насочено четкано покритие), дълбоките драскотини, създадени от абразив № 40, ще отнемат много време за отстраняване. Шлифовъчните машини или преминават към няколко размера на зърнистост, или прекарват дълго време, използвайки финозърнести абразиви, за да премахнат тези големи драскотини и да ги заменят с по-малки. Всичко това не само е неефективно, но и внася твърде много топлина в детайла.
Разбира се, използването на финозърнести абразиви върху грапави повърхности може да бъде бавно и, в комбинация с лоша техника, да доведе до твърде много топлина. Тук може да помогне диск „дву в едно“ или диск с шахматно разположени ламели. Тези дискове включват абразивни платна, комбинирани с материали за обработка на повърхността. Те ефективно позволяват на обработващия да използва абразиви за отстраняване на материал, като същевременно оставя по-гладко покритие.
Следващата стъпка в окончателната обработка може да включва използването на нетъкани текстилни материали, което илюстрира друга уникална характеристика на обработката: процесът работи най-добре с електрически инструменти с променлива скорост. Ъглошлайф, работещ с 10 000 об/мин, може да работи с някои шлифовъчни материали, но ще разтопи добре някои нетъкани текстилни материали. Поради тази причина, специалистите по обработка намаляват скоростта до между 3000 и 6000 об/мин, преди да започнат стъпката на обработка с нетъкани текстилни материали. Разбира се, точната скорост зависи от приложението и консумативите. Например, барабаните с нетъкан текстил обикновено се въртят между 3000 и 4000 об/мин, докато дисковете за повърхностна обработка обикновено се въртят между 4000 и 6000 об/мин.
Наличието на правилните инструменти (шлифовъчни машини с променлива скорост, различни материали за довършителни работи) и определянето на оптималния брой стъпки основно предоставя карта, която разкрива най-добрия път между входящия и готовия материал. Точният път варира в зависимост от приложението, но опитните резачки следват този път, използвайки подобни техники за довършителни работи.
Нетъканите ролки допълват повърхността от неръждаема стомана. За ефикасно довършване и оптимален живот на консумативите, различните материали за довършителни работи работят с различни обороти.
Първо, те не бързат. Ако видят, че тънък детайл от неръждаема стомана се нагрява, те спират довършителните работи в една област и започват в друга. Или може да работят върху два различни артефакта едновременно. Те работят малко върху единия, а след това върху другия, давайки време на другия детайл да се охлади.
При полиране до огледален блясък, полирачът може да полира кръстосано с полиращ барабан или полиращ диск, в посока, перпендикулярна на предишната стъпка. Кръстосаното шлайфане подчертава областите, които трябва да се слеят с предишния драскотинен модел, но все пак няма да доведе до огледален блясък № 8 на повърхността. След като всички драскотини бъдат отстранени, са необходими филцова кърпа и полиращ диск, за да се създаде желаното гланцово покритие.
За да се постигне правилният завършек, производителите трябва да предоставят на довършителите правилните инструменти, включително действителни инструменти и материали, както и инструменти за комуникация, като например установяване на стандартни мостри, за да се определи как трябва да изглежда даден завършек. Тези мостри (поставени близо до отдела за довършителни работи, в обучителни документи и в търговски материали) помагат всички да са наясно с това.
Що се отнася до действителната инструментална екипировка (включително електрически инструменти и абразивни материали), геометрията на определени части може да представлява предизвикателство дори за най-опитните служители в отдела за довършителни работи. Тук професионалните инструменти могат да помогнат.
Да предположим, че оператор трябва да завърши тънкостенна тръбна конструкция от неръждаема стомана. Използването на ламелни дискове или дори барабани може да причини проблеми, да прегрее и понякога дори да създаде плоско петно ​​върху самата тръба. Тук лентовите шлайфмашини, предназначени за тръби, могат да помогнат. Конвейерната лента обхваща по-голямата част от диаметъра на тръбата, разпръсквайки точките на контакт, увеличавайки ефективността и намалявайки вложената топлина. Въпреки това, както при всичко друго, шлифовчикът все още трябва да премести лентовата шлайфмашина на друго място, за да намали излишното натрупване на топлина и да избегне посиняване.
Същото важи и за други професионални инструменти за довършителни работи. Помислете за лентова шлайфмашина, предназначена за тесни пространства. Довършителят може да я използва, за да следва ъглов заваръчен шев между две дъски под остър ъгъл. Вместо да движи лентовата шлайфмашина вертикално (като миене на зъби), машината за обработка я движи хоризонтално по горния край на ъгловия заваръчен шев, след това по долния край, като същевременно се уверява, че лентовата шлайфмашина не остава в него твърде дълго.
Заваряването, шлайфането и довършителните работи на неръждаема стомана въвеждат още едно усложнение: осигуряването на правилна пасивация. След всички тези нарушения на повърхността на материала, остават ли някакви замърсители, които биха попречили на естественото образуване на хромовия слой от неръждаема стомана върху цялата повърхност? Последното нещо, което един производител иска, е ядосан клиент, който се оплаква от ръждясали или замърсени части. Тук влизат в действие правилното почистване и проследимостта.
Електрохимичното почистване може да помогне за премахването на замърсителите, за да се осигури правилна пасивация, но кога трябва да се извърши това почистване? Зависи от приложението. Ако производителите почистват неръждаемата стомана, за да се насърчи пълната пасивация, те обикновено го правят веднага след заваряването. Неспазването на това означава, че средата за довършителни работи може да поеме повърхностните замърсители от детайла и да ги разпространи другаде. Въпреки това, за някои критични приложения производителите могат да изберат да включат допълнителни стъпки за почистване - може би дори тестване за правилна пасивация, преди неръждаемата стомана да напусне фабричния цех.
Да предположим, че производител заварява критичен компонент от неръждаема стомана за ядрената индустрия. Професионален заварчик с волфрамова електродъгова електрода прави шев, който изглежда перфектно. Но отново, това е критично приложение. Служител в отдела за довършителни работи използва четка, свързана с електрохимична почистваща система, за да почисти повърхността на заварката. След това той обработва заваръчния шев с нетъкан абразив и кърпа за обработка и постига равномерно четкано покритие. След това идва финалното четкане с електрохимична почистваща система. След като престои ден-два, използвайте преносимо тестово устройство, за да проверите детайла за правилна пасивация. Резултатите, записани и съхранени със задачата, показват, че детайлът е бил напълно пасивиран, преди да напусне фабриката.
В повечето производствени предприятия, шлайфането, довършителните работи и почистването на неръждаема стомана с пасивация обикновено се извършват надолу по веригата. Всъщност, те обикновено се извършват малко преди доставката на работата.
Неправилно обработените части генерират едни от най-скъпите отпадъци и преработки, така че е логично производителите да преразгледат своите отдели за шлифоване и довършителна обработка. Подобренията в шлифоването и довършителната обработка помагат за облекчаване на основните затруднения, подобряване на качеството, премахване на главоболията и най-важното - повишаване на удовлетвореността на клиентите.
FABRICATOR е водещото списание за металообработваща и преработвателна промишленост в Северна Америка. Списанието предоставя новини, технически статии и истории на случаи, които позволяват на производителите да си вършат работата по-ефективно. FABRICATOR обслужва индустрията от 1970 г.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Възползвайте се от пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метал.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.