Надлъжните заварки на пръти от неръждаема стомана се електрохимично обезкостяват, за да се осигури правилна пасивация. Изображението е предоставено от Walter Surface Technologies.
Представете си, че производител сключва договор за производство на ключов продукт от неръждаема стомана. Листови метални и тръбни секции се изрязват, огъват и заваряват, преди да бъдат изпратени до станцията за довършителни работи. Детайлът се състои от плочи, заварени вертикално към тръбата. Заварките изглеждат добре, но това не е идеалната цена, която купувачът търси. В резултат на това шлифовъчната машина прекарва време в отстраняване на повече заваръчния метал от обикновено. След това, уви, на повърхността се появява отчетливо синьо – ясен знак за твърде много вложена топлина. В този случай това означава, че детайлът няма да отговаря на изискванията на клиента.
Често извършвани на ръка, шлайфането и довършителните работи изискват сръчност и майсторство. Грешките при довършителните работи могат да бъдат много скъпи, като се има предвид цялата стойност, която е била вложена в 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 повреди при пасивация, някога печелившата дейност с неръждаема стомана може да стане нерентабилна или дори да навреди на репутацията.
Как производителите предотвратяват всичко това? Те могат да започнат, като разширят знанията си за шлифоване и довършителна обработка, разбирайки ролите, които те играят, и как влияят на детайлите от неръждаема стомана.
Това не са синоними. Всъщност всеки има коренно различни цели. Шлайфането премахва материали като мустаци и излишен заваръчен метал, докато довършителната обработка осигурява фино покритие на металната повърхност. Объркването е разбираемо, като се има предвид, че тези, които шлифоват с големи шлифовъчни дискове, премахват много метал много бързо и в процеса могат да останат много дълбоки драскотини. Но при шлифоването драскотините са само следствие, целта е бързото отстраняване на материала, особено когато се работи с термочувствителни метали като неръждаема стомана.
Финишната обработка се извършва на етапи, като операторът започва с по-едра зърнистост и преминава към по-фини шлифовъчни дискове, нетъкани абразиви и евентуално филцов плат и полираща паста, за да се постигне огледален блясък. Целта е да се постигне определен краен резултат (модел на драскотина). Всяка стъпка (с по-фина зърнистост) премахва по-дълбоките драскотини от предишната стъпка и ги заменя с по-малки.
Тъй като шлайфането и довършителните работи имат различни цели, те често не се допълват взаимно и могат да си противоречат, ако се използва грешна стратегия за консумативи. За да отстрани излишния заваръчен метал, операторът прави много дълбоки драскотини с шлифовъчно колело и след това предава детайла на обработващия инструмент, който сега трябва да отдели много време за отстраняването им. Тази последователност от шлайфане до довършителна обработка все още може да бъде най-ефективният начин за задоволяване на изискванията на клиента за довършителни работи. Но отново, това не са допълнителни процеси.
Повърхностите на детайлите, проектирани за обработваемост, обикновено не изискват шлайфане или довършителна обработка. Частите, които се шлайфат само защото шлайфането е най-бързият начин за премахване на заварки или друг материал, а дълбоките драскотини, оставени от шлифовъчния диск, са точно това, което клиентът е искал. Частите, които изискват само довършителна обработка, се произвеждат по такъв начин, че не се изисква прекомерно отстраняване на материал. Типичен пример е част от неръждаема стомана с красива заварка, защитена от волфрамов електрод, който просто трябва да се смеси и съчетае с модела на покритието на основата.
Шлифовъчните машини с дискове за ниско отнемане на материал могат да създадат сериозни проблеми при работа с неръждаема стомана. По същия начин, прегряването може да причини посиняване и промяна в свойствата на материала. Целта е неръждаемата стомана да се поддържа възможно най-студена 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 керамичните колела работят най-добре в повечето случаи.
Изключително здравите и остри керамични частици се износват по уникален начин. Тъй като постепенно се разпадат, те не стават плоски, а запазват остър ръб. Това означава, че могат да отстраняват материал много бързо, често няколко пъти по-бързо от други шлифовъчни дискове. Като цяло това прави керамичните шлифовъчни дискове заслужаващи си парите. Те са идеални за обработка на неръждаема стомана, тъй като бързо отстраняват големи стружки и генерират по-малко топлина и деформация.
Независимо 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 както за въглеродна стомана, така и за неръждаема стомана. Много хора физически разделят операциите по шлифоване на въглеродна и неръждаема стомана. Дори малки искри от въглеродна стомана, попадащи върху части от неръждаема стомана, могат да причинят проблеми със замърсяването. Много индустрии, като фармацевтичната и ядрената, изискват консумативите да бъдат класифицирани като незамърсяващи. Това означава, че шлифовъчните дискове от неръждаема стомана трябва да са практически без (по-малко от 0,1%) желязо, сяра и хлор.
Шлифовъчните дискове не се шлифоват сами, за тях е необходим електрически инструмент. Всеки може да рекламира 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, в повечето случаи шлифоването на керамичните дискове се извършва 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 изпълняват това, за което са предназначени: бързо отстраняване на големи парчета метал, като по този начин се намалява количеството термичен материал, влизащ в шлифовъчния диск. шлифовъчен диск.
Това изостря порочния кръг: шлайфмашините виждат, че не се отстранява материал, 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 принуждава да работят по-усилено и да генерират повече топлина, преди да осъзнаят, че трябва да сменят дисковете. Ако работите по този начин с тънки тръби или листове, те в крайна сметка преминават през материала.
Разбира се, ако операторите не са правилно обучени, дори и с най-добрите инструменти, може да възникне този порочен кръг, особено що се отнася до налягането, което оказват върху детайла. Най-добрата практика е да се достигне максимално номиналният ток на шлифовъчната машина. Ако операторът използва 10-амперова шлифовъчна машина, той трябва да натиска толкова силно, че шлифовъчната машина да консумира около 10 ампера.
Използването на амперметър може да помогне за стандартизиране на операциите по шлифоване, ако производителят обработва голямо количество скъпа неръждаема стомана. Разбира се, малко операции всъщност използват амперметър редовно, така че е най-добре да се слуша внимателно. Ако операторът чуе и усети, че оборотите падат бързо, може да натиска твърде много.
Слушането на твърде леки докосвания (т.е. твърде слаб натиск) може да бъде трудно, така че вниманието към искровия поток може да помогне в този случай. Шлайфането на неръждаема стомана произвежда по-тъмни искри от въглеродната стомана, но те все пак трябва да са видими и да стърчат равномерно от работната зона. Ако операторът внезапно види по-малко искри, това може да се дължи на недостатъчно прилагане на сила или на недостатъчно глазиране на колелото.
Операторите също трябва да поддържат постоянен работен ъгъл. Ако се приближат до детайла почти под прав ъгъл (почти успоредно на детайла), те могат да причинят значително прегряване; ако се приближат под твърде голям ъгъл (почти вертикално), рискуват да ударят ръба на диска в метала. Ако използват диск тип 27, те трябва да се приближават до работата под ъгъл от 20 до 30 градуса. Ако имат дискове 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 отстраняване на 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 важен фактор: изборът на правилния тип шлифовъчен диск. Дискът тип 27 има метална повърхност на контактна точка, дискът тип 28 има контактна линия поради коничната си форма, а дискът тип 29 има контактна повърхност.
Най-разпространените днес дискове тип 27 могат да вършат работа в много области, но формата им затруднява работата с дълбоко профилирани части и извивки, като например заварени тръбни сглобки от неръждаема стомана. Профилната форма на диска тип 29 улеснява работата на операторите, които трябва да шлифоват комбинирани извити и плоски повърхности. Дискът тип 29 прави това, като увеличава контактната площ на повърхността, 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 важи за всеки шлифовъчен диск. 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 задвижва диска с кратки движения нагоре и надолу, но това може да доведе до прегряване на детайла, тъй като държи диска в малка зона за дълъг период от време. За да намали входящата топлина, операторът може да прокара целия заваръчен шев в една посока при единия край, след което да повдигне инструмента (позволявайки на детайла да се охлади) и да прокара детайла в същата посока при другия край. Други методи работят, но всички те имат едно общо нещо: те избягват прегряване, като поддържат шлифовъчния диск в движение.
Това се подпомага и от широко използваните методи за „гребене“. Да предположим, че операторът шлайфа челно заваряване в плоско положение. За да намали термичното напрежение и прекомерното задълбаване, той избягва да натиска шлифовъчната машина по дължина на съединението. Вместо това, той започва от края и движи шлифовъчната машина по дължина на съединението. Това също така предотвратява твърде дълбокото потъване 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 се движите твърде бързо, шлайфането 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 смила скрапа, за да „усетя“ подходящата скорост на подаване за детайла.
Стратегията за довършителни работи зависи от състоянието на повърхността на материала, когато той влиза и излиза от отдела за довършителни работи. Определете начална точка (постигнато състояние на повърхността) и крайна точка (необходимо покритие) и след това направете план за намиране на най-добрия път между тези две точки.
Често най-добрият път не започва с високоагресивен абразив. Това може да изглежда 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 сравнението. С постигането на по-фина зърненост във всяка стъпка, кондиционерът замества по-дълбоките драскотини с все по-фини, по-фини. Ако започнат с шкурка с 40 зърненост или шкурка, те ще оставят дълбоки драскотини по метала. Би било чудесно, ако тези драскотини доближат повърхността до желания завършек, поради което се предлагат материали за завършек с 40 зърненост. Ако обаче клиент поиска завършек с #4 (насочено шлайфане), дълбоките драскотини, оставени от #40 зърненост, отнемат много време за премахване. Майсторите или използват различни размери на зърненост, или прекарват много време, използвайки фини абразиви, за да премахнат тези големи драскотини и да ги заменят с по-малки. Всичко това е не само неефективно, но и нагрява детайла твърде много.
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. Дисковете „две в едно“ или шахматно разположените дискове могат да помогнат с това. Тези дискове включват абразивни платове, комбинирани с материали за обработка на повърхността. Те ефективно позволяват на майстора да използва абразиви за отстраняване на материал, като същевременно оставя по-гладко покритие.
Следващата стъпка в довършителните работи може да включва използването на нетъкани текстилни материали, което илюстрира друга уникална характеристика на довършителните работи: процесът работи най-добре с електрически инструменти с променлива скорост. Ъглошлайф, работещ с 10 000 оборота в минута, може да се справи с някои абразивни материали, но ще разтопи напълно някои нетъкани материали. Поради тази причина, машините за довършителни работи намаляват скоростта до 3000-6000 оборота в минута, преди да обработят нетъканите текстилни материали. Разбира се, точната скорост зависи от приложението и консумативите. Например, барабаните за нетъкан текстил обикновено се въртят с 3000 до 4000 оборота в минута, докато дисковете за повърхностна обработка обикновено се въртят с 4000 до 6000 оборота в минута.
Наличието на правилните инструменти (шлифовъчни машини с променлива скорост, различни материали за довършителни работи) и определянето на оптималния брой стъпки основно осигурява карта, която показва най-добрия път между входящия и готовия материал. Точният път зависи от приложението, но опитните резачки следват този път, използвайки подобни методи за довършителни работи.
Нетъканите рула допълват повърхността от неръждаема стомана. За ефикасна обработка и оптимален живот на консумативите, различните материали за обработка работят с различни скорости на въртене.
Първо, те отделят време. Ако видят, че тънко парче неръждаема стомана се нагрява, те спират да довършват на едно място и започват на друго. Или може да работят върху два различни артефакта едновременно. Работят малко върху единия, а след това върху другия, като дават време на другото парче да се охлади.
При полиране до огледален блясък, полирачът може да полира кръстосано с полиращия барабан или полиращия диск в посока, перпендикулярна на предишната стъпка. Кръстосаното шлайфане подчертава областите, които би трябвало да се слеят с предишния драскотинен модел, но все още не довежда повърхността до огледален блясък №8. След като всички драскотини бъдат отстранени, ще са необходими филцова кърпа и полираща подложка, за да се създаде желаният гланцов завършек.
За да се получи правилният завършек, производителите трябва да предоставят на довършителите правилните инструменти, включително реални инструменти и материали, както и инструменти за комуникация, като например създаване на стандартни мостри, за да се определи как трябва да изглежда даден завършек. Тези мостри (публикувани до отдела за довършителни работи, в обучителни материали и в рекламни материали) помагат всички да са на една и съща вълна.
Що се отнася до самата инструментална екипировка (включително електрически инструменти и абразиви), геометрията на някои части може да бъде предизвикателство дори за най-опитния екип за довършителни работи. Това ще помогне на професионалните инструменти.
Да предположим, че оператор трябва да сглоби тънкостенна тръба от неръждаема стомана. Използването на ламелни дискове или дори барабани може да доведе до проблеми, прегряване и понякога дори до сплескване на самата тръба. Тук могат да помогнат лентовите шлайфмашини, предназначени за тръби. Конвейерната лента покрива по-голямата част от диаметъра на тръбата, разпределяйки точките на контакт, увеличавайки ефективността и намалявайки вложената топлина. Въпреки това, както при всичко останало, майсторът все още трябва да премести лентовата шлайфмашина на различно 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 труднодостъпни места. Довършителят може да я използва, за да направи ъглов заваръчен шев между две дъски под остър ъгъл. Вместо да движи лентовата шлайфмашина вертикално (като миене на зъби), техникът я движи хоризонтално по горния ръб на ъгловия заваръчен шев и след това по долния, като се уверява, че лентовата шлайфмашина не стои на едно място твърде дълго време.
Заваряването, шлайфането и довършителните работи на неръждаема стомана са свързани с друго предизвикателство: осигуряването на правилна пасивация. След всички тези смущения, останали ли са някакви замърсявания по повърхността на материала, които биха попречили на естественото образуване на хромов слой от неръждаема стомана върху цялата повърхност? Последното нещо, от което се нуждае един производител, е ядосан клиент, който се оплаква от ръждясали или замърсени части. Тук е мястото, където правилното почистване и проследимостта влизат в действие.
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 осигурят пълна пасивация, те обикновено го правят веднага след заваряването. Ако това не се направи, средата за обработка може да абсорбира повърхностните замърсители от детайла и да ги разпространи на други места. Въпреки това, за някои критични приложения производителите могат да добавят допълнителни стъпки за почистване – може би дори тестване за правилна пасивация, преди неръждаемата стомана да напусне фабричния цех.
Да предположим, че производител заварява важен компонент от неръждаема стомана за ядрената индустрия. Професионален заварчик с волфрамова дъга създава гладък 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 заваръчния шев. След това той шлайфа заваръчния шев с нетъкан абразив и кърпа за почистване и завършва всичко до гладка повърхност. След това идва последното четкане с електрохимична почистваща система. След ден-два престой, използвайте преносим тестер, за да проверите детайла за правилна пасивация. Резултатите, записани и запазени заедно с работата, показват, че детайлът е бил напълно пасивиран, преди да напусне фабриката.
В повечето производствени предприятия, шлайфането, довършителните работи и почистването с пасивация на неръждаема стомана обикновено се извършват в последователни стъпки. Всъщност те обикновено се извършват малко преди подаването на работата.
Неправилно обработените части създават едни от най-скъпите отпадъци и преработки, така че е логично производителите да преразгледат своите отдели за шлайфане и довършителна обработка. Подобренията в шлайфането и довършителната обработка помагат за премахване на ключови пречки, подобряване на качеството, премахване на главоболията и, най-важното, повишаване на удовлетвореността на клиентите.
FABRICATOR е водещото списание за производство и формоване на стомана в Северна Америка. Списанието публикува новини, технически статии и истории за успех, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно. FABRICATOR е в 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.
Получете пълен дигитален достъп до списанието STAMPING, което представя най-новите технологии, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метали.
Сега с пълен дигитален достъп до The Fabricator en Español, имате лесен достъп до ценни индустриални ресурси.