Kako bi osigurali pravilnu pasivizaciju, tehničari elektrohemijski čiste uzdužne zavare valjanih dijelova nehrđajućeg čelika. Slika je ljubaznošću Walter Surface Technologies.
Zamislite da proizvođač sklapa ugovor koji uključuje ključnu izradu nehrđajućeg čelika. Limovi i cijevne sekcije se režu, savijaju i zavaruju prije nego što stignu na završnu stanicu. Dio se sastoji od ploča zavarenih vertikalno na cijev. Zavari izgledaju dobro, ali to nije savršen proizvod koji kupac traži. Kao rezultat toga, brusilica troši vrijeme uklanjajući više zavara nego inače. Zatim se, nažalost, na površini pojavila neka izrazita plava podloga – jasan znak prevelikog unosa topline. U ovom slučaju to znači da dio neće ispuniti zahtjeve kupca.
Često ručno izvođeni, brušenje i završna obrada zahtijevaju spretnost i vještinu. Greške u završnoj obradi mogu biti vrlo skupe, s obzirom na svu vrijednost koja je data radnom komadu. Dodavanjem skupih materijala osjetljivih na toplinu, poput nehrđajućeg čelika, troškovi prerade i ugradnje otpada mogu biti veći. U kombinaciji s komplikacijama poput kontaminacije i kvarova pasivizacije, nekada unosan posao s nehrđajućim čelikom može se pretvoriti u gubitak novca ili čak neuspjeh koji šteti reputaciji.
Kako proizvođači sve ovo sprečavaju? Mogu početi razvijanjem svog znanja o brušenju i završnoj obradi, razumijevanjem uloga koje svaka od njih igra i kako utiču na radne komade od nehrđajućeg čelika.
To nisu sinonimi. U stvari, svako ima fundamentalno drugačiji cilj. Brušenjem se uklanjaju materijali poput neravnina i viška metala zavara, dok završna obrada pruža završnu obradu metalne površine. Zbunjenost je razumljiva, s obzirom na to da oni koji bruse velikim brusnim pločama vrlo brzo uklanjaju mnogo metala, a to može ostaviti vrlo duboke ogrebotine. Ali kod brušenja, ogrebotine su samo naknadna posljedica; cilj je brzo uklanjanje materijala, posebno kada se radi s metalima osjetljivim na toplinu poput nehrđajućeg čelika.
Završna obrada se vrši u koracima, gdje operater počinje s većim granulacijama i prelazi na finije brusne ploče, netkane abrazive, a možda i filc i pastu za poliranje kako bi se postigao sjajni sjaj. Cilj je postići određeni konačni rezultat (uzorak ogrebotina). Svaki korak (finiji granulat) uklanja dublje ogrebotine iz prethodnog koraka i zamjenjuje ih manjim ogrebotinama.
Budući da brušenje i završna obrada imaju različite ciljeve, često se ne nadopunjuju i zapravo mogu djelovati protivno jedno drugom ako se koristi pogrešna strategija potrošnog materijala. Da bi uklonili višak metala zavara, operateri koriste brusne ploče za izradu vrlo dubokih ogrebotina, a zatim predaju dio obrađivaču, koji sada mora potrošiti mnogo vremena uklanjajući te duboke ogrebotine. Ovaj redoslijed od brušenja do završne obrade i dalje može biti najefikasniji način za ispunjavanje zahtjeva kupaca za završnom obradom. Ali opet, to nisu komplementarni procesi.
Površine obratka dizajnirane za proizvodnost uglavnom ne zahtijevaju brušenje i završnu obradu. Dijelovi koji se bruše to čine samo zato što je brušenje najbrži način za uklanjanje zavara ili drugog materijala, a duboke ogrebotine koje ostavlja brusni točak su upravo ono što kupac želi. Dijelovi koji zahtijevaju samo završnu obradu proizvode se na način koji ne zahtijeva prekomjerno uklanjanje materijala. Tipičan primjer je dio od nehrđajućeg čelika s prekrasnim zavarom zaštićenim plinom volframom koji samo treba uskladiti s uzorkom završne obrade podloge.
Brusilice s kotačima za malo uklanjanje materijala mogu predstavljati značajne izazove pri radu s nehrđajućim čelikom. Slično tome, pregrijavanje može uzrokovati plavetnjenje i promjenu svojstava materijala. Cilj je da se nehrđajući čelik održi što hladnijim tokom cijelog procesa.
U tu svrhu, korisno je odabrati brusni točak s najbržom brzinom uklanjanja materijala za datu primjenu i budžet. Cirkonijski kotači bruse brže od aluminijevog oksida, ali u većini slučajeva keramički kotači najbolje funkcioniraju.
Izuzetno žilave i oštre keramičke čestice troše se na jedinstven način. Kako se postepeno raspadaju, ne bruse ravno, već zadržavaju oštru ivicu. To znači da mogu vrlo brzo ukloniti materijal, često za djelić vremena u odnosu na druge brusne ploče. Zbog toga keramičke brusne ploče općenito vrijede tog novca. Idealne su za primjene od nehrđajućeg čelika jer brzo uklanjaju velike strugotine i stvaraju manje topline i deformacija.
Bez obzira na to koji brusni točak proizvođač odabere, potrebno je imati na umu potencijalnu kontaminaciju. Većina proizvođača zna da ne mogu koristiti isti brusni točak na ugljičnom čeliku i nehrđajućem čeliku. Mnogi ljudi fizički odvajaju svoje operacije brušenja ugljičnog i nehrđajućeg čelika. Čak i sitne iskre ugljičnog čelika koje padaju na radne komade od nehrđajućeg čelika mogu uzrokovati probleme s kontaminacijom. Mnoge industrije, poput farmaceutske i nuklearne industrije, zahtijevaju da potrošni materijal bude ocijenjen kao bez zagađenja. To znači da brusni točak za nehrđajući čelik mora biti gotovo bez (manje od 0,1%) željeza, sumpora i hlora.
Brusne ploče se ne mogu same brusiti; potreban im je električni alat. Svatko može hvaliti prednosti brusnih ploča ili električnih alata, ali stvarnost je da električni alati i njihove brusne ploče rade kao sistem. Keramičke brusne ploče dizajnirane su za kutne brusilice s određenom količinom snage i obrtnog momenta. Dok neke zračne brusilice imaju potrebne specifikacije, većina brušenja keramičkih ploča vrši se električnim alatima.
Brusilice s nedovoljnom snagom i obrtnim momentom mogu uzrokovati ozbiljne probleme, čak i s najnaprednijim abrazivima. Nedostatak snage i obrtnog momenta može uzrokovati značajno usporavanje alata pod pritiskom, što u suštini sprječava keramičke čestice na brusnom točku da rade ono za što su dizajnirane: brzo uklanjanje velikih komada metala, čime se smanjuje količina termičkog materijala koji ulazi u brusni točak.
Ovo pogoršava začarani krug: Operateri brušenja vide da se materijal ne uklanja, pa instinktivno jače pritiskaju, što zauzvrat stvara višak toplote i plavetnjenje. Na kraju pritiskaju toliko jako da oštete točkove, što ih tjera da rade jače i generišu više toplote prije nego što shvate da ih trebaju zamijeniti. Ako na ovaj način radite na tankim cijevima ili limovima, oni na kraju prođu direktno kroz materijal.
Naravno, ako operateri nisu pravilno obučeni, čak i sa najboljim alatima, ovaj začarani krug se može dogoditi, posebno kada je u pitanju pritisak koji vrše na radni komad. Najbolja praksa je da se što više približi nominalnoj struji brusilice. Ako operater koristi brusilicu od 10 ampera, treba da pritiska toliko snažno da brusilica povuče oko 10 ampera.
Korištenje ampermetra može pomoći u standardizaciji operacija brušenja ako proizvođač obrađuje velike količine skupog nehrđajućeg čelika. Naravno, malo operacija zapravo redovno koristi ampermetar, tako da je najbolje da pažljivo slušate. Ako operater čuje i osjeti da broj okretaja brzo pada, možda previše pritiska.
Osluškivanje prelaganih dodira (tj. premalog pritiska) može biti teško, tako da u ovom slučaju obraćanje pažnje na protok iskri može pomoći. Brušenje nehrđajućeg čelika će proizvesti tamnije iskre od ugljičnog čelika, ali one bi i dalje trebale biti vidljive i stršati iz radnog područja na konzistentan način. Ako operater iznenada vidi manje iskri, to može biti zato što ne primjenjuje dovoljno pritiska ili ne glazira točkić.
Operateri također moraju održavati dosljedan radni ugao. Ako prilaze radnom komadu pod gotovo ravnim uglom (skoro paralelno s radnim komadom), mogu uzrokovati znatno pregrijavanje; ako prilaze pod prevelikim uglom (skoro vertikalno), riskiraju da zabiju ivicu točka u metal. Ako koriste točak tipa 27, trebali bi prići radnom komadu pod uglom od 20 do 30 stepeni. Ako imaju točak tipa 29, njihov radni ugao trebao bi biti oko 10 stepeni.
Brusni kotači tipa 28 (konusni) se obično koriste za brušenje na ravnim površinama kako bi se uklonio materijal na širim putanjama brušenja. Ovi konusni kotači također najbolje rade pri nižim kutovima brušenja (oko 5 stupnjeva), tako da pomažu u smanjenju umora operatera.
Ovo uvodi još jedan ključni faktor: odabir prave vrste brusnog točka. Točak tipa 27 ima kontaktnu tačku na metalnoj površini; točak tipa 28 ima kontaktnu liniju zbog svog konusnog oblika; točak tipa 29 ima kontaktnu površinu.
Daleko najčešći kotači tipa 27 mogu obaviti posao u mnogim primjenama, ali njihov oblik otežava rukovanje dijelovima s dubokim profilima i krivinama, kao što su zavareni sklopovi cijevi od nehrđajućeg čelika. Oblik profila kotača tipa 29 olakšava operaterima koji trebaju brusiti kombinaciju zakrivljenih i ravnih površina. Kotač tipa 29 to postiže povećanjem površine kontakta, što znači da operater ne mora provoditi puno vremena bruseći na svakoj lokaciji – dobra strategija za smanjenje nakupljanja topline.
U stvari, ovo se odnosi na bilo koji brusni točak. Prilikom brušenja, operater ne smije dugo ostati na istom mjestu. Pretpostavimo da operater uklanja metal sa zavoja dugog nekoliko stopa. On može upravljati točkom kratkim pokretima gore-dolje, ali to može pregrijati obradak jer drži točak na malom području duži vremenski period. Da bi smanjio unos toplote, operater može preći preko cijelog zavara u jednom smjeru blizu jednog vrha, zatim podići alat (dajući obradku vremena da se ohladi) i preći obradak u istom smjeru blizu drugog vrha. Druge tehnike funkcionišu, ali sve imaju jednu zajedničku karakteristiku: izbjegavaju pregrijavanje održavanjem brusnog točka u pokretu.
Uobičajeno korištene tehnike "grebenanja" također pomažu u postizanju ovoga. Pretpostavimo da operater brusi sučeoni zavar u ravnom položaju. Kako bi smanjio termički stres i prekomjerno kopanje, izbjegavao je guranje brusilice duž spoja. Umjesto toga, počinje na kraju i povlači brusilicu duž spoja. Ovo također sprječava da se točak previše zarije u materijal.
Naravno, bilo koja tehnika može pregrijati metal ako operater radi previše sporo. Ako se radi previše sporo, operater će pregrijati obradak; ako se radi prebrzo, brušenje može potrajati dugo. Pronalaženje idealne brzine posmaka obično zahtijeva iskustvo. Ali ako operater nije upoznat s poslom, može samljeti otpadni materijal kako bi dobio "osjećaj" za odgovarajuću brzinu posmaka za obradak koji je pri ruci.
Strategija završne obrade zasniva se na stanju površine materijala pri njegovom dolasku i odlasku iz odjela za završnu obradu. Identifikujte početnu tačku (primljeno stanje površine) i završnu tačku (potrebna završna obrada), a zatim napravite plan za pronalaženje najboljeg puta između te dvije tačke.
Često najbolji put ne počinje s visoko agresivnim abrazivom. Ovo može zvučati nelogično. Uostalom, zašto ne početi s grubim pijeskom kako biste dobili hrapavu površinu, a zatim preći na finiji pijesak? Ne bi li bilo vrlo neefikasno početi s finijom granulacijom?
Ne nužno, ovo opet ima veze s prirodom sortiranja. Kako svaki korak dostiže manju granulaciju, kondicioner zamjenjuje dublje ogrebotine plićim, finijim ogrebotinama. Ako počnu s brusnim papirom granulacije 40 ili flip diskom, ostavit će duboke ogrebotine na metalu. Bilo bi sjajno kada bi te ogrebotine približile površinu željenoj završnoj obradi; zato postoje ti materijali za završnu obradu granulacije 40. Međutim, ako kupac zatraži završnu obradu br. 4 (usmjereno brušena završna obrada), duboke ogrebotine stvorene abrazivom br. 40 će se dugo uklanjati. Obrađivači ili prelaze na više veličina granulacije ili provode dugo vremena koristeći sitnozrnate abrazive kako bi uklonili te velike ogrebotine i zamijenili ih manjim ogrebotinama. Ne samo da je sve ovo neefikasno, već i unosi previše topline u obradak.
Naravno, korištenje finih abraziva na hrapavim površinama može biti sporo i, u kombinaciji s lošom tehnikom, uvesti previše topline. Tu može pomoći dvostruki ili stepenasto raspoređeni lamelni disk. Ovi diskovi uključuju abrazivne tkanine u kombinaciji s materijalima za obradu površine. Oni učinkovito omogućuju obrađivaču da koristi abrazive za uklanjanje materijala, a istovremeno ostavlja glatkiju završnu obradu.
Sljedeći korak u završnoj obradi može uključivati ​​upotrebu netkanog tekstila, što ilustruje još jednu jedinstvenu karakteristiku završne obrade: proces najbolje funkcioniše sa električnim alatima sa promjenjivom brzinom. Brusilica pod pravim uglom koja radi na 10.000 o/min može raditi sa nekim brusnim medijima, ali će neke netkane materijale temeljno otopiti. Iz tog razloga, završničari smanjuju brzinu na između 3.000 i 6.000 o/min prije početka koraka završne obrade s netkanim tekstilom. Naravno, tačna brzina zavisi od primjene i potrošnog materijala. Na primjer, bubnjevi za netkani tekstil se obično okreću između 3.000 i 4.000 o/min, dok se diskovi za površinsku obradu obično okreću između 4.000 i 6.000 o/min.
Posjedovanje pravih alata (brusilice s promjenjivom brzinom, različiti materijali za završnu obradu) i određivanje optimalnog broja koraka u osnovi pruža mapu koja otkriva najbolji put između dolaznog i gotovog materijala. Tačan put varira ovisno o primjeni, ali iskusni rezači slijede ovaj put koristeći slične tehnike rezanja.
Netkani valjci upotpunjuju površinu od nehrđajućeg čelika. Za efikasnu završnu obradu i optimalan vijek trajanja potrošnog materijala, različiti materijali za završnu obradu rade na različitim okretajima u minuti.
Prvo, ne žure. Ako vide da se tanki radni komad od nehrđajućeg čelika zagrijava, prestaju s završnom obradom na jednom području i počinju na drugom. Ili možda rade na dva različita predmeta istovremeno. Rade malo na jednom, a zatim na drugom, dajući drugom radnom komadu vremena da se ohladi.
Prilikom poliranja do zrcalnog sjaja, polir može vršiti unakrsno poliranje bubnjem za poliranje ili diskom za poliranje, u smjeru okomitom na prethodni korak. Unakrsno brušenje ističe područja koja se trebaju stopiti s prethodnim uzorkom ogrebotina, ali i dalje neće postići zrcalni sjaj površine br. 8. Nakon što se uklone sve ogrebotine, potrebni su filcana krpa i polirajući kotač kako bi se stvorio željeni sjajni završetak.
Da bi se postigla prava završna obrada, proizvođači moraju obezbijediti završnim obradnicima odgovarajuće alate, uključujući stvarne alate i medije, kao i komunikacijske alate, kao što je uspostavljanje standardnih uzoraka kako bi se odredilo kako bi određena završna obrada trebala izgledati. Ovi uzorci (postavljeni u blizini odjela za završnu obradu, u dokumentima za obuku i u prodajnoj literaturi) pomažu da se svi informišu.
Što se tiče same obrade alata (uključujući električne alate i abrazivne medije), geometrija određenih dijelova može predstavljati izazov čak i za najiskusnije zaposlenike u odjelu za završnu obradu. Tu profesionalni alati mogu pomoći.
Pretpostavimo da operater treba da završi sklop tankozidnih cijevi od nehrđajućeg čelika. Korištenje lamelnih diskova ili čak bubnjeva može uzrokovati probleme, pregrijavanje, a ponekad čak i stvoriti ravnu mrlju na samoj cijevi. Ovdje mogu pomoći tračne brusilice dizajnirane za cijevi. Transportna traka obavija se oko većeg dijela promjera cijevi, šireći tačke kontakta, povećavajući efikasnost i smanjujući unos topline. Uprkos tome, kao i sa svime ostalim, obrađivač i dalje mora pomjeriti tračnu brusilicu na drugo područje kako bi ublažio prekomjerno nakupljanje topline i izbjegao plavetnjenje.
Isto važi i za druge profesionalne alate za završnu obradu. Razmotrite brusilicu za prste dizajniranu za uske prostore. Završavač bi je mogao koristiti za praćenje kutnog zavara između dvije daske pod oštrim uglom. Umjesto vertikalnog pomicanja brusilice za prste (kao što perete zube), alat za oblaganje je pomiče horizontalno duž gornjeg vrha kutnog zavara, a zatim donjeg vrha, pazeći da brusilica za prste ne ostane u jednom predugo.
Zavarivanje, brušenje i završna obrada nehrđajućeg čelika uvodi još jednu komplikaciju: osiguranje pravilne pasivizacije. Nakon svih ovih poremećaja na površini materijala, postoje li preostali zagađivači koji bi spriječili prirodno formiranje sloja kroma nehrđajućeg čelika preko cijele površine? Posljednja stvar koju proizvođač želi je ljutiti kupac koji se žali na zahrđale ili kontaminirane dijelove. Tu na scenu stupaju pravilno čišćenje i sljedivost.
Elektrohemijsko čišćenje može pomoći u uklanjanju nečistoća kako bi se osigurala pravilna pasivizacija, ali kada treba izvršiti ovo čišćenje? Zavisi od primjene. Ako proizvođači čiste nehrđajući čelik kako bi postigli potpunu pasivizaciju, obično to čine odmah nakon zavarivanja. Ako se to ne učini, medij za završnu obradu može pokupiti površinske nečistoće s obratka i proširiti ih na druga mjesta. Međutim, za neke kritične primjene, proizvođači mogu odlučiti uvesti dodatne korake čišćenja - možda čak i testiranje pravilne pasivizacije prije nego što nehrđajući čelik napusti tvornicu.
Pretpostavimo da proizvođač zavaruje kritičnu komponentu od nehrđajućeg čelika za nuklearnu industriju. Profesionalni zavarivač volframovim elektrolučnim sistemom postavlja šav koji izgleda savršeno. Ali opet, ovo je kritična primjena. Zaposlenik u odjelu za završnu obradu koristi četku povezanu sa elektrohemijskim sistemom za čišćenje kako bi očistio površinu zavara. Zatim je obradio vrh zavara netkanim abrazivnim materijalom i krpom za čišćenje i sve doveo do ravnomjerne četkane završne obrade. Zatim dolazi do završnog četkanja elektrohemijskim sistemom za čišćenje. Nakon što odstoji dan ili dva, koristite ručni ispitni uređaj da testirate dio na pravilnu pasivizaciju. Rezultati, zabilježeni i sačuvani uz posao, pokazali su da je dio bio potpuno pasiviran prije nego što je napustio fabriku.
U većini proizvodnih pogona, brušenje, završna obrada i čišćenje nehrđajućeg čelika pasivizacijom obično se odvijaju nizvodno. U stvari, obično se izvršavaju neposredno prije isporuke posla.
Nepravilno obrađeni dijelovi generiraju neke od najskupljih vrsta otpada i ponovne obrade, tako da je logično da proizvođači ponovo razmotre svoja odjeljenja za brušenje i završnu obradu. Poboljšanja u brušenju i završnoj obradi pomažu u ublažavanju glavnih uskih grla, poboljšanju kvalitete, uklanjanju glavobolja i, što je najvažnije, povećanju zadovoljstva kupaca.
FABRICATOR je vodeći sjevernoamerički časopis za industriju oblikovanja i izrade metala. Časopis nudi vijesti, tehničke članke i studije slučaja koje omogućavaju proizvođačima da efikasnije obavljaju svoj posao. FABRICATOR služi industriji od 1970. godine.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The FABRICATOR, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje časopisa The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, omogućavajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Iskoristite puni pristup digitalnom izdanju časopisa STAMPING, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The Fabricator en Español, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.