Aby byla zajištěna správná pasivace, technici elektrochemicky čistí podélné svary válcovaných profilů z nerezové oceli. Obrázek s laskavým svolením společnosti Walter Surface Technologies.
Představte si, že výrobce uzavře smlouvu týkající se klíčové výroby nerezové oceli. Plechové a trubkové profily jsou před dodáním na dokončovací stanici řezány, ohýbány a svařovány. Díl se skládá z plechů přivařených svisle k trubce. Svary vypadají dobře, ale není to perfektní cena, kterou zákazník hledá. V důsledku toho bruska tráví čas odstraňováním většího množství svarového kovu než obvykle. Pak se bohužel na povrchu objevily zřetelné modré skvrny – jasná známka příliš velkého tepelného příkonu. V tomto případě to znamená, že díl nebude splňovat požadavky zákazníka.
Broušení a dokončování, které se často provádí ručně, vyžaduje obratnost a dovednost. Chyby při dokončování mohou být vzhledem k veškeré hodnotě, která byla obrobku dána, velmi nákladné. Přidání drahých tepelně citlivých materiálů, jako je nerezová ocel, může vést k vyšším nákladům na přepracování a instalaci šrotu. V kombinaci s komplikacemi, jako je kontaminace a selhání pasivace, se kdysi lukrativní práce s nerezovou ocelí může změnit ve ztrátovou nebo dokonce poškozující pověst nehodu.
Jak tomu všemu výrobci předcházejí? Mohou začít tím, že si rozšíří znalosti o broušení a dokončování, pochopí, jaké role hrají a jak ovlivňují obrobky z nerezové oceli.
Nejsou to synonyma. Ve skutečnosti má každý zásadně jiný cíl. Broušení odstraňuje materiály, jako jsou otřepy a přebytečný svarový kov, zatímco konečná úprava poskytuje povrchové úpravě povrchové úpravy. Zmatek je pochopitelný, vezmeme-li v úvahu, že ti, kteří brousí velkými brusnými kotouči, odstraňují velké množství kovu velmi rychle, což může zanechat velmi hluboké škrábance. Ale při broušení jsou škrábance jen následným jevem; cílem je rychle odstranit materiál, zejména při práci s tepelně citlivými kovy, jako je nerezová ocel.
Dokončování se provádí postupně, kdy obsluha začíná s větší zrnitostí a postupuje k jemnějším brusným kotoučům, netkaným abrazivům a případně k plsti a lešticí pastě, aby dosáhla zrcadlového lesku. Cílem je dosáhnout určitého konečného výsledku (vzoru škrábanců). Každý krok (jemnější zrnitost) odstraňuje hlubší škrábance z předchozího kroku a nahrazuje je menšími škrábanci.
Protože broušení a dokončování mají odlišné cíle, často se vzájemně nedoplňují a mohou si dokonce protiřečit, pokud se použije nesprávná strategie spotřebního materiálu. Pro odstranění přebytečného svarového kovu obsluha používá brusné kotouče k vytvoření velmi hlubokých škrábanců a poté díl předá orovnávači, který nyní musí strávit spoustu času odstraňováním těchto hlubokých škrábanců. Tato sekvence od broušení po dokončování může být stále nejúčinnějším způsobem, jak splnit požadavky zákazníků na dokončování. Ale opět, nejsou to doplňkové procesy.
Povrchy obrobků navržené pro vyrobitelnost obecně nevyžadují broušení a konečnou úpravu. Broušené díly to dělají pouze proto, že broušení je nejrychlejší způsob, jak odstranit svary nebo jiný materiál, a hluboké škrábance zanechané brusným kotoučem jsou přesně to, co si zákazník přeje. Díly, které vyžadují pouze konečnou úpravu, se vyrábějí způsobem, který nevyžaduje nadměrné odstraňování materiálu. Typickým příkladem je díl z nerezové oceli s krásným svarem v ochranné atmosféře wolframu, který stačí jen smíchat a sladit s povrchovou úpravou substrátu.
Brusky s kotouči s nízkým úběrem mohou při práci s nerezovou ocelí představovat značné problémy. Přehřátí může také způsobit zmodrání a změnit vlastnosti materiálu. Cílem je udržovat nerezovou ocel v průběhu celého procesu co nejchladnější.
Za tímto účelem je vhodné vybrat brusný kotouč s nejrychlejším úběrem materiálu pro danou aplikaci a rozpočet. Zirkonové kotouče brousí rychleji než oxid hlinitý, ale ve většině případů fungují nejlépe keramické kotouče.
Extrémně houževnaté a ostré keramické částice se opotřebovávají jedinečným způsobem. Postupným rozpadem se nebrousí do roviny, ale zachovávají si ostrou hranu. To znamená, že dokáží velmi rychle odebrat materiál, často za zlomek času oproti jiným brusným kotoučům. Díky tomu se keramické brusné kotouče obecně vyplatí. Jsou ideální pro aplikace z nerezové oceli, protože rychle odstraňují velké třísky a generují méně tepla a deformací.
Bez ohledu na to, jaký brusný kotouč si výrobce vybere, je třeba mít na paměti potenciální kontaminaci. Většina výrobců ví, že nemohou používat stejný brusný kotouč na uhlíkovou a nerezovou ocel. Mnoho lidí fyzicky odděluje své broušení uhlíkové a nerezové oceli. I malé jiskry z uhlíkové oceli dopadající na obrobky z nerezové oceli mohou způsobit problémy s kontaminací. Mnoho průmyslových odvětví, jako je farmaceutický a jaderný průmysl, vyžaduje, aby spotřební materiál byl klasifikován jako neznečišťující. To znamená, že brusné kotouče na nerezovou ocel musí být téměř bez (méně než 0,1 %) železa, síry a chloru.
Brusné kotouče se nemohou brousit samy; potřebují elektrické nářadí. Každý může vychvalovat výhody brusných kotoučů nebo elektrického nářadí, ale realita je taková, že elektrické nářadí a jeho brusné kotouče fungují jako systém. Keramické brusné kotouče jsou určeny pro úhlové brusky s určitým výkonem a točivým momentem. Zatímco některé pneumatické brusky mají potřebné specifikace, většina broušení keramických kotoučů se provádí pomocí elektrického nářadí.
Brusky s nedostatečným výkonem a točivým momentem mohou způsobit vážné problémy, a to i s nejmodernějšími brusnými nástroji. Nedostatek výkonu a točivého momentu může způsobit výrazné zpomalení nástroje pod tlakem, což v podstatě brání keramickým částicím na brusném kotouči v tom, k čemu jsou navrženy: rychle odstraňovat velké kusy kovu, čímž se snižuje množství tepelného materiálu vstupujícího do brusného kotouče.
To zhoršuje začarovaný kruh: Brusiči vidí, že materiál není odstraňován, a tak instinktivně tlačí silněji, což následně vytváří přebytečné teplo a zmodrání. Nakonec tlačí tak silně, že se kotouče zalesknou, což je nutí pracovat více a generovat více tepla, než si uvědomí, že je třeba kotouče vyměnit. Pokud tímto způsobem pracujete na tenkých trubkách nebo pleších, nakonec projdou přímo materiálem.
Samozřejmě, pokud obsluha není řádně proškolena, i s nejlepším nářadím může dojít k tomuto začarovanému kruhu, zejména pokud jde o tlak, který vyvíjí na obrobek. Nejlepší praxí je co nejvíce se přiblížit jmenovitému proudu brusky. Pokud obsluha používá 10ampérovou brusku, měla by tlačit tak silně, aby bruska odebírala přibližně 10 ampérů.
Použití ampérmetru může pomoci standardizovat brousicí operace, pokud výrobce zpracovává velké množství drahé nerezové oceli. Samozřejmě jen málo provozů používá ampérmetr pravidelně, takže je nejlepší pozorně naslouchat. Pokud obsluha slyší a cítí prudký pokles otáček, může tlačit příliš silně.
Poslouchat příliš lehké dotyky (tj. příliš malý tlak) může být obtížné, takže v tomto případě může pomoci věnovat pozornost toku jisker. Broušení nerezové oceli bude produkovat tmavší jiskry než uhlíková ocel, ale měly by být stále viditelné a konzistentně vyčnívat z pracovní oblasti. Pokud obsluha náhle vidí méně jisker, může to být proto, že nevyvíjí dostatečný tlak nebo kotouč neglazuje.
Operátoři musí také udržovat konzistentní pracovní úhel. Pokud se k obrobku přibližují v téměř plochém úhlu (téměř rovnoběžně s obrobkem), mohou způsobit rozsáhlé přehřátí; pokud se přibližují v příliš velkém úhlu (téměř svisle), riskují zarytí hrany kotouče do kovu. Pokud používají kotouč typu 27, měli by k obrobku přistupovat v úhlu 20 až 30 stupňů. Pokud mají kotouče typu 29, jejich pracovní úhel by měl být přibližně 10 stupňů.
Brusné kotouče typu 28 (kuželové) se obvykle používají k broušení na rovných površích k odstraňování materiálu na širších brusných drahách. Tyto kuželové kotouče také fungují nejlépe při nižších úhlech broušení (asi 5 stupňů), takže pomáhají snižovat únavu obsluhy.
To zavádí další kritický faktor: výběr správného typu brusného kotouče. Kotouč typu 27 má kontaktní bod na kovovém povrchu; kotouč typu 28 má kontaktní linii díky svému kuželovému tvaru; kotouč typu 29 má kontaktní plochu.
Zdaleka nejběžnější kotouče typu 27 zvládnou práci v mnoha aplikacích, ale jejich tvar ztěžuje manipulaci s díly s hlubokými profily a zakřiveními, jako jsou svařované sestavy trubek z nerezové oceli. Profilový tvar kotouče typu 29 usnadňuje práci obsluze, která potřebuje brousit kombinaci zakřivených a rovných povrchů. Kotouč typu 29 toho dosahuje zvětšením kontaktní plochy, což znamená, že obsluha nemusí trávit mnoho času broušením na každém místě – což je dobrá strategie pro snížení hromadění tepla.
Ve skutečnosti to platí pro jakýkoli brusný kotouč. Při broušení nesmí obsluha zůstat dlouho na stejném místě. Předpokládejme, že obsluha odebírá kov z kolíčku dlouhého několik stop. Může kotoučem pohybovat krátkými pohyby nahoru a dolů, ale to může způsobit přehřátí obrobku, protože kotouč drží po dlouhou dobu v malé oblasti. Aby se snížil příkon tepla, může obsluha procházet celým svarem v jednom směru poblíž jedné špičky, poté zvednout nástroj (a dát obrobku čas na vychladnutí) a procházet obrobkem ve stejném směru poblíž druhé špičky. Fungují i ​​jiné techniky, ale všechny mají jednu společnou vlastnost: zabraňují přehřátí tím, že udržují brusný kotouč v pohybu.
K dosažení tohoto cíle pomáhají i běžně používané techniky „mykání“. Předpokládejme, že obsluha brousí tupý svar v ploché poloze. Aby se snížilo tepelné namáhání a nadměrné zařezávání, vyhýbá se tlačení brusky podél spoje. Místo toho začíná na konci a táhne brusku podél spoje. Tím se také zabrání přílišnému zařezávání kotouče do materiálu.
Samozřejmě, jakákoli technika může kov přehřát, pokud obsluha pracuje příliš pomalu. Pokud jdete příliš pomalu, obsluha obrobek přehřeje; pokud jdete příliš rychle, broušení může trvat dlouho. Nalezení ideální rychlosti posuvu obvykle vyžaduje zkušenosti. Pokud však obsluha není s danou prací obeznámena, může šrot brousit, aby získal „pocit“ pro vhodnou rychlost posuvu pro daný obrobek.
Strategie konečné úpravy se točí kolem stavu povrchu materiálu při jeho příchodu a odchodu z dokončovacího oddělení. Identifikujte počáteční bod (přijatý stav povrchu) a koncový bod (požadovaná konečná úprava) a poté vytvořte plán pro nalezení nejlepší cesty mezi těmito dvěma body.
Často nejlepší cesta nezačíná vysoce agresivním abrazivem. To může znít neintuitivně. Koneckonců, proč nezačít s hrubým pískem, abyste dosáhli drsného povrchu, a pak přejít k jemnějšímu písku? Nebylo by velmi neefektivní začít s jemnější zrnitostí?
Ne nutně, to opět souvisí s povahou kompletace. Jak každý krok dosáhne menší zrnitosti, kondicionér nahradí hlubší škrábance mělčími a jemnějšími škrábanci. Pokud začnou s brusným papírem o zrnitosti 40 nebo otočným kotoučem, zanechají na kovu hluboké škrábance. Bylo by skvělé, kdyby tyto škrábance přiblížily povrch k požadovanému výsledku; proto existují tyto dokončovací materiály o zrnitosti 40. Pokud však zákazník požaduje povrchovou úpravu č. 4 (směrově kartáčovaný povrch), odstranění hlubokých škrábanců vytvořených brusivem č. 40 bude trvat dlouho. Orovnávači buď přecházejí na více velikostí zrnitosti, nebo stráví dlouhou dobu používáním jemnozrnných abraziv k odstranění těchto velkých škrábanců a jejich nahrazení menšími škrábanci. To vše je nejen neefektivní, ale také to do obrobku vnáší příliš mnoho tepla.
Používání jemnozrnných abraziv na drsných površích může být samozřejmě pomalé a v kombinaci se špatnou technikou může vést k přílišnému zahřívání. Zde může pomoci dvouzrnný nebo stupňovitě uspořádaný lamelový kotouč. Tyto kotouče obsahují brusné plátno v kombinaci s materiály pro úpravu povrchu. Účinně umožňují orovnávači použít abraziva k odstranění materiálu a zároveň zanechat hladší povrch.
Dalším krokem finální úpravy může být použití netkaných textilií, což ilustruje další jedinečnou vlastnost úpravy: proces funguje nejlépe s elektrickým nářadím s proměnnou rychlostí. Pravouhlá bruska s otáčkami 10 000 ot./min. může pracovat s některými brusnými médii, ale některé netkané textilie důkladně roztaví. Z tohoto důvodu brusiči snižují otáčky na 3 000 až 6 000 ot./min. před zahájením kroku úpravy netkaných textilií. Přesná rychlost samozřejmě závisí na aplikaci a spotřebním materiálu. Například bubny s netkanými textiliemi se obvykle otáčejí mezi 3 000 a 4 000 ot./min., zatímco kotouče pro povrchovou úpravu se obvykle otáčejí mezi 4 000 a 6 000 ot./min.
Správné nástroje (brusky s proměnnou rychlostí, různé povrchové materiály) a určení optimálního počtu kroků v podstatě poskytují mapu, která odhaluje nejlepší cestu mezi vstupním a hotovým materiálem. Přesná cesta se liší podle aplikace, ale zkušení frézovači se touto cestou řídí pomocí podobných technik frézování.
Netkané válce dotvářejí povrch z nerezové oceli. Pro efektivní konečnou úpravu a optimální životnost spotřebního materiálu pracují různá dokončovací média s různými otáčkami.
Nejprve si dají na čas. Pokud vidí, že se tenký obrobek z nerezové oceli zahřívá, přestanou dokončovat v jedné oblasti a začnou v jiné. Nebo mohou pracovat na dvou různých artefaktech současně. Pracují trochu na jednom a pak na druhém, čímž dají druhému obrobku čas na vychladnutí.
Při leštění do zrcadlového lesku může leštička provádět křížové leštění lešticím válcem nebo lešticím kotoučem ve směru kolmém k předchozímu kroku. Křížové broušení zvýrazňuje oblasti, které je třeba sladit s předchozím vzorem škrábanců, ale stále nedosáhne povrchu zrcadlového lesku č. 8. Po odstranění všech škrábanců je k vytvoření požadovaného lesklého povrchu zapotřebí plstěný hadřík a lešticí kotouč.
Aby výrobci dosáhli správné povrchové úpravy, musí jim poskytnout správné nástroje, včetně skutečných nástrojů a médií, a také komunikační nástroje, jako je vytvoření standardních vzorků pro určení, jak by měla určitá povrchová úprava vypadat. Tyto vzorky (vyvěšené v blízkosti oddělení povrchové úpravy, ve školicích materiálech a v prodejních materiálech) pomáhají zajistit, aby se všichni dozvěděli stejnou pravdu.
Pokud jde o samotné nástroje (včetně elektrického nářadí a abrazivních médií), geometrie některých dílů může představovat výzvu i pro nejzkušenější zaměstnance v oddělení dokončovacích prací. Zde mohou pomoci profesionální nástroje.
Předpokládejme, že operátor potřebuje dokončit sestavu tenkostěnné trubky z nerezové oceli. Použití lamelových kotoučů nebo dokonce bubnů může způsobit problémy, přehřátí a někdy dokonce vytvořit ploché místo na samotné trubce. Zde mohou pomoci pásové brusky určené pro trubky. Dopravní pás obepíná většinu průměru trubky, čímž rozprostírá body kontaktu, zvyšuje účinnost a snižuje přívod tepla. Nicméně, stejně jako u čehokoli jiného, ​​orovnávač musí stále přesunout pásovou brusku na jiné místo, aby se zmírnilo nadměrné hromadění tepla a zabránilo se zmodrání.
Totéž platí pro další profesionální nástroje pro dokončovací práce. Zvažte prstovou pásovou brusku určenou pro úzké prostory. Finišer ji může použít k dodržování koutového svaru mezi dvěma deskami v ostrém úhlu. Místo vertikálního pohybu prstové pásové brusky (podobně jako čištění zubů) ji orovnávač pohybuje horizontálně podél horního okraje koutového svaru a poté podél spodního okraje a zároveň dbá na to, aby prstová bruska v jednom z nich nezůstala příliš dlouho.
Svařování, broušení a povrchová úprava nerezové oceli s sebou přináší další komplikaci: zajištění správné pasivace. Zůstávají po všech těchto narušeních povrchu materiálu nějaké nečistoty, které by bránily přirozenému vytvoření vrstvy chromu z nerezové oceli po celém povrchu? Poslední věc, kterou výrobce chce, je rozzlobený zákazník, který si stěžuje na zrezivělé nebo kontaminované díly. A zde přichází na řadu správné čištění a sledovatelnost.
Elektrochemické čištění může pomoci odstranit nečistoty a zajistit tak správnou pasivaci, ale kdy by se toto čištění mělo provádět? Záleží na aplikaci. Pokud výrobci čistí nerezovou ocel za účelem dosažení úplné pasivace, obvykle tak činí ihned po svařování. Pokud tak neučiní, může povrchová úprava zachytit povrchové nečistoty z obrobku a rozšířit je jinam. U některých kritických aplikací se však výrobci mohou rozhodnout zavést další kroky čištění – možná i testování správné pasivace předtím, než nerezová ocel opustí výrobní halu.
Předpokládejme, že výrobce svařuje kritickou součást z nerezové oceli pro jaderný průmysl. Profesionální svářečka s wolframovým obloukem na plyn položí šev, který vypadá perfektně. Ale opět se jedná o kritickou aplikaci. Zaměstnanec v oddělení dokončovacích prací používá kartáč připojený k elektrochemickému čisticímu systému k čištění povrchu svaru. Poté obrousil patu svaru pomocí netkaného abrazivního materiálu a ošetřovací látky a vše dosáhlo rovnoměrného kartáčovaného povrchu. Pak přichází na řadu finální kartáčování elektrochemickým čisticím systémem. Po dni nebo dvou stání se pomocí ručního testovacího zařízení otestuje správná pasivace dílu. Výsledky, zaznamenané a uchovávané spolu s prací, ukázaly, že díl byl před opuštěním továrny plně pasivován.
Ve většině výrobních závodů probíhá broušení, konečná úprava a čištění pasivace nerezové oceli obvykle až po výrobě. Ve skutečnosti se obvykle provádějí krátce před odesláním zakázky.
Nesprávně dokončené díly generují jedny z nejdražších zmetků a přepracování, takže je rozumné, aby se výrobci znovu zamysleli nad svými odděleními broušení a konečné úpravy. Vylepšení v broušení a konečné úpravě pomáhají zmírnit hlavní úzká hrdla, zlepšit kvalitu, eliminovat bolesti hlavy a co je nejdůležitější, zvýšit spokojenost zákazníků.
FABRICATOR je přední severoamerický časopis zaměřený na tváření a výrobu kovů. Časopis poskytuje novinky, technické články a případové studie, které výrobcům umožňují efektivněji vykonávat jejich práci. FABRICATOR slouží tomuto odvětví od roku 1970.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The FABRICATOR máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně dostupné a poskytuje snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Získejte plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který nabízí nejnovější technologický pokrok, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.