Podélné svary na nerezových tyčích jsou elektrochemicky odhrotovány, aby byla zajištěna správná pasivace. Obrázek s laskavým svolením společnosti Walter Surface Technologies.
Představte si, že výrobce uzavře smlouvu na výrobu klíčového produktu z nerezové oceli. Plechy a trubky jsou před odesláním do dokončovací stanice nařezány, ohnuty a svařeny. Díl se skládá z plechů přivařených svisle k trubce. Svary vypadají dobře, ale není to ideální cena, kterou kupující hledá. V důsledku toho bruska stráví čas odstraňováním většího množství svarového kovu než obvykle. Pak se bohužel na povrchu objevila výrazná modrá barva – jasná známka příliš velkého tepelného příkonu. V tomto případě to znamená, že díl nebude splňovat požadavky zákazníka.
Broušení a konečná úprava, které se často provádějí ručně, vyžadují zručnost a řemeslné zpracování. Chyby při konečné úpravě mohou být vzhledem k veškeré hodnotě, která byla obrobku přiložena, 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 ziskový provoz v oblasti nerezové oceli může stát neziskovým nebo dokonce poškodit reputaci.
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.
Nejedná se o synonyma. Ve skutečnosti má každý zásadně jiné cíle. Broušení odstraňuje materiály, jako jsou otřepy a přebytečný svarový kov, zatímco dokončování poskytuje jemnou úpravu kovového povrchu. Zmatek je pochopitelný, vzhledem k tomu, že ti, kteří brousí s velkými brusnými kotouči, velmi rychle odstraňují velké množství kovu a při tom mohou zůstat velmi hluboké škrábance. Při broušení jsou však škrábance pouze důsledkem, cílem je rychle odstranit materiál, zejména při práci s tepelně citlivými kovy, jako je nerezová ocel.
Dokončovací práce se provádějí postupně, obsluha začíná s hrubší zrnitostí a postupuje k jemnějším brusným kotoučům, netkaným abrazivům a případně 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 konečná úprava mají odlišné účely, často se vzájemně nedoplňují a mohou si proti sobě hrát roli, pokud se použije nesprávná strategie spotřebních materiálů. Pro odstranění přebytečného svarového kovu vytvoří obsluha brusným kotoučem velmi hluboké škrábance a poté předá díl orovnávači, který nyní musí strávit spoustu času odstraňováním těchto hlubokých škrábanců. Tato posloupnost od broušení k konečné úpravě může být stále nejúčinnějším způsobem, jak splnit požadavky zákazníka na konečnou úpravu. Ale opět, nejedná se o další procesy.
Povrchy obrobků navržené pro obrobitelnost obecně nevyžadují broušení ani konečnou úpravu. Broušené díly se brousí 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 přál. Díly, které vyžadují pouze konečnou úpravu, se vyrábějí tak, aby nebylo nutné nadměrné odstraňování materiálu. Typickým příkladem je díl z nerezové oceli s krásným svarem chráněným wolframovou elektrodou, kterou je třeba jednoduše sladit s povrchovou úpravou substrátu.
Brusky s kotouči s nízkým úběrem materiálu mohou při práci s nerezovou ocelí způsobovat vážné problémy. Přehřátí může také způsobit zmodrání a změnu vlastností materiálu. Cílem je udržovat nerezovou ocel po celou dobu 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 keramické kotouče fungují ve většině případů nejlépe.
Extrémně silné a ostré keramické částice se opotřebovávají jedinečným způsobem. Postupným rozpadem se nezplošťují, ale zachovávají si ostrou hranu. To znamená, že dokáží velmi rychle odstraňovat materiál, často několikanásobně rychleji než jiné brusné kotouče. Obecně se díky tomu keramické brusné kotouče vyplatí. Jsou ideální pro obrábění nerezové oceli, protože rychle odstraňují velké třísky a generují méně tepla a deformací.
Bez ohledu na to, jaký brusný kotouč si výrobce zvolí, je třeba mít na paměti možnou kontaminaci. Většina výrobců ví, že nemohou používat stejný brusný kotouč pro uhlíkovou i nerezovou ocel. Mnoho lidí fyzicky odděluje broušení uhlíkové a nerezové oceli. I malé jiskry z uhlíkové oceli dopadající na nerezové díly 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 z nerezové oceli musí být prakticky bez (méně než 0,1 %) železa, síry a chloru.
Brusné kotouče se samy nebrousí, potřebují elektrické nářadí. Kdokoli může propagovat 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 požadované specifikace, ve většině případů se broušení keramických kotoučů provádí pomocí elektrického nářadí.
Brusky s nedostatečným výkonem a točivým momentem mohou způsobit vážné problémy i s nejmodernějšími abrazivy. 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 určeny: rychle odstraňovat velké kusy kovu, čímž se snižuje množství tepelného materiálu vstupujícího do brusného kotouče.
To zhoršuje začarovaný kruh: brusky vidí, že se žádný materiál neodstraňuje, a tak instinktivně tlačí silněji, což následně vytváří přebytečné teplo a zmodrání. Nakonec tlačí tak silně, že se kotouče zalesknou, což je nutí pracovat usilovněji a generovat více tepla, než si uvědomí, že je třeba kotouče vyměnit. Pokud takto pracujete s tenkými trubkami nebo plechy, nakonec projdou 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, musí 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, proto je nejlepší pozorně naslouchat. Pokud obsluha slyší a cítí prudký pokles otáček, může příliš tlačit na brusku.
Poslouchat příliš lehké dotyky (tj. příliš malý tlak) může být obtížné, proto může v tomto případě pomoci pozornost zaměřená na tok jisker. Broušení nerezové oceli vytváří tmavší jiskry než uhlíková ocel, ale měly by být stále viditelné a rovnoměrně vyčnívat z pracovní plochy. Pokud obsluha náhle vidí méně jisker, může to být způsobeno nedostatečnou silou nebo nedostatečným glazováním kotouče.
Obsluha musí také udržovat konstantní pracovní úhel. Pokud se k obrobku přiblíží téměř v pravém úhlu (téměř rovnoběžně s obrobkem), může dojít k jeho značnému přehřátí; pokud se přiblíží pod příliš velkým úhlem (téměř svisle), riskuje, že se hrana kotouče zarazí do kovu. Pokud používají kotouč typu 27, měli by k obrobku přistupovat pod úhlem 20 až 30 stupňů. Pokud mají kotouče typu 29, měl by jejich pracovní úhel být kolem 10 stupňů.
Brusné kotouče typu 28 (kuželové) se obvykle používají k broušení rovných povrchů za účelem odstraňování materiálu na širších brusných drahách. Tyto kuželové kotouče také fungují nejlépe při nižších úhlech broušení (kolem 5 stupňů), takže pomáhají snižovat únavu obsluhy.
To představuje další důležitý faktor: výběr správného typu brusného kotouče. Kotouč typu 27 má kovový povrch kontaktního bodu, kotouč typu 28 má kontaktní linii díky svému kuželovému tvaru a kotouč typu 29 má kontaktní plochu.
Dnešní nejběžnější kotouče typu 27 zvládnou práci v mnoha oblastech, ale jejich tvar ztěžuje práci s hlubokými profily a křivkami, jako jsou svařované sestavy trubek z nerezové oceli. Profilový tvar kotouče typu 29 usnadňuje práci obsluze, která potřebuje brousit kombinované zakřivené a rovné povrchy. 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 by obsluha neměla dlouho zůstávat na stejném místě. Předpokládejme, že obsluha odebírá kov z koutového spoje dlouhého několik stop. Může s kotoučem pohybovat krátkými pohyby nahoru a dolů, ale to může způsobit přehřátí obrobku, protože kotouč se tak dlouho drží v malé oblasti. Pro snížení přívodu tepla může obsluha provést celý svar v jednom směru u jednoho hrotu, poté zvednout nástroj (a nechat obrobek vychladnout) a projít obrobkem ve stejném směru u druhého hrotu. Fungují i ​​jiné metody, ale všechny mají jedno společné: zabraňují přehřátí tím, že udržují brusný kotouč v pohybu.
Tomu napomáhají i široce používané metody „česání“. Předpokládejme, že obsluha brousí tupý svar v ploché poloze. Aby se snížilo tepelné namáhání a nadměrné rýhování, vyhýbá se tlačení brusky podél spoje. Místo toho začíná na konci a vede bruskou podél spoje. Tím se také zabrání přílišnému zaboření kotouče do materiálu.
Samozřejmě jakákoli technika může kov přehřát, pokud obsluha pracuje příliš pomalu. Pokud pracujete příliš pomalu, obsluha přehřeje obrobek; pokud se pohybujete příliš rychle, broušení může trvat dlouho. Nalezení ideální rychlosti posuvu obvykle vyžaduje zkušenosti. Pokud však obsluha není s danou prací obeznámena, může šrot obrousit, aby „nahmatal“ vhodnou rychlost posuvu pro obrobek.
Strategie konečné úpravy závisí na stavu povrchu materiálu při vstupu a výstupu z dokončovacího oddělení. Určete počáteční bod (dosažený stav povrchu) a koncový bod (požadovaný stav povrchu) a poté vytvořte plán pro nalezení nejlepší cesty mezi těmito dvěma body.
Nejlepší cesta často nezačíná s vysoce agresivním abrazivem. To se může zdát neintuitivní. 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 srovnání. Jak se v každém kroku dosahuje jemnější zrnitosti, kondicionér nahrazuje hlubší škrábance jemnějšími a jemnějšími. Pokud se začne s brusným papírem o zrnitosti 40 nebo s otočnou panvicí, zanechá na kovu hluboké škrábance. Bylo by skvělé, kdyby tyto škrábance přiblížily povrch k požadovanému výsledku, a proto jsou k dispozici materiály pro povrchovou úpravu se zrnitostí 40. Pokud si však zákazník požádá o povrchovou úpravu č. 4 (směrové broušení), odstranění hlubokých škrábanců po zrnitosti č. 40 trvá dlouho. Řemeslníci buď používají více zrnitostí, nebo tráví spoustu času používáním jemných abraziv k odstranění těchto velkých škrábanců a jejich nahrazení menšími. To vše je nejen neefektivní, ale také příliš zahřívá obrobek.
Používání jemnozrnných abraziv na drsných površích může být samozřejmě pomalé a v kombinaci se špatnou technikou vede k přílišnému zahřívání. S tím mohou pomoci kotouče typu dva v jednom neboli střídavě uspořádané kotouče. Tyto kotouče obsahují brusné plátno v kombinaci s materiály pro úpravu povrchu. Umožňují řemeslníkovi efektivně použít abraziva k odstranění materiálu a zároveň zanechat hladší povrch.
Dalším krokem při konečné úpravě může být použití netkaných textilií, což ilustruje další jedinečnou vlastnost konečné úpravy: proces funguje nejlépe s elektrickým nářadím s proměnnou rychlostí. Úhlová bruska s otáčkami 10 000 ot./min si poradí s některými abrazivními materiály, ale některé netkané materiály zcela roztaví. Z tohoto důvodu se před konečnou úpravou netkaných textilií konečné otáčky zpomalí na 3 000–6 000 ot./min. Přesná rychlost samozřejmě závisí na aplikaci a spotřebním materiálu. Například bubny s netkanými textiliemi se obvykle otáčejí rychlostí 3 000 až 4 000 ot./min, zatímco kotouče pro povrchovou úpravu se obvykle otáčejí rychlostí 4 000 až 6 000 ot./min.
Správné nástroje (brusky s proměnnou rychlostí, různé materiály pro konečnou úpravu) a stanovení optimálního počtu kroků v podstatě poskytují mapu, která ukazuje nejlepší cestu mezi vstupním a hotovým materiálem. Přesná cesta závisí na aplikaci, ale zkušení řezači se touto cestou řídí pomocí podobných metod řezání.
Povrch z nerezové oceli dotvářejí role z netkané textilie. Pro efektivní konečnou úpravu a optimální životnost spotřebního materiálu se různé povrchové materiály otáčejí různými rychlostmi.
Nejprve si dají čas. Pokud vidí, že se tenký kus nerezové oceli zahřívá, přestanou s dokončováním na jednom místě a začnou na jiném. Nebo mohou pracovat na dvou různých artefaktech současně. Pracují trochu na jednom a pak na druhém a nechají druhému kusu čas vychladnout.
Při leštění do zrcadlového lesku může leštička leštit lešticím válcem nebo lešticím kotoučem křížově ve směru kolmém k předchozímu kroku. Křížové broušení zvýrazňuje oblasti, které by měly splynout s předchozím vzorem škrábanců, ale stále nedosahuje zrcadlového lesku č. 8. Po odstranění všech škrábanců bude k vytvoření požadovaného lesklého povrchu potřeba plstěný hadřík a lešticí podložka.
Aby výrobci dosáhli správné povrchové úpravy, musí jim poskytnout správné nástroje, včetně skutečných nástrojů a materiálů, a také komunikační nástroje, jako je vytváření standardních vzorků pro určení, jak by měla určitá povrchová úprava vypadat. Tyto vzorky (umístěné vedle oddělení povrchových úprav, ve školicích materiálech a v prodejních materiálech) pomáhají udržet všechny na stejné vlně.
Pokud jde o samotné nástroje (včetně elektrického nářadí a brusiv), geometrie některých dílů může být náročná i pro nejzkušenější tým dokončovacích prací. S tím pomohou profesionální nástroje.
Předpokládejme, že operátor potřebuje sestavit tenkostěnnou trubku z nerezové oceli. Použití lamelových kotoučů nebo dokonce bubnů může vést k problémům, přehřátí a někdy i k plochému místu na samotné trubce. Zde mohou pomoci pásové brusky určené pro trubky. Dopravní pás pokrývá většinu průměru trubky, rozděluje kontaktní body, zvyšuje účinnost a snižuje příkon tepla. Stejně jako u všeho ostatního však musí řemeslník stále přesouvat pásovou brusku na jiné místo, aby se snížilo nadměrné hromadění tepla a zabránilo se zmodrání.
Totéž platí pro další profesionální nástroje pro dokončovací práce. Vezměte si pásovou brusku určenou pro těžko dostupná místa. Finišer ji může použít k vytvoření koutového svaru mezi dvěma deskami pod ostrým úhlem. Místo vertikálního pohybu prstové pásové brusky (podobně jako čištění zubů) ji technik pohybuje horizontálně podél horního okraje koutového svaru a poté podél spodního, přičemž dbá na to, aby prstová bruska nezůstávala na jednom místě příliš dlouho.
Svařování, broušení a povrchová úprava nerezové oceli s sebou nese další výzvu: zajištění správné pasivace. Zůstala po všech těchto poruchách na povrchu materiálu nějaká kontaminace, která by zabránila přirozené tvorbě vrstvy chromu z nerezové oceli po celém povrchu? Poslední věc, kterou výrobce potřebuje, je naštvaný zákazník, který si stěžuje na rezavé nebo znečištěné díly. A právě 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, aby zajistili úplnou pasivaci, obvykle tak činí ihned po svařování. Pokud tak neučiní, může povrchová úprava absorbovat povrchové nečistoty z obrobku a rozptýlit je na jiná místa. U některých kritických aplikací však mohou výrobci přidat další kroky čištění – možná i testování správné pasivace předtím, než nerezová ocel opustí výrobní halu.
Předpokládejme, že výrobce svařuje důležitou součástku z nerezové oceli pro jaderný průmysl. Profesionální svářečka wolframovým obloukem vytváří hladký svar, který vypadá dokonale. Ale opět se jedná o kritickou aplikaci. Člen dokončovacího oddělení používá kartáč připojený k elektrochemickému čisticímu systému k čištění povrchu svaru. Poté svar obrousil netkaným abrazivem a hadříkem a vše dohladil do hladkého povrchu. Pak přichází na řadu poslední kartáčování elektrochemickým čisticím systémem. Po dni nebo dvou odstávkách se pomocí přenosného testeru zkontroluje, zda je součást správně pasivace. Výsledky, zaznamenané a uložené spolu s prací, ukázaly, že součást byla před opuštěním továrny plně pasivována.
Ve většině výrobních závodů se broušení, konečná úprava a čištění pasivace nerezové oceli obvykle provádějí v následných krocích. Ve skutečnosti se obvykle provádějí krátce před odevzdáním zakázky.
Nesprávně opracované díly vytvářejí jedny z nejdražších zmetků a přepracování, proto je pro výrobce rozumné znovu se zamyslet nad svými brusnými a dokončovacími odděleními. Zlepšení v broušení a dokončování pomáhají eliminovat klíčová úzká hrdla, zlepšovat kvalitu, eliminovat bolesti hlavy a především zvyšovat spokojenost zákazníků.
FABRICATOR je přední severoamerický časopis o výrobě a tváření oceli. Časopis publikuje novinky, technické články a úspěšné příběhy, které výrobcům umožňují efektivněji vykonávat svou práci. FABRICATOR působí v oboru od roku 1970.
Nyní s plným přístupem k digitální edici 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 digitální přístup k časopisu STAMPING Journal, který obsahuje nejnovější technologie, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným digitálním přístupem k The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným zdrojům z oboru.