For at sikre korrekt passivering renser teknikerne elektrokemisk de langsgående svejsninger på de valsede sektioner af rustfrit stål. Billede med tilladelse fra Walter Surface Technologies
Forestil dig, at en producent indgår en kontrakt, der involverer vigtig fremstilling af rustfrit stål. Plademetal og rørsektioner skæres, bøjes og svejses, inden de lander på en færdigbehandlingsstation. Delen består af plader, der er svejset lodret på røret. Svejsningerne ser gode ud, men det er ikke den perfekte pris, kunden leder efter. Som et resultat bruger sliberen tid på at fjerne mere svejsemetal end normalt. Så, ak, dukkede der nogle tydelige blå nuancer op på overfladen – et tydeligt tegn på for meget varmetilførsel. I dette tilfælde betyder det, at delen ikke opfylder kundens krav.
Slibning og efterbehandling udføres ofte manuelt og kræver fingerfærdighed og færdigheder. Fejl i efterbehandlingen kan være meget dyre i betragtning af al den værdi, der er blevet givet emnet. Tilføjelse af dyre varmefølsomme materialer såsom rustfrit stål kan omkostningerne til omarbejdning og skrotinstallation være højere. Kombineret med komplikationer som kontaminering og passiveringsfejl kan et engang lukrativt job i rustfrit stål blive til et pengetab eller endda et omdømmeskadeligt uheld.
Hvordan forhindrer producenter alt dette? De kan starte med at udvikle deres viden om slibning og efterbehandling, forstå de roller, de hver især spiller, og hvordan de påvirker emner i rustfrit stål.
De er ikke synonymer. Faktisk har alle et fundamentalt forskelligt mål. Slibning fjerner materialer som grater og overskydende svejsemetal, mens efterbehandling giver en finish på metaloverfladen. Forvirringen er forståelig, i betragtning af at de, der sliber med store slibeskiver, fjerner meget metal meget hurtigt, og det kan efterlade meget dybe ridser. Men ved slibning er ridser blot en eftervirkning; målet er at fjerne materiale hurtigt, især når man arbejder med varmefølsomme metaller som rustfrit stål.
Finishing udføres i trin, hvor operatøren starter med en større kornstørrelse og går videre til finere slibeskiver, non-woven slibemidler og måske filtdug og polerpasta for at opnå en spejlblank finish. Målet er at opnå en bestemt endelig finish (ridsemønster). Hvert trin (den finere kornstørrelse) fjerner de dybere ridser fra det foregående trin og erstatter dem med mindre ridser.
Fordi slibning og efterbehandling har forskellige mål, supplerer de ofte ikke hinanden og kan faktisk spille mod hinanden, hvis den forkerte strategi for forbrugsmateriale anvendes. For at fjerne overskydende svejsemetal bruger operatørerne slibeskiver til at lave meget dybe ridser og overdrager derefter emnet til en afretter, som nu skal bruge meget tid på at fjerne disse dybe ridser. Denne slibnings-til-efterbehandling-sekvens kan stadig være den mest effektive måde at opfylde kundernes efterbehandlingskrav på. Men igen, de er ikke komplementære processer.
Emneoverflader designet til fremstillingsevne kræver generelt ikke slibning og efterbehandling. Dele, der slebnes, gør kun dette, fordi slibning er den hurtigste måde at fjerne svejsninger eller andet materiale på, og de dybe ridser, som slibeskiven efterlader, er præcis, hvad kunden ønsker. Dele, der kun kræver efterbehandling, fremstilles på en måde, der ikke kræver overdreven materialefjernelse. Et typisk eksempel er en rustfri ståldel med en smuk gaswolfram-beskyttet svejsning, der blot skal blandes og matches med underlagets finishmønster.
Slibere med hjul med lav fjernelse kan præsentere betydelige udfordringer ved arbejde med rustfrit stål. Ligeledes kan overophedning forårsage blånning og ændre materialeegenskaber. Målet er at holde det rustfri stål så køligt som muligt under hele processen.
Derfor er det en god idé at vælge den slibeskive med den hurtigste fjernelse i forhold til anvendelsen og budgettet. Zirkoniumskiver sliber hurtigere end aluminiumoxid, men i de fleste tilfælde fungerer keramiske skiver bedst.
Ekstremt hårde og skarpe keramiske partikler slides på en unik måde. Når de gradvist nedbrydes, slibes de ikke flade, men bevarer en skarp kant. Det betyder, at de kan fjerne materiale meget hurtigt, ofte på en brøkdel af tiden sammenlignet med andre slibeskiver. Dette gør generelt keramiske slibeskiver pengene værd. De er ideelle til rustfrit stål, fordi de hurtigt fjerner store spåner og genererer mindre varme og forvrængning.
Uanset hvilken slibeskive en producent vælger, skal man være opmærksom på potentiel kontaminering. De fleste producenter ved, at de ikke kan bruge den samme slibeskive til kulstofstål og rustfrit stål. Mange mennesker adskiller fysisk deres slibeoperationer af kulstofstål og rustfrit stål. Selv små gnister af kulstofstål, der falder på emner i rustfrit stål, kan forårsage kontamineringsproblemer. Mange industrier, såsom den farmaceutiske og nukleare industri, kræver, at forbrugsvarer vurderes som forureningsfri. Det betyder, at slibeskiver til rustfrit stål skal være næsten fri (mindre end 0,1%) for jern, svovl og klor.
Slibeskiver kan ikke slibe sig selv; de kræver et elværktøj. Enhver kan fremhæve fordelene ved slibeskiver eller elværktøj, men virkeligheden er, at elværktøj og deres slibeskiver fungerer som et system. Keramiske slibeskiver er designet til vinkelslibere med en vis mængde kraft og drejningsmoment. Mens nogle luftslibere har de nødvendige specifikationer, udføres det meste slibning af keramiske skiver med elværktøj.
Slibemaskiner med utilstrækkelig effekt og drejningsmoment kan forårsage alvorlige problemer, selv med de mest avancerede slibemidler. Manglen på effekt og drejningsmoment kan få værktøjet til at blive betydeligt langsommere under pres, hvilket i bund og grund forhindrer de keramiske partikler på slibeskiven i at gøre det, de er designet til: hurtigt fjerne store metalstykker og derved reducere mængden af ​​termisk materiale, der trænger ind i slibeskiven.
Dette forværrer en ond cirkel: Slibeoperatører ser, at materiale ikke bliver fjernet, så de skubber instinktivt hårdere, hvilket igen skaber overskydende varme og blånning. De ender med at skubbe så hårdt, at de glaserer hjulene, hvilket får dem til at arbejde hårdere og generere mere varme, før de indser, at de skal udskifte hjulene. Hvis du arbejder på denne måde på tynde rør eller plader, ender de med at gå direkte gennem materialet.
Hvis operatørerne ikke er ordentligt uddannet, selv med de bedste værktøjer, kan denne onde cirkel selvfølgelig opstå, især når det kommer til det tryk, de lægger på emnet. Bedste praksis er at komme så tæt som muligt på sliberens nominelle strømstyrke. Hvis operatøren bruger en 10 ampere sliber, skal de trykke så hårdt, at sliberen trækker omkring 10 ampere.
Brug af et amperemeter kan hjælpe med at standardisere slibeoperationer, hvis producenten forarbejder store mængder dyrt rustfrit stål. Selvfølgelig er der få operationer, der rent faktisk bruger et amperemeter regelmæssigt, så det bedste er at lytte opmærksomt. Hvis operatøren hører og mærker, at omdrejningstallet falder hurtigt, kan de presse for hårdt.
Det kan være svært at lytte til berøringer, der er for lette (dvs. for lavt tryk), så i dette tilfælde kan det hjælpe at være opmærksom på gniststrømmen. Slibning af rustfrit stål vil producere mørkere gnister end kulstofstål, men de skal stadig være synlige og stikke ud fra arbejdsområdet på en ensartet måde. Hvis operatøren pludselig ser færre gnister, kan det skyldes, at de ikke anvender nok tryk eller glaserer skiven.
Operatører skal også opretholde en konstant arbejdsvinkel. Hvis de nærmer sig emnet i en næsten flad vinkel (næsten parallelt med emnet), kan de forårsage omfattende overophedning; hvis de nærmer sig i en vinkel, der er for høj (næsten lodret), risikerer de at grave kanten af ​​skiven ned i metallet. Hvis de bruger en type 27-skive, skal de nærme sig emnet i en vinkel på 20 til 30 grader. Hvis de har type 29-skiver, skal deres arbejdsvinkel være omkring 10 grader.
Type 28 (koniske) slibeskiver bruges typisk til slibning på plane overflader for at fjerne materiale på bredere slibebaner. Disse koniske skiver fungerer også bedst ved lavere slibevinkler (ca. 5 grader), så de hjælper med at reducere træthed hos operatøren.
Dette introducerer endnu en kritisk faktor: valg af den rigtige type slibeskive. Type 27-skiven har et kontaktpunkt på metaloverfladen; type 28-skiven har en kontaktlinje på grund af sin koniske form; type 29-skiven har en kontaktflade.
Langt de mest almindelige Type 27-skiver kan klare opgaven i mange anvendelser, men deres form gør det vanskeligt at håndtere dele med dybe profiler og kurver, såsom svejsede samlinger af rustfri stålrør. Type 29-skivens profilform gør det lettere for operatører, der har brug for at slibe en kombination af buede og flade overflader. Type 29-skiven gør dette ved at øge overfladekontaktområdet, hvilket betyder, at operatøren ikke behøver at bruge meget tid på at slibe på hvert sted – en god strategi til at reducere varmeophobning.
Faktisk gælder dette for enhver slibeskive. Ved slibning må operatøren ikke opholde sig på samme sted i længere tid. Antag, at en operatør fjerner metal fra en filet på flere meter. Han kan styre skiven i korte op- og nedadgående bevægelser, men det kan overophede emnet, fordi han holder skiven i et lille område i lange perioder. For at reducere varmetilførslen kan operatøren bevæge hele svejsningen i én retning nær den ene tå, derefter løfte værktøjet (hvilket giver emnet tid til at køle af) og bevæge emnet i samme retning nær den anden tå. Andre teknikker virker, men de har alle én ting til fælles: de undgår overophedning ved at holde slibeskiven i bevægelse.
Almindeligt anvendte "kardeteknikker" hjælper også med at opnå dette. Antag, at operatøren sliber en stumpsvejsning i en flad position. For at reducere termisk belastning og overgravning undgik han at skubbe sliberen langs samlingen. I stedet starter han for enden og trækker sliberen langs samlingen. Dette forhindrer også, at hjulet graver for meget ned i materialet.
Selvfølgelig kan enhver teknik overophede metallet, hvis operatøren går for langsomt frem. Går man for langsomt frem, vil operatøren overophede emnet; går man for hurtigt frem, kan slibning tage lang tid. Det kræver normalt erfaring at finde det optimale tilspændingspunkt. Men hvis operatøren ikke er bekendt med arbejdet, kan de slibe skrotet for at få "fornemmelsen" af den passende tilspændingshastighed for det pågældende emne.
Efterbehandlingsstrategien drejer sig om materialets overfladetilstand, når det ankommer til og forlader efterbehandlingsafdelingen. Identificer startpunktet (modtaget overfladetilstand) og slutpunktet (krævet efterbehandling), og lav derefter en plan for at finde den bedste vej mellem disse to punkter.
Ofte starter den bedste vej ikke med et meget aggressivt slibemiddel. Dette kan lyde kontraintuitivt. Hvorfor ikke starte med groft sand for at få en ru overflade og derefter gå videre til finere sand? Ville det ikke være meget ineffektivt at starte med en finere kornstørrelse?
Ikke nødvendigvis, dette har igen at gøre med sorteringens natur. Efterhånden som hvert trin når en mindre kornstørrelse, erstatter slibemidlet de dybere ridser med mere overfladiske, finere ridser. Hvis de starter med 40-korns sandpapir eller en flipskive, vil de efterlade dybe ridser på metallet. Det ville være fantastisk, hvis disse ridser bragte overfladen tæt på den ønskede finish; derfor findes disse 40-korns finishforsyninger. Men hvis kunden anmoder om en nr. 4 finish (retningsbestemt børstet finish), vil dybe ridser skabt af et nr. 40 slibemiddel tage lang tid at fjerne. Afrettere går enten ned gennem flere kornstørrelser eller bruger lang tid på at bruge finkornede slibemidler til at fjerne de store ridser og erstatte dem med mindre ridser. Ikke alene er alt dette ineffektivt, men det introducerer også for meget varme i emnet.
Det kan selvfølgelig være langsommeligt at bruge slibemidler med fin korn på ru overflader, og kombineret med dårlig teknik kan det introducere for meget varme. Det er her, at en to-i-en- eller forskudt lamelskive kan hjælpe. Disse skiver inkluderer slibeklude kombineret med overfladebehandlingsmaterialer. De giver effektivt afretteren mulighed for at bruge slibemidler til at fjerne materiale, samtidig med at de efterlader en glattere finish.
Det næste trin i den endelige efterbehandling kan involvere brugen af ​​non-wovens, hvilket illustrerer et andet unikt træk ved efterbehandling: processen fungerer bedst med elværktøj med variabel hastighed. En vinkelsliber, der kører med 10.000 omdr./min., kan fungere med nogle slibemedier, men den vil smelte nogle non-wovens grundigt. Af denne grund reducerer efterbehandlere hastigheden til mellem 3.000 og 6.000 omdr./min., før de starter efterbehandlingstrinnet med non-wovens. Den nøjagtige hastighed afhænger selvfølgelig af anvendelsen og forbrugsmaterialerne. For eksempel roterer non-woven tromler typisk mellem 3.000 og 4.000 omdr./min., mens overfladebehandlingsskiver typisk roterer mellem 4.000 og 6.000 omdr./min.
At have de rigtige værktøjer (slibere med variabel hastighed, forskellige efterbehandlingsmedier) og bestemme det optimale antal trin giver grundlæggende et kort, der afslører den bedste vej mellem indgående og færdigt materiale. Den nøjagtige vej varierer efter anvendelse, men erfarne trimmere følger denne vej ved hjælp af lignende trimmeteknikker.
Non-woven ruller fuldender den rustfri ståloverflade. For effektiv finish og optimal levetid for forbrugsmaterialer kører forskellige finishmedier med forskellige omdrejninger.
Først tager de sig god tid. Hvis de ser et tyndt emne i rustfrit stål blive varmt, stopper de med at færdiggøre ét område og starter et andet. Eller de arbejder måske på to forskellige artefakter på samme tid. De arbejder lidt på den ene og så den anden, hvilket giver det andet emne tid til at køle af.
Ved polering til en spejlblank finish kan polereren krydspolere med en poleringstromle eller polerskive i en retning vinkelret på det foregående trin. Krydsslibning fremhæver områder, der skal blandes med det foregående ridsemønster, men stadig ikke får overfladen til en spejlblank finish som nr. 8. Når alle ridser er fjernet, kræves der en filtklud og en polerskive for at skabe den ønskede blanke finish.
For at opnå den rette finish skal producenterne give efterbehandlerne de rigtige værktøjer, herunder faktiske værktøjer og medier, samt kommunikationsværktøjer, såsom at etablere standardprøver for at bestemme, hvordan en bestemt finish skal se ud. Disse prøver (opslået i nærheden af ​​efterbehandlingsafdelingen, i træningsdokumenter og i salgsmateriale) hjælper med at få alle på samme side.
Med hensyn til selve værktøjet (herunder elværktøj og slibemidler) kan geometrien af ​​visse dele give udfordringer selv for de mest erfarne medarbejdere i efterbehandlingsafdelingen. Det er her, professionelle værktøjer kan hjælpe.
Antag, at en operatør skal færdiggøre en tyndvægget rørsamling i rustfrit stål. Brug af klapskiver eller endda tromler kan forårsage problemer, forårsage overophedning og nogle gange endda skabe en flad plet på selve røret. Her kan båndslibere designet til rør hjælpe. Transportbåndet vikler sig rundt om det meste af rørdiameteren, spreder kontaktpunkterne, øger effektiviteten og reducerer varmetilførslen. Når det er sagt, skal afretteren, som med alt andet, stadig flytte båndsliberen til et andet område for at mindske overskydende varmeophobning og undgå blånering.
Det samme gælder for andre professionelle efterbehandlingsværktøjer. Overvej en fingerbåndsliber designet til trange rum. En efterbehandler kan bruge den til at følge en filetsvejsning mellem to brædder i en spids vinkel. I stedet for at bevæge fingerbåndsliberen lodret (lidt ligesom at børste tænder), bevæger afretteren den vandret langs den øverste tå af filetsvejsningen og derefter den nederste tå, samtidig med at den sørger for, at fingersliberen ikke bliver i en for længe.
Svejsning, slibning og efterbehandling af rustfrit stål introducerer endnu en komplikation: at sikre korrekt passivering. Er der efter alle disse forstyrrelser af materialets overflade resterende forurenende stoffer, der kan forhindre det rustfri ståls kromlag i at dannes naturligt over hele overfladen? Det sidste, en producent ønsker, er en vred kunde, der klager over rustne eller forurenede dele. Det er her, korrekt rengøring og sporbarhed kommer i spil.
Elektrokemisk rengøring kan hjælpe med at fjerne forurenende stoffer for at sikre korrekt passivering, men hvornår skal denne rengøring udføres? Det afhænger af anvendelsen. Hvis producenter rengør rustfrit stål for at fremme fuld passivering, gør de det normalt umiddelbart efter svejsning. Hvis dette ikke gøres, kan finishmediet opsamle overfladeforurenende stoffer fra emnet og sprede dem andre steder. For nogle kritiske anvendelser kan producenter dog vælge at indsætte yderligere rengøringstrin - måske endda teste for korrekt passivering, før det rustfri stål forlader fabriksgulvet.
Antag, at en producent svejser en kritisk rustfri stålkomponent til atomindustrien. En professionel gaswolframbuesvejser lægger en dime-søm, der ser perfekt ud. Men igen, dette er en kritisk anvendelse. En medarbejder i efterbehandlingsafdelingen bruger en børste tilsluttet et elektrokemisk rengøringssystem til at rengøre overfladen af ​​en svejsning. Han svejsede derefter svejsetåen med en ikke-vævet slibe- og poleringsklud og fik alt til en jævn børstet finish. Derefter kommer den sidste børste med et elektrokemisk rengøringssystem. Efter at have siddet i en dag eller to, brug en håndholdt testenhed til at teste delen for korrekt passivering. Resultaterne, der blev registreret og opbevaret sammen med jobbet, viste, at delen var fuldt passiveret, før den forlod fabrikken.
I de fleste produktionsanlæg foregår slibning, efterbehandling og rengøring af passivering af rustfrit stål typisk efterfølgende. Faktisk udføres de normalt kort før arbejdet afsendes.
Forkert færdigbehandlede dele genererer noget af det dyreste skrot og omarbejde, så det giver mening for producenter at se nærmere på deres slibnings- og efterbehandlingsafdelinger. Forbedringer inden for slibning og efterbehandling hjælper med at afhjælpe store flaskehalse, forbedre kvaliteten, eliminere hovedpine og vigtigst af alt, øge kundetilfredsheden.
FABRICATOR er Nordamerikas førende magasin inden for metalformning og -fremstilling. Magasinet leverer nyheder, tekniske artikler og casehistorier, der gør det muligt for producenter at udføre deres arbejde mere effektivt. FABRICATOR har betjent branchen siden 1970.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The FABRICATOR, nem adgang til værdifulde ressourcer i branchen.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Få fuld adgang til den digitale udgave af STAMPING Journal, som leverer de seneste teknologiske fremskridt, bedste praksis og branchenyheder til markedet for metalprægning.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The Fabricator på spansk, nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.