Langsgående svejsninger i rustfri stålstænger afgrates elektrokemisk for at sikre korrekt passivering. Billede udlånt af Walter Surface Technologies
Forestil dig, at en producent indgår en kontrakt om at fremstille et vigtigt rustfri stålprodukt. Plademetal og rørsektioner skæres, bukkes og svejses, inden de sendes til efterbehandlingsstationen. Delen består af plader, der er svejset lodret på røret. Svejsningerne ser gode ud, men det er ikke den ideelle pris, en køber søger. Som følge heraf bruger sliberen tid på at fjerne mere svejsemetal end normalt. Så kom der desværre en tydelig blå farve på overfladen – et tydeligt tegn på for meget varmetilførsel. I dette tilfælde betyder det, at delen ikke opfylder kundens krav.
Slibning og efterbehandling, der ofte udføres i hånden, kræver fingerfærdighed og håndværksmæssig kunnen. Fejl i efterbehandlingen kan være meget dyre i betragtning af al den værdi, der er blevet tillagt emnet. Tilføjelse af dyre varmefølsomme materialer såsom rustfrit stål, kan omkostningerne til efterbearbejdning og skrotinstallation være højere. Kombineret med komplikationer som kontaminering og passiveringsfejl kan en engang rentabel rustfri stålvirksomhed blive urentabel eller endda skade omdømmet.
Hvordan forhindrer producenter alt dette? De kan starte med at udvide deres viden om slibning og efterbehandling, forstå de roller, de spiller, og hvordan de påvirker emner i rustfrit stål.
Disse er ikke synonymer. Faktisk har alle fundamentalt forskellige mål. Slibning fjerner materialer som grater og overskydende svejsemetal, mens efterbehandling giver en fin finish på metaloverfladen. Forvirringen er forståelig, da de, der sliber med store slibeskiver, fjerner meget metal meget hurtigt, og der kan opstå meget dybe ridser i processen. Men ved slibning er ridser kun en konsekvens, målet er hurtigt at fjerne materiale, især når man arbejder med varmefølsomme metaller som rustfrit stål.
Finishen udføres i etaper, hvor operatøren starter med en grovere kornstørrelse og går videre til finere slibeskiver, non-woven slibemidler og muligvis filtlærred og polerpasta for at opnå en spejlblank finish. Målet er at opnå en bestemt endelig finish (ridsemønster). Hvert trin (finere kornstørrelse) fjerner de dybere ridser fra det foregående trin og erstatter dem med mindre ridser.
Da slibning og efterbehandling har forskellige formål, supplerer de ofte ikke hinanden og kan spille mod hinanden, hvis den forkerte strategi for forbrugsmaterialer anvendes. For at fjerne overskydende svejsemetal laver operatøren meget dybe ridser med en slibeskive og sender derefter emnet til afretteren, som nu skal bruge meget tid på at fjerne disse dybe ridser. Denne rækkefølge fra slibning til efterbehandling kan stadig være den mest effektive måde at opfylde kundernes efterbehandlingskrav på. Men igen, dette er ikke yderligere processer.
Emneoverflader, der er designet til bearbejdelighed, kræver generelt ikke slibning eller efterbehandling. Dele, der slibes, gør det kun, fordi slibning er den hurtigste måde at fjerne svejsninger eller andet materiale på, og de dybe ridser, som slibeskiven efterlader, er præcis, hvad kunden ønskede. Dele, der kun kræver efterbehandling, fremstilles på en sådan måde, at overdreven materialefjerning ikke er nødvendig. Et typisk eksempel er en rustfri ståldel med en smuk svejsning beskyttet af en wolframelektrode, der blot skal blandes og matches med underlagets finishmønster.
Slibemaskiner med skiver med lav materialefjerning kan give alvorlige problemer ved arbejde med rustfrit stål. Ligeledes kan overophedning forårsage blånning og ændringer i materialeegenskaber. Målet er at holde det rustfri stål så koldt som muligt under hele processen.
Derfor er det en god idé at vælge den slibeskive med den hurtigste afslibningshastighed i forhold til anvendelsen og budgettet. Zirkoniumskiver sliber hurtigere end aluminiumoxid, men keramiske skiver fungerer bedst i de fleste tilfælde.
De ekstremt stærke og skarpe keramiske partikler slides på en unik måde. Efterhånden som de gradvist opløses, bliver de ikke flade, men bevarer en skarp kant. Det betyder, at de kan fjerne materiale meget hurtigt, ofte flere gange hurtigere end andre slibeskiver. Generelt gør dette keramiske slibeskiver pengene værd. De er ideelle til bearbejdning af rustfrit stål, da de hurtigt fjerner store spåner og genererer mindre varme og deformation.
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 både kulstofstål og rustfrit stål. Mange mennesker adskiller fysisk slibeoperationer af kulstofstål og rustfrit stål. Selv små gnister af kulstofstål, der falder på dele af rustfrit stål, kan forårsage kontamineringsproblemer. Mange industrier, såsom den farmaceutiske og nukleare industri, kræver, at forbrugsvarer klassificeres som ikke-forurenende. Det betyder, at slibeskiver af rustfrit stål skal være praktisk talt fri (mindre end 0,1%) for jern, svovl og klor.
Slibeskiver sliber ikke sig selv, de kræver et elværktøj. Enhver kan reklamere for 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 bestemt effekt og drejningsmoment. Mens nogle pneumatiske slibere har de nødvendige specifikationer, udføres slibningen af ​​keramiske skiver i de fleste tilfælde med elværktøj.
Slibere med utilstrækkelig effekt og drejningsmoment kan forårsage alvorlige problemer selv med de mest moderne slibemidler. Mangel 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 den onde cirkel: slibemaskiner ser, at der ikke fjernes noget materiale, så de trykker instinktivt hårdere, hvilket igen skaber overskydende varme og blånen. De ender med at presse så hårdt, at de glaserer hjulene, hvilket tvinger dem til at arbejde hårdere og generere mere varme, før de indser, at de skal skifte hjulene. Hvis du arbejder på denne måde med tynde rør eller plader, ender de med at gå lige igennem 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 udøver på emnet. Bedste praksis er at komme så tæt som muligt på sliberens nominelle strøm. Hvis operatøren bruger en 10 ampere sliber, skal han trykke så hårdt, at sliberen trækker omkring 10 ampere.
Brugen af ​​et amperemeter kan hjælpe med at standardisere slibeoperationer, hvis en producent forarbejder en stor mængde dyrt rustfrit stål. Selvfølgelig er der få virksomheder, der rent faktisk bruger et amperemeter regelmæssigt, så det er bedst at lytte opmærksomt. Hvis operatøren hører og mærker, at omdrejningstallet falder hurtigt, kan det være, at han presser for hårdt.
Det kan være svært at lytte til berøringer, der er for lette (dvs. for lavt tryk), så det kan være en god idé at være opmærksom på gniststrømmen i dette tilfælde. Slibning af rustfrit stål producerer mørkere gnister end kulstofstål, men de skal stadig være synlige og stikke jævnt ud fra arbejdsområdet. Hvis operatøren pludselig ser færre gnister, kan det skyldes, at der ikke er anvendt nok kraft, eller at skiven ikke er glaseret.
Operatører skal også opretholde en konstant arbejdsvinkel. Hvis de nærmer sig emnet i en næsten ret vinkel (næsten parallelt med emnet), kan de forårsage betydelig overophedning; hvis de nærmer sig i en for stor vinkel (næsten lodret), risikerer de at smadre skivens kant ind i metallet. Hvis de bruger en type 27-skive, skal de nærme sig arbejdet 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 af plane overflader for at fjerne materiale på bredere slibebaner. Disse koniske skiver fungerer også bedst ved lavere slibevinkler (omkring 5 grader), så de hjælper med at reducere træthed hos operatøren.
Dette introducerer en anden vigtig faktor: valg af den rigtige type slibeskive. Type 27-skiven har et kontaktpunkt med en metaloverflade, type 28-skiven har en kontaktlinje på grund af sin koniske form, og type 29-skiven har en kontaktflade.
Dagens mest almindelige type 27-skiver kan udføre arbejdet på mange områder, men deres form gør det vanskeligt at arbejde med dybe profilerede dele og kurver, såsom svejsede rørsamlinger af rustfrit stål. Type 29-skivens profilform letter arbejdet for operatører, der har brug for at slibe kombineret buede og flade overflader. Type 29-skiven gør dette ved at øge overfladekontaktarealet, hvilket betyder, at operatøren ikke behøver at bruge meget tid på at slibe på hvert sted – en god strategi til at reducere varmeophobning.
Dette gælder faktisk for alle slibeskiver. Ved slibning bør operatøren ikke opholde sig på samme sted i længere tid. Forestil dig, at en operatør fjerner metal fra en filet på flere meter. Den kan drive skiven i korte op- og nedadgående bevægelser, men dette kan forårsage overophedning af emnet, da det holder skiven på et lille område i lang tid. For at reducere varmetilførslen kan operatøren køre hele svejsningen i én retning ved den ene næse, derefter hæve værktøjet (så emnet kan køle af) og føre emnet i samme retning ved den anden næse. Andre metoder virker, men de har alle én ting til fælles: de undgår overophedning ved at holde slibeskiven i bevægelse.
Dette hjælpes også af udbredte metoder til "kæmning". Antag, at operatøren sliber en stumpsvejsning i en flad position. For at reducere termisk belastning og overdreven gravning undgik han at skubbe sliberen langs samlingen. I stedet starter han for enden og kører sliberen langs samlingen. Dette forhindrer også, at hjulet synker for dybt ned i materialet.
Selvfølgelig kan enhver teknik overophede metallet, hvis operatøren arbejder for langsomt. Arbejd for langsomt, og operatøren vil overophede emnet; hvis du arbejder for hurtigt, kan slibning tage lang tid. Det kræver normalt erfaring at finde det optimale punkt for fremføringshastighed. Men hvis operatøren ikke er fortrolig med arbejdet, kan han slibe skrotet for at "føle" den passende fremføringshastighed for emnet.
Efterbehandlingsstrategien afhænger af materialets overfladetilstand, når det kommer ind i og forlader efterbehandlingsafdelingen. Bestem et startpunkt (opnået overfladetilstand) og et slutpunkt (krævet efterbehandling), og lav derefter en plan for at finde den bedste rute mellem disse to punkter.
Ofte starter den bedste vej ikke med et meget aggressivt slibemiddel. Dette kan virke 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 et finere sandkorn?
Ikke nødvendigvis, dette har igen at gøre med sammenligningens natur. Efterhånden som finere kornstørrelser opnås i hvert trin, erstatter slibemidlet dybere ridser med finere og finere ridser. Hvis de starter med 40-korns sandpapir eller en flip pan, vil de efterlade dybe ridser på metallet. Det ville være fantastisk, hvis disse ridser ville bringe overfladen tættere på den ønskede finish, hvilket er grunden til, at der findes 40-korns finishmaterialer. Men hvis en kunde anmoder om en #4 finish (retningsslibning), tager de dybe ridser, der efterlades af #40-korn, lang tid at fjerne. Håndværkere går enten til flere kornstørrelser eller bruger meget tid på at bruge fine slibemidler til at fjerne de store ridser og erstatte dem med mindre. Alt dette er ikke kun ineffektivt, men opvarmer også emnet for meget.
Det kan selvfølgelig være langsommeligt at bruge slibemidler med fin korn på ru overflader, og kombineret med dårlig teknik resulterer det i for meget varme. To-i-en eller forskudte skiver kan hjælpe med dette. Disse skiver indeholder slibeklude kombineret med overfladebehandlingsmaterialer. De giver effektivt håndværkeren mulighed for at bruge slibemidler til at fjerne materiale, samtidig med at det giver en glattere finish.
Det næste trin i efterbehandlingen kan omfatte brugen af ​​non-woven-materialer, hvilket illustrerer en anden unik efterbehandlingsfunktion: processen fungerer bedst med elværktøj med variabel hastighed. En vinkelsliber, der kører med 10.000 o/min, kan håndtere nogle slibende materialer, men den vil smelte nogle non-woven-materialer fuldstændigt. Af denne grund sænker efterbehandlere hastigheden til 3.000-6.000 o/min, før de efterbehandler non-woven-materialer. Den nøjagtige hastighed afhænger selvfølgelig af anvendelsen og forbrugsmaterialerne. For eksempel roterer non-woven-tromler typisk med 3.000 til 4.000 o/min, mens overfladebehandlingsskiver typisk roterer med 4.000 til 6.000 o/min.
At have de rigtige værktøjer (slibere med variabel hastighed, forskellige efterbehandlingsmaterialer) og bestemme det optimale antal trin giver grundlæggende et kort, der viser den bedste vej mellem indgående og færdigt materiale. Den nøjagtige vej afhænger af anvendelsen, men erfarne trimmere følger denne vej ved hjælp af lignende trimningsmetoder.
Non-woven ruller fuldender den rustfri ståloverflade. For effektiv finish og optimal levetid for forbrugsmaterialer kører forskellige finishmaterialer med forskellige rotationshastigheder.
For det første tager de sig tid. Hvis de ser, at et tyndt stykke rustfrit stål varmes op, stopper de med at færdiggøre ét sted og begynder et andet. Eller de arbejder måske på to forskellige artefakter på samme tid. Arbejd lidt på den ene og derefter på den anden, så det andet stykke kan køle af.
Ved polering til spejlblank finish kan polereren krydspolere med polervalsen eller polerskiven i retningen vinkelret på det foregående trin. Krydsslibning fremhæver områder, der skal smelte sammen med det foregående ridsemønster, men bringer stadig ikke overfladen til en spejlblank finish #8. Når alle ridser er fjernet, skal der bruges en filtklud og en polerpude for at skabe den ønskede blanke finish.
For at opnå den rette finish skal producenterne give færdiggørere de rigtige værktøjer, herunder rigtige værktøjer og materialer, samt kommunikationsværktøjer, såsom at lave standardprøver for at bestemme, hvordan en bestemt finish skal se ud. Disse prøver (opslået ved siden af ​​færdiggørelsesafdelingen, i træningspapirer og i salgsmateriale) hjælper med at holde alle på bølgelængde.
Hvad angår selve værktøjet (inklusive elværktøj og slibemidler), kan geometrien af ​​nogle dele være udfordrende selv for det mest erfarne efterbehandlingsteam. Dette vil være en fordel for professionelle værktøjer.
Forestil dig, at en operatør skal samle et tyndvægget rustfrit stålrør. Brug af klapskiver eller endda tromler kan føre til problemer, overophedning og nogle gange endda en flad plet på selve røret. Det er her, båndslibere designet til rør kan hjælpe. Transportbåndet dækker det meste af rørdiameteren, fordeler kontaktpunkter, øger effektiviteten og reducerer varmetilførslen. Men som med alt andet skal håndværkeren stadig flytte båndsliberen til et andet sted for at reducere overskydende varmeophobning og undgå blånering.
Det samme gælder for andre professionelle finishværktøjer. Overvej en båndsliber designet til svært tilgængelige steder. En finisher kan bruge den til at lave en kantsvejsning mellem to brædder i en skarp vinkel. I stedet for at bevæge fingerbåndsliberen lodret (lidt ligesom at børste tænder), bevæger teknikeren den vandret langs den øverste kant af kantsvejsningen og derefter langs bunden, hvilket sørger for, at fingersliberen ikke bliver på ét sted for meget ... i lang tid.
Svejsning, slibning og efterbehandling af rustfrit stål indebærer endnu en udfordring: at sikre korrekt passivering. Var der efter alle disse forstyrrelser stadig nogen forurening tilbage på materialets overflade, der ville forhindre den naturlige dannelse af et kromlag i rustfrit stål over hele overfladen? Det sidste, en producent har brug for, er en vred kunde, der klager over rustne eller beskidte 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 sikre fuldstændig passivering, gør de det normalt umiddelbart efter svejsning. Hvis dette ikke gøres, kan finishmediet absorbere overfladeforurenende stoffer fra emnet og fordele dem til andre steder. For nogle kritiske anvendelser kan producenter dog tilføje yderligere rengøringstrin – måske endda teste for korrekt passivering, før det rustfri stål forlader fabriksgulvet.
Forestil dig, at en producent svejser en vigtig rustfri stålkomponent til atomindustrien. En professionel wolframbuesvejser skaber en glat søm, der ser perfekt ud. Men igen, dette er en kritisk anvendelse. Et medlem af efterbehandlingsafdelingen bruger en børste tilsluttet et elektrokemisk rengøringssystem til at rengøre overfladen af ​​en svejsning. Han sleb derefter svejsningen ned med et ikke-vævet slibemiddel og en aftørringsklud og afsluttede alt til en glat overflade. Så kommer den sidste børste med et elektrokemisk rengøringssystem. Efter en dag eller to nedetid skal du bruge en bærbar tester til at kontrollere delen for korrekt passivering. Resultaterne, der blev registreret og gemt sammen med jobbet, viste, at delen var fuldt passiveret, før den forlod fabrikken.
I de fleste produktionsanlæg foregår slibning, efterbehandling og rengøring af passiveringen af ​​rustfrit stål typisk i efterfølgende trin. Faktisk udføres de normalt kort før arbejdet afleveres.
Forkert bearbejdede dele skaber 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 eliminere vigtige flaskehalse, forbedre kvaliteten, eliminere hovedpine og, vigtigst af alt, øge kundetilfredsheden.
FABRICATOR er Nordamerikas førende magasin inden for stålfremstilling og -formning. Magasinet udgiver nyheder, tekniske artikler og succeshistorier, der gør det muligt for producenter at udføre deres arbejde mere effektivt. FABRICATOR har været i branchen siden 1970.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af FABRICATOR, nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Få fuld digital adgang til STAMPING Journal, der præsenterer den nyeste teknologi, bedste praksis og branchenyheder inden for metalprægningsmarkedet.
Nu med fuld digital adgang til The Fabricator på spansk har du nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.