Kako bi se osigurala pravilna pasivizacija, tehničari elektrokemijski čiste uzdužne zavare valjanih dijelova nehrđajućeg čelika. Slika 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 okomito na cijev. Zavari izgledaju dobro, ali to nije savršena cijena koju kupac traži. Kao rezultat toga, brusilica troši vrijeme uklanjajući više zavara nego inače. Zatim se, nažalost, na površini pojavila neka izrazita plava boja – jasan znak prevelikog unosa topline. U ovom slučaju to znači da dio neće zadovoljiti zahtjeve kupca.
Često ručno izvođeno, brušenje i završna obrada zahtijevaju spretnost i vještinu. Pogreške u završnoj obradi mogu biti vrlo skupe, s obzirom na svu vrijednost koja je dana obratku. Dodavanjem skupih materijala osjetljivih na toplinu poput nehrđajućeg čelika, troškovi prerade i ugradnje otpada mogu biti veći. U kombinaciji s komplikacijama poput kontaminacije i pasivizacije, nekada unosan posao s nehrđajućim čelikom može se pretvoriti u gubitak novca ili čak neuspjeh koji šteti ugledu.
Kako proizvođači sprječavaju sve ovo? Mogu započeti razvijanjem svog znanja o brušenju i završnoj obradi, razumijevanjem uloga koje svaka od njih igra i kako utječu na obradke od nehrđajućeg čelika.
Nisu sinonimi. Zapravo, svatko ima fundamentalno drugačiji cilj. Brušenjem se uklanjaju materijali poput neravnina i viška 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 puno metala, a to može ostaviti vrlo duboke ogrebotine. Ali kod brušenja, ogrebotine su samo naknadna posljedica; cilj je brzo ukloniti materijal, posebno kada se radi s metalima osjetljivim na toplinu poput nehrđajućeg čelika.
Završna obrada se vrši u koracima, gdje operater počinje s većim zrnom i prelazi na finije brusne ploče, netkane abrazive, a možda i filc i pastu za poliranje kako bi se postigao zrcalni sjaj. Cilj je postići određeni konačni izgled (uzorak ogrebotina). Svaki korak (finiji zrn) 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 jedno protiv drugoga ako se koristi pogrešna strategija potrošnog materijala. Kako bi uklonili višak metala zavara, operateri koriste brusne ploče za izradu vrlo dubokih ogrebotina, a zatim predaju dio obrađivaču, koji sada mora potrošiti puno vremena uklanjajući te duboke ogrebotine. Ovaj slijed od brušenja do završne obrade i dalje može biti najučinkovitiji način za ispunjavanje zahtjeva kupaca za završnom obradom. Ali opet, to nisu komplementarni procesi.
Površine obratka dizajnirane za proizvodnost općenito ne zahtijevaju brušenje i završnu obradu. Dijelovi koji se bruse to čine samo zato što je brušenje najbrži način uklanjanja zavara ili drugog materijala, a duboke ogrebotine koje ostavlja brusni kotač upravo su ono što kupac želi. Dijelovi koji zahtijevaju samo završnu obradu proizvode se na način koji ne zahtijeva pretjerano 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 održavati nehrđajući čelik što hladnijim tijekom cijelog procesa.
U tu svrhu, korisno je odabrati brusni kotač s najbržom brzinom uklanjanja materijala za primjenu i proračun. Cirkonijski kotači bruse brže od aluminijevog oksida, ali u većini slučajeva keramički kotači najbolje funkcioniraju.
Iznimno žilave i oštre keramičke čestice troše se na jedinstven način. Kako se postupno raspadaju, ne bruse ravno, već zadržavaju oštru oštricu. To znači da mogu vrlo brzo ukloniti materijal, često u djeliću 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 kotač proizvođač odabere, potrebno je imati na umu potencijalnu kontaminaciju. Većina proizvođača zna da ne mogu koristiti isti brusni kotač 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 obratke od nehrđajućeg čelika mogu uzrokovati probleme s kontaminacijom. Mnoge industrije, poput farmaceutske i nuklearne industrije, zahtijevaju da se potrošni materijal ocijeni kao bez onečišćenja. To znači da brusni kotači za nehrđajući čelik moraju biti gotovo bez (manje od 0,1%) željeza, sumpora i klora.
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 sustav. Keramičke brusne ploče dizajnirane su za kutne brusilice s određenom količinom snage i okretnog momenta. Dok neke zračne brusilice imaju potrebne specifikacije, većina brušenja keramičkih ploča vrši se električnim alatima.
Brusilice s nedovoljnom snagom i okretnim momentom mogu uzrokovati ozbiljne probleme, čak i s najnaprednijim abrazivima. Nedostatak snage i okretnog momenta može uzrokovati značajno usporavanje alata pod pritiskom, što u biti sprječava keramičke čestice na brusnoj ploči da rade ono za što su namijenjene: brzo uklanjanje velikih komada metala, čime se smanjuje količina toplinskog materijala koji ulazi u brusnu ploču.
To pogoršava začarani krug: operateri brušenja vide da se materijal ne uklanja, pa instinktivno jače pritiskaju, što zauzvrat stvara višak topline i plavetnjenje. Na kraju pritiskaju toliko jako da oštete kotače, što ih tjera da rade jače i stvaraju više topline prije nego što shvate da ih trebaju zamijeniti. Ako na ovaj način radite na tankim cijevima ili limovima, oni na kraju prođu ravno kroz materijal.
Naravno, ako operateri nisu pravilno obučeni, čak i s najboljim alatima, ovaj začarani krug se može dogoditi, posebno kada je riječ o pritisku koji vrše na obradak. Najbolja praksa je što više se približiti nazivnoj struji brusilice. Ako operater koristi brusilicu od 10 ampera, trebao bi pritiskati 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 redovito koristi ampermetar, stoga je najbolje pažljivo slušati. Ako operater čuje i osjeti da okretaji brzo padaju, možda previše pritiska.
Osluškivanje prelaganih dodira (tj. premalog pritiska) može biti teško, pa u ovom slučaju obraćanje pažnje na protok iskri može pomoći. Brušenje nehrđajućeg čelika proizvest će tamnije iskre od ugljičnog čelika, ali one bi i dalje trebale biti vidljive i stršiti iz radnog područja na dosljedan način. Ako operater odjednom vidi manje iskri, to može biti zato što ne primjenjuje dovoljno pritiska ili ne glazira kotač.
Operateri također moraju održavati dosljedan radni kut. Ako se obratku približe pod gotovo ravnim kutom (gotovo paralelno s obratkom), mogu uzrokovati znatno pregrijavanje; ako se približe pod prevelikim kutom (gotovo okomito), riskiraju da se rub kotača zarije u metal. Ako koriste kotač tipa 27, trebali bi se obratku približiti pod kutom od 20 do 30 stupnjeva. Ako imaju kotače tipa 29, njihov radni kut trebao bi biti oko 10 stupnjeva.
Brusne ploče tipa 28 (konusne) obično se koriste za brušenje na ravnim površinama kako bi se uklonio materijal na širim stazama brušenja. Ove konusne ploče također najbolje rade pri nižim kutovima brušenja (oko 5 stupnjeva), tako da pomažu u smanjenju umora operatera.
To uvodi još jedan ključni faktor: odabir prave vrste brusne ploče. Brusna ploča tipa 27 ima kontaktnu točku na metalnoj površini; brusna ploča tipa 28 ima kontaktnu liniju zbog svog konusnog oblika; brusna ploča 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 krivuljama, poput zavarenih sklopova cijevi od nehrđajućeg čelika. Oblik profila kotača tipa 29 olakšava operaterima koji trebaju brusiti kombinaciju zakrivljenih i ravnih površina. Kotač tipa 29 to čini povećanjem površine kontakta, što znači da operater ne mora trošiti puno vremena bruseći na svakom mjestu – dobra strategija za smanjenje nakupljanja topline.
Zapravo, ovo se odnosi na bilo koji brusni kotač. Prilikom brušenja, operater ne smije dugo ostati na istom mjestu. Pretpostavimo da operater uklanja metal iz zavoja dugog nekoliko stopa. Može upravljati kotačem kratkim pokretima gore-dolje, ali to može pregrijati obradak jer ga drži na malom području dulje vrijeme. Kako bi smanjio unos topline, operater može proći kroz cijeli zavar u jednom smjeru blizu jednog vrha, zatim podići alat (dajući obradku vremena da se ohladi) i proći kroz obradak u istom smjeru blizu drugog vrha. Druge tehnike djeluju, ali sve imaju jednu zajedničku značajku: izbjegavaju pregrijavanje održavanjem brusnog kotača u pokretu.
Uobičajeno korištene tehnike "grebenanja" također pomažu u postizanju ovoga. Pretpostavimo da operater brusi sučeono zavarivanje u ravnom položaju. Kako bi smanjio toplinsko naprezanje i prekomjerno kopanje, izbjegavao je guranje brusilice duž spoja. Umjesto toga, počinje na kraju i povlači brusilicu duž spoja. To također sprječava da se kotač previše zarije u materijal.
Naravno, bilo koja tehnika može pregrijati metal ako operater radi previše sporo. Ako radite previše sporo, operater će pregrijati obradak; ako radite prebrzo, brušenje može potrajati dugo. Pronalaženje idealne brzine posmaka obično zahtijeva iskustvo. Ali ako operater nije upoznat s poslom, može brusiti otpad kako bi dobio "osjećaj" za odgovarajuću brzinu posmaka za obradak koji je pri ruci.
Strategija završne obrade vrti se oko stanja površine materijala kako dolazi i izlazi iz odjela završne obrade. Odredite početnu točku (primljeno stanje površine) i završnu točku (potrebna završna obrada), a zatim napravite plan za pronalaženje najboljeg puta između te dvije točke.
Često najbolji put ne počinje s vrlo agresivnim abrazivom. Ovo može zvučati nelogično. Uostalom, zašto ne početi s grubim pijeskom kako biste dobili hrapavu površinu, a zatim prijeći na finiji pijesak? Ne bi li bilo vrlo neučinkovito početi s finijim zrnom?
Ne nužno, ovo opet ima veze s prirodom sortiranja. Kako svaki korak doseže 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 dovele površinu blizu željene završne obrade; zato postoje ti materijali za završnu obradu granulacije 40. Međutim, ako kupac zatraži završnu obradu br. 4 (usmjereno brušena završna obrada), uklanjanje dubokih ogrebotina stvorenih abrazivom br. 40 trajat će dugo. 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 to neučinkovito, već i unosi previše topline u obradak.
Naravno, korištenje fino zrnatih 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 ilustrira još jednu jedinstvenu značajku završne obrade: proces najbolje funkcionira s električnim alatima s promjenjivom brzinom. Brusilica s pravim kutom koja radi na 10 000 okretaja u minuti može raditi s nekim brusnim medijima, ali će neke netkane materijale temeljito rastopiti. Iz tog razloga, završna obrada smanjuje brzinu na između 3000 i 6000 okretaja u minuti prije početka koraka završne obrade s netkanim tekstilom. Naravno, točna brzina ovisi o primjeni i potrošnom materijalu. Na primjer, bubnjevi s netkanim materijalom obično se okreću između 3000 i 4000 okretaja u minuti, dok se diskovi za površinsku obradu obično okreću između 4000 i 6000 okretaja u minuti.
Posjedovanje pravih alata (brusilice s promjenjivom brzinom, različiti materijali za završnu obradu) i određivanje optimalnog broja koraka u osnovi pruža kartu koja otkriva najbolji put između dolaznog i gotovog materijala. Točan put varira ovisno o primjeni, ali iskusni rezbači slijede taj put koristeći slične tehnike rezanja.
Netkani valjci upotpunjuju površinu od nehrđajućeg čelika. Za učinkovitu završnu obradu i optimalan vijek trajanja potrošnog materijala, različiti mediji 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 istovremeno rade na dva različita predmeta. Malo rade na jednom, a zatim na drugom, dajući drugom radnom komadu vremena da se ohladi.
Prilikom poliranja do zrcalnog sjaja, polir može polirati unakrsno 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 br. 8. Nakon što se uklone sve ogrebotine, potrebni su filcana krpa i polirajući kotač za stvaranje željenog sjajnog završetka.
Kako bi se postigla prava završna obrada, proizvođači moraju osigurati završnim obraditeljima prave alate, uključujući stvarne alate i medije, kao i komunikacijske alate, poput uspostavljanja 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 razumiju.
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 završne obrade. Tu profesionalni alati mogu pomoći.
Pretpostavimo da operater treba dovršiti sklop tankostijene cijevi od nehrđajućeg čelika. Korištenje lamelnih diskova ili čak bubnjeva može uzrokovati probleme, pregrijavanje, a ponekad čak i stvoriti ravnu točku na samoj cijevi. Ovdje mogu pomoći tračne brusilice dizajnirane za cijevi. Transportna traka obavija veći dio promjera cijevi, šireći točke kontakta, povećavajući učinkovitost i smanjujući unos topline. Uz to, kao i sa svime ostalim, obrađivač i dalje mora pomaknuti tračnu brusilicu na drugo područje kako bi ublažio prekomjerno nakupljanje topline i izbjegao plavetnjenje.
Isto vrijedi i za druge profesionalne alate za završnu obradu. Razmotrite brusilicu s trakom za prste dizajniranu za uske prostore. Završavač bi je mogao koristiti za praćenje kutnog zavara između dvije daske pod oštrim kutom. Umjesto da brusilicu s trakom pomiče vertikalno (poput pranja zubi), alat za oblaganje pomiče je horizontalno duž gornjeg vrha kutnog zavara, a zatim donjeg vrha, pazeći da brusilica s trakom ne ostane predugo u jednom.
Zavarivanje, brušenje i završna obrada nehrđajućeg čelika uvode još jednu komplikaciju: osiguravanje pravilne pasivizacije. Nakon svih ovih poremećaja na površini materijala, postoje li preostali onečišćujući tvari koje bi spriječile prirodno stvaranje sloja kroma nehrđajućeg čelika po cijeloj površini? Zadnje što proizvođač želi je ljutiti kupac koji se žali na zahrđale ili kontaminirane dijelove. Tu na scenu stupaju pravilno čišćenje i sljedivost.
Elektrokemijsko čišćenje može pomoći u uklanjanju onečišćujućih tvari kako bi se osigurala pravilna pasivizacija, ali kada bi se to čišćenje trebalo provesti? Ovisi o primjeni. Ako proizvođači čiste nehrđajući čelik kako bi potaknuli potpunu pasivizaciju, obično to čine odmah nakon zavarivanja. Ako se to ne učini, medij za završnu obradu može pokupiti površinske onečišćujuće tvari s obratka i proširiti ih drugdje. 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 sustavom postavlja šav koji izgleda savršeno. Ali opet, ovo je kritična primjena. Zaposlenik u odjelu za završnu obradu koristi četku spojenu na elektrokemijski sustav čišćenja kako bi očistio površinu zavara. Zatim je obradio vrh zavara netkanim abrazivom i krpom za čišćenje te je sve doveo do ravnomjerne četkane završne obrade. Zatim dolazi do završnog četkanja elektrokemijskim sustavom za čišćenje. Nakon što odstoji dan ili dva, upotrijebite ručni ispitni uređaj za testiranje dijela na pravilnu pasivizaciju. Rezultati, zabilježeni i pohranjeni uz posao, pokazali su da je dio bio potpuno pasiviran prije nego što je napustio tvornicu.
U većini proizvodnih pogona, brušenje, završna obrada i čišćenje nehrđajućeg čelika pasivizacijom obično se odvijaju nizvodno. Zapravo, obično se izvode neposredno prije isporuke posla.
Nepravilno dorađeni dijelovi generiraju neke od najskupljih otpadaka i ponovne obrade, stoga je logično da proizvođači ponovno razmotre svoje odjele 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 omogućuju proizvođačima da učinkovitije 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, omogućujući 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.