Uzdužni zavari na šipkama od nehrđajućeg čelika elektrokemijski se uklanjaju neravnine kako bi se osigurala pravilna pasivizacija. Slika ljubaznošću tvrtke Walter Surface Technologies
Zamislite da proizvođač sklapa ugovor za proizvodnju ključnog proizvoda od nehrđajućeg čelika. Limovi i dijelovi cijevi se režu, savijaju i zavaruju prije nego što se pošalju na završnu stanicu. Dio se sastoji od ploča zavarenih okomito na cijev. Zavari izgledaju dobro, ali to nije idealna cijena koju kupac traži. Kao rezultat toga, brusilica troši vrijeme uklanjajući više zavara nego inače. Tada se, nažalost, na površini pojavila izrazita plava boja – jasan znak prevelikog unosa topline. U ovom slučaju to znači da dio neće zadovoljiti zahtjeve kupca.
Često ručno, brušenje i završna obrada zahtijevaju spretnost i vještinu izrade. Pogreške u završnoj obradi mogu biti vrlo skupe s obzirom na svu vrijednost koja je uložena u obradak. 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 profitabilan posao s nehrđajućim čelikom može postati neprofitabilan ili čak štetan za ugled.
Kako proizvođači sprječavaju sve ovo? Mogu započeti proširivanjem svog znanja o brušenju i završnoj obradi, razumijevanjem uloga koje imaju i kako utječu na obradke od nehrđajućeg čelika.
Ovo nisu sinonimi. Zapravo, svatko ima fundamentalno različite ciljeve. Brušenjem se uklanjaju materijali poput neravnina i viška metala zavara, dok završna obrada pruža finu završnu obradu metalne površine. Zbunjenost je razumljiva, s obzirom na to da oni koji bruse velikim brusnim pločama vrlo brzo uklanjaju puno metala, a u procesu mogu ostati vrlo duboke ogrebotine. Ali kod brušenja, ogrebotine su samo posljedica, cilj je brzo uklanjanje materijala, posebno kada se radi s metalima osjetljivim na toplinu poput nehrđajućeg čelika.
Završna obrada se vrši u fazama, gdje operater počinje s grubljim zrnom i prelazi na finije brusne ploče, netkane abrazive i eventualno filcanu tkaninu 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 namjene, često se ne nadopunjuju i mogu se međusobno suprotstavljati ako se koristi pogrešna strategija potrošnog materijala. Kako bi uklonio višak zavara, operater brusnim kotačem izrađuje vrlo duboke ogrebotine, a zatim dio predaje 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 završnu obradu. Ali opet, to nisu dodatni procesi.
Površine obratka dizajnirane za obradivost općenito ne zahtijevaju brušenje ili 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 je kupac želio. Dijelovi koji zahtijevaju samo završnu obradu proizvode se na takav način da nije potrebno prekomjerno uklanjanje materijala. Tipičan primjer je dio od nehrđajućeg čelika s prekrasnim zavarom zaštićenim volframovom elektrodom koju jednostavno treba izblendati i uskladiti s uzorkom završne obrade podloge.
Brusilice s diskovima za malo uklanjanje materijala mogu predstavljati ozbiljne probleme pri radu s nehrđajućim čelikom. Isto tako, pregrijavanje može uzrokovati plavetnjenje i promjenu svojstava materijala. Cilj je nehrđajući čelik održavati što hladnijim tijekom cijelog procesa.
U tu svrhu, pomaže odabrati brusni kotač s najbržom brzinom uklanjanja materijala za primjenu i proračun. Cirkonijski kotači bruse brže od aluminijevog oksida, ali keramički kotači u većini slučajeva najbolje funkcioniraju.
Iznimno jake i oštre keramičke čestice troše se na jedinstven način. Kako se postupno raspadaju, ne postaju plosnate, već zadržavaju oštar rub. To znači da mogu vrlo brzo ukloniti materijal, često nekoliko puta brže od drugih brusnih ploča. Općenito, to čini keramičke brusne ploče vrijednima novca. Idealne su za obradu nehrđajućeg čelika, jer brzo uklanjaju velike strugotine i stvaraju manje topline i deformacija.
Bez obzira na to koji brusni kotač proizvođač odabere, mora se imati na umu potencijalna kontaminacija. Većina proizvođača zna da ne mogu koristiti isti brusni kotač za ugljični i nehrđajući čelik. Mnogi ljudi fizički odvajaju operacije brušenja ugljičnog i nehrđajućeg čelika. Čak i sitne iskre ugljičnog čelika koje padaju na dijelove od nehrđajućeg čelika mogu uzrokovati probleme s kontaminacijom. Mnoge industrije, poput farmaceutske i nuklearne industrije, zahtijevaju da se potrošni materijal ocijeni kao nezagađujući. To znači da brusni kotači od nehrđajućeg čelika moraju biti praktički bez (manje od 0,1%) željeza, sumpora i klora.
Brusne ploče se ne bruse same, potreban im je električni alat. Svatko može reklamirati 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 snagom i okretnim momentom. Dok neke pneumatske brusilice imaju potrebne specifikacije, u većini slučajeva brušenje keramičkih ploča vrši se električnim alatima.
Brusilice s nedovoljnom snagom i okretnim momentom mogu uzrokovati ozbiljne probleme čak i s najmodernijim abrazivima. Nedostatak snage i okretnog momenta može uzrokovati značajno usporavanje alata pod pritiskom, što u biti sprječava keramičke čestice na brusnom kotaču da rade ono za što su namijenjene: brzo uklanjanje velikih komada metala, čime se smanjuje količina toplinskog materijala koji ulazi u brusni kotač. brusni kotač.
To pogoršava začarani krug: brusilice 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 prisiljava da rade jače i stvaraju više topline prije nego što shvate da trebaju promijeniti kotače. Ako na ovaj način radite s tankim cijevima ili limovima, oni će na kraju proći ravno kroz materijal.
Naravno, ako operateri nisu pravilno obučeni, čak i s najboljim alatima, može doći do ovog začaranog kruga, posebno kada je riječ o pritisku koji vrše na obradak. Najbolja praksa je što više približiti nazivnoj struji brusilice. Ako operater koristi brusilicu od 10 ampera, mora pritiskati toliko snažno da brusilica povuče oko 10 ampera.
Korištenje ampermetra može pomoći u standardizaciji operacija brušenja ako proizvođač obrađuje veliku količinu 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, stoga u ovom slučaju može pomoći pažnja prema protoku iskri. Brušenje nehrđajućeg čelika proizvodi tamnije iskre od ugljičnog čelika, ali one bi i dalje trebale biti vidljive i ravnomjerno stršiti iz radnog područja. Ako operater odjednom vidi manje iskri, to može biti zbog nedovoljne primjene sile ili neglaziranja kotača.
Operateri također moraju održavati konstantan radni kut. Ako se obratku približe gotovo pod pravim kutom (gotovo paralelno s obratkom), mogu uzrokovati značajno pregrijavanje; ako se približe pod prevelikim kutom (gotovo okomito), riskiraju da rub kotača udari u metal. Ako koriste kotač tipa 27, trebali bi pristupiti radu 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 ravnih površina kako bi se uklonio materijal na širim stazama brušenja. Ove konusne ploče također najbolje rade pri nižim kutovima brušenja (oko 5 stupnjeva) pa pomažu u smanjenju umora operatera.
To uvodi još jedan važan faktor: odabir prave vrste brusne ploče. Kotač tipa 27 ima metalnu površinu kontaktne točke, kotač tipa 28 ima kontaktnu liniju zbog svog konusnog oblika, a kotač tipa 29 ima kontaktnu površinu.
Današnji najčešći kotači tipa 27 mogu obavljati posao u mnogim područjima, ali njihov oblik otežava rad s duboko profiliranim dijelovima i krivuljama, poput zavarenih sklopova cijevi od nehrđajućeg čelika. Oblik profila kotača tipa 29 olakšava rad operatera koji trebaju brusiti kombinirane zakrivljene i ravne površine. Kotač tipa 29 to čini povećanjem površine kontakta, što znači da operater ne mora trošiti puno vremena bruseći na svakoj lokaciji – dobra strategija za smanjenje nakupljanja topline.
Zapravo, ovo se odnosi na bilo koji brusni kotač. Prilikom brušenja, operater ne bi trebao dugo ostati na istom mjestu. Pretpostavimo da operater uklanja metal iz zavoja dugog nekoliko stopa. Može pokretati kotač kratkim pokretima gore-dolje, ali to može uzrokovati pregrijavanje obratka jer drži kotač na malom području dulje vrijeme. Kako bi smanjio unos topline, operater može provesti cijeli zavar u jednom smjeru na jednom vrhu, zatim podići alat (dopuštajući obratku da se ohladi) i provući obratak u istom smjeru na drugom vrhu. I druge metode funkcioniraju, ali sve imaju jednu zajedničku stvar: izbjegavaju pregrijavanje održavanjem brusnog kotača u pokretu.
Tome pomažu i široko korištene metode „češljanja“. Pretpostavimo da operater brusi sučeoni zavar u ravnom položaju. Kako bi smanjio toplinsko naprezanje i pretjerano kopanje, izbjegavao je guranje brusilice duž spoja. Umjesto toga, počinje na kraju i vodi brusilicu duž spoja. To također sprječava da kotač previše utone u materijal.
Naravno, bilo koja tehnika može pregrijati metal ako operater radi presporo. Ako radite presporo, operater će pregrijati obradak; ako se krećete prebrzo, brušenje može potrajati dugo. Pronalaženje idealne brzine pomaka obično zahtijeva iskustvo. Ali ako operater nije upoznat s poslom, može samljeti otpadni materijal kako bi "osjetio" odgovarajuću brzinu pomaka za obradak.
Strategija završne obrade ovisi o stanju površine materijala pri ulasku i izlasku iz odjela za završnu obradu. Odredite početnu točku (postignuto stanje površine) i krajnju 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. To se može činiti nelogičnim. Uostalom, zašto ne započeti s grubim pijeskom kako biste dobili hrapavu površinu, a zatim prijeći na finiji pijesak? Ne bi li bilo vrlo neučinkovito započeti s finijim zrnom?
Ne nužno, ovo opet ima veze s prirodom usporedbe. Kako se u svakom koraku postiže finija granulacija, kondicioner zamjenjuje dublje ogrebotine sve finijima, finijima. Ako počnu s brusnim papirom granulacije 40 ili tavom za brušenje, ostavit će duboke ogrebotine na metalu. Bilo bi sjajno kada bi te ogrebotine približile površinu željenoj završnoj obradi, zbog čega su dostupni materijali za završnu obradu granulacije 40. Međutim, ako kupac zatraži završnu obradu granulacije #4 (usmjereno brušenje), uklanjanje dubokih ogrebotina koje je ostavila granulacija #40 traje dugo. Obrtnici ili koriste više veličina granulacije ili provode puno vremena koristeći abrazive fine granulacije kako bi uklonili te velike ogrebotine i zamijenili ih manjim. Sve to nije samo neučinkovito, već i previše zagrijava obradak.
Naravno, korištenje fino zrnatih abraziva na hrapavim površinama može biti sporo i, u kombinaciji s lošom tehnikom, rezultira prevelikom toplinom. Dvostruki ili stepenasto raspoređeni diskovi mogu pomoći u tome. Ovi diskovi uključuju abrazivne tkanine u kombinaciji s materijalima za površinsku obradu. Oni učinkovito omogućuju majstoru da koristi abrazive za uklanjanje materijala, a istovremeno ostavlja glatkiji završetak.
Sljedeći korak u završnoj obradi može uključivati ​​upotrebu netkanih tkanina, što ilustrira još jednu jedinstvenu značajku završne obrade: proces najbolje funkcionira s električnim alatima s promjenjivom brzinom. Kutna brusilica koja radi na 10 000 okretaja u minuti može podnijeti neke abrazivne materijale, ali će potpuno otopiti neke netkane materijale. Iz tog razloga, strojevi za završnu obradu usporavaju na 3000-6000 okretaja u minuti prije završne obrade netkanih tkanina. Naravno, točna brzina ovisi o primjeni i potrošnom materijalu. Na primjer, bubnjevi za netkane tkanine obično se okreću pri 3000 do 4000 okretaja u minuti, dok se diskovi za površinsku obradu obično okreću pri 4000 do 6000 okretaja u minuti.
Posjedovanje pravih alata (brusilice s promjenjivom brzinom, razni materijali za završnu obradu) i određivanje optimalnog broja koraka u osnovi pruža kartu koja pokazuje najbolji put između dolaznog i gotovog materijala. Točan put ovisi o primjeni, ali iskusni rezači slijede taj put koristeći slične metode obrezivanja.
Netkani role upotpunjuju površinu od nehrđajućeg čelika. Za učinkovitu završnu obradu i optimalan vijek trajanja, različiti materijali za završnu obradu rade s različitim brzinama rotacije.
Prvo, uzimaju si vremena. Ako vide da se tanki komad nehrđajućeg čelika zagrijava, prestaju završavati na jednom mjestu i počinju na drugom. Ili možda rade na dva različita artefakta istovremeno. Radite malo na jednom, a zatim na drugom, dajući drugom 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 bi se trebala stopiti s prethodnim uzorkom ogrebotine, ali i dalje ne dovodi površinu do zrcalnog sjaja #8. Nakon što se uklone sve ogrebotine, bit će potrebna filcana krpa i jastučić za poliranje kako bi se stvorio željeni sjajni završetak.
Kako bi se postigla prava završna obrada, proizvođači moraju osigurati završnim obraditeljima prave alate, uključujući stvarne alate i materijale, kao i komunikacijske alate, poput izrade standardnih uzoraka za određivanje kako bi određena završna obrada trebala izgledati. Ovi uzorci (objavljeni pored odjela za završnu obradu, u materijalima za obuku i u prodajnoj literaturi) pomažu da svi budu na istoj valnoj duljini.
Što se tiče same obrade alata (uključujući električne alate i abrazive), geometrija nekih dijelova može biti izazovna čak i za najiskusniji tim za završnu obradu. U tome će pomoći profesionalni alati.
Pretpostavimo da operater treba sastaviti tankostijenu cijev od nehrđajućeg čelika. Korištenje lamelnih diskova ili čak bubnjeva može dovesti do problema, pregrijavanja, a ponekad čak i ravne točke na samoj cijevi. Tu mogu pomoći tračne brusilice dizajnirane za cijevi. Transportna traka pokriva veći dio promjera cijevi, raspoređujući kontaktne točke, povećavajući učinkovitost i smanjujući unos topline. Međutim, kao i sa svime ostalim, majstor i dalje mora premjestiti tračnu brusilicu na drugu lokaciju kako bi smanjio prekomjerno nakupljanje topline i izbjegao plavetnjenje.
Isto vrijedi i za druge profesionalne alate za završnu obradu. Razmotrite tračnu brusilicu dizajniranu za teško dostupna mjesta. Završavač je može koristiti za izradu kutnog zavara između dvije daske pod oštrim kutom. Umjesto da pomiče brusilicu za prste okomito (poput pranja zubi), tehničar je pomiče vodoravno duž gornjeg ruba kutnog zavara, a zatim duž dna, pazeći da brusilica za prste ne ostaje predugo na jednom mjestu.
Zavarivanje, brušenje i završna obrada nehrđajućeg čelika dolazi s još jednim izazovom: osiguranjem pravilne pasivizacije. Nakon svih tih poremećaja, je li na površini materijala ostala ikakva kontaminacija koja bi spriječila prirodno stvaranje sloja kroma od nehrđajućeg čelika po cijeloj površini? Zadnje što proizvođaču treba je ljutiti kupac koji se žali na zahrđale ili prljave dijelove. Tu do izražaja dolaze 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 obaviti? Ovisi o primjeni. Ako proizvođači čiste nehrđajući čelik kako bi osigurali potpunu pasivizaciju, obično to čine odmah nakon zavarivanja. Ako se to ne učini, medij za završnu obradu može apsorbirati površinske onečišćujuće tvari s obratka i distribuirati ih na druga mjesta. Međutim, za neke kritične primjene, proizvođači mogu dodati dodatne korake čišćenja - možda čak i testiranje pravilne pasivizacije prije nego što nehrđajući čelik napusti tvornicu.
Pretpostavimo da proizvođač zavaruje važnu komponentu od nehrđajućeg čelika za nuklearnu industriju. Profesionalni zavarivač volframovim elektrolučnim elektrodom stvara glatki šav koji izgleda savršeno. Ali opet, ovo je kritična primjena. Član odjela za završnu obradu koristi četku spojenu na elektrokemijski sustav za čišćenje kako bi očistio površinu zavara. Zatim je izbrusio zavar netkanim abrazivom i krpom za brisanje te sve završio do glatke površine. Zatim dolazi do posljednjeg četkanja elektrokemijskim sustavom za čišćenje. Nakon dan ili dva zastoja, upotrijebite prijenosni tester kako biste provjerili je li dio pravilno pasiviziran. Rezultati, zabilježeni i spremljeni s poslom, pokazali su da je dio potpuno pasiviran prije izlaska iz tvornice.
U većini proizvodnih pogona, brušenje, završna obrada i čišćenje pasivizacije nehrđajućeg čelika obično se odvijaju u sljedećim koracima. Zapravo, obično se izvode neposredno prije predaje posla.
Nepravilno obrađeni dijelovi stvaraju 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 uklanjanju ključnih uskih grla, poboljšanju kvalitete, uklanjanju glavobolja i, što je najvažnije, povećanju zadovoljstva kupaca.
FABRICATOR je vodeći sjevernoamerički časopis za izradu i oblikovanje čelika. Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i priče o uspjehu koje proizvođačima omogućuju učinkovitije obavljanje posla. FABRICATOR posluje u industriji od 1970. godine.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju 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.
Ostvarite potpuni digitalni pristup časopisu STAMPING, koji sadrži najnoviju tehnologiju, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s potpunim digitalnim pristupom časopisu The Fabricator en Español, imate jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.