A megfelelő passziválás biztosítása érdekében a szakemberek elektrokémiai úton tisztítják a rozsdamentes acél hengerelt szakaszainak hosszanti hegesztési varratait. Kép ​​forrása: Walter Surface Technologies
Képzeljünk el egy gyártót, aki kulcsfontosságú rozsdamentes acél gyártására vonatkozó szerződést köt. A fémlemezeket és csőszakaszokat vágják, hajlítják és hegesztik, mielőtt a befejező állomásra kerülnek. Az alkatrész a csőhöz függőlegesen hegesztett lemezekből áll. A hegesztések jól néznek ki, de nem tökéletesek, amit az ügyfél keres. Ennek eredményeként a csiszoló időt tölt azzal, hogy a szokásosnál több hegesztési varratot távolítson el. Aztán sajnos néhány jellegzetes kék folt jelent meg a felületen – ez a túl nagy hőbevitel egyértelmű jele. Ebben az esetben ez azt jelenti, hogy az alkatrész nem fogja kielégíteni az ügyfél igényeit.
A gyakran kézzel végzett csiszolás és simítás ügyességet és szakértelmet igényel. A simítás során elkövetett hibák nagyon költségesek lehetnek, tekintve a munkadarabnak adott értéket. Drága hőérzékeny anyagok, például rozsdamentes acél hozzáadása, az utólagos megmunkálás és a selejt beépítésének költségei magasabbak lehetnek. Az olyan bonyodalmakkal kombinálva, mint a szennyeződés és a passzivációs hibák, egy valaha jövedelmező rozsdamentes acél munka pénzt vesztett, vagy akár hírnevet rontó balesetté válhat.
Hogyan előzhetik meg mindezt a gyártók? Kezdhetik azzal, hogy fejlesztik a csiszolással és a felületkezeléssel kapcsolatos ismereteiket, megértik mindegyik szerepét, és azt, hogy hogyan hatnak a rozsdamentes acél munkadarabokra.
Nem szinonimák. Valójában mindenkinek alapvetően más a célja. A csiszolás olyan anyagokat távolít el, mint a sorják és a felesleges hegesztési varrat, míg a simítás simítást biztosít a fémfelületen. A zavar érthető, tekintve, hogy akik nagy köszörűkorongokkal csiszolnak, nagyon gyorsan sok fémet távolítanak el, és ez nagyon mély karcolásokat hagyhat maga után. De a csiszolásnál a karcolások csak utóhatások; a cél az anyag gyors eltávolítása, különösen hőérzékeny fémekkel, például rozsdamentes acéllal való munka esetén.
A felületkezelés lépésekben történik, mivel a kezelő nagyobb szemcsézetű szemcsékkel kezd, majd finomabb csiszolókorongok, nem szőtt csiszolóanyagok, esetleg filcvászon és polírozópaszta felé halad a tükörsima felület elérése érdekében. A cél egy bizonyos végső felület (karcolási minta) elérése. Minden lépés (finomabb szemcseméret) eltávolítja az előző lépésből származó mélyebb karcolásokat, és kisebb karcolásokkal helyettesíti azokat.
Mivel a csiszolásnak és a simításnak eltérő célja van, gyakran nem egészítik ki egymást, és akár egymás ellen is játszhatnak, ha nem megfelelő hozaganyag-stratégiát alkalmaznak. A felesleges hegesztési varrat eltávolításához a gépkezelők köszörűkorongokkal nagyon mély karcolásokat ejtenek, majd átadják az alkatrészt egy csiszológépnek, akinek most sok időt kell töltenie ezen mély karcolások eltávolításával. Ez a csiszolástól a simításig tartó sorozat továbbra is a leghatékonyabb módja lehet az ügyfelek simítási igényeinek kielégítésére. De ismét hangsúlyozzuk, hogy ezek nem kiegészítő folyamatok.
A gyárthatóságra tervezett munkadarab-felületek általában nem igényelnek köszörülést és simítást. A csak köszörült alkatrészeknél ezt azért teszik, mert a köszörülés a leggyorsabb módja a hegesztések vagy más anyagok eltávolításának, és a köszörűkorong által hagyott mély karcolások pontosan megfelelnek az ügyfél igényeinek. A csak simítást igénylő alkatrészeket úgy gyártják, hogy ne igényeljenek túlzott anyageltávolítást. Tipikus példa erre egy rozsdamentes acél alkatrész, amelynek gyönyörű gázzal védett volfrámgázas hegesztési varrata van, és amelyet csak össze kell keverni és az aljzat felületmintázatához kell igazítani.
A kis leválasztási sebességű korongokkal rendelkező csiszolók jelentős kihívást jelenthetnek a rozsdamentes acél megmunkálása során. Hasonlóképpen, a túlmelegedés kékülést okozhat és megváltoztathatja az anyag tulajdonságait. A cél az, hogy a rozsdamentes acélt a folyamat során a lehető leghűvösebben tartsuk.
Ennek érdekében érdemes a leggyorsabb csiszolókorongot választani az alkalmazáshoz és a költségvetéshez igazodva. A cirkónium-oxid korongok gyorsabban csiszolnak, mint az alumínium-oxid, de a legtöbb esetben a kerámia korongok működnek a legjobban.
A rendkívül kemény és éles kerámia részecskék egyedi módon kopnak. Ahogy fokozatosan szétesnek, nem csiszolódnak laposra, hanem éles széleket tartanak fenn. Ez azt jelenti, hogy nagyon gyorsan képesek anyagot eltávolítani, gyakran a többi köszörűkoronghoz képest töredék idő alatt. Emiatt a kerámia köszörűkorongok általában megérik az árukat. Ideálisak rozsdamentes acél alkalmazásokhoz, mivel gyorsan eltávolítják a nagy forgácsokat, és kevesebb hőt és torzulást termelnek.
Bármelyik köszörűkorongot is választja a gyártó, szem előtt kell tartani a lehetséges szennyeződéseket. A legtöbb gyártó tudja, hogy nem használhatja ugyanazt a köszörűkorongot szénacélon és rozsdamentes acélon. Sokan fizikailag szétválasztják a szén- és rozsdamentes acél köszörülési műveleteit. Még a rozsdamentes acél munkadarabokra hulló apró szénacél szikrák is szennyeződési problémákat okozhatnak. Számos iparág, például a gyógyszeripar és a nukleáris ipar megköveteli, hogy a fogyóeszközök szennyezésmentesnek minősüljenek. Ez azt jelenti, hogy a rozsdamentes acél köszörűkorongjainak szinte mentesnek (kevesebb, mint 0,1%-ban) kell lenniük vastól, kéntelentől és klórtól.
A köszörűkorongok nem tudják önmagukat köszörülni; elektromos szerszámra van szükségük hozzájuk. Bárki dicsérheti a köszörűkorongok vagy az elektromos szerszámok előnyeit, de a valóság az, hogy az elektromos szerszámok és a hozzájuk tartozó köszörűkorongok egy rendszerként működnek. A kerámia köszörűkorongokat bizonyos teljesítményű és nyomatékú sarokcsiszolókhoz tervezték. Míg egyes levegős csiszolók rendelkeznek a szükséges specifikációkkal, a legtöbb kerámiakorong-köszörülést elektromos szerszámokkal végzik.
A nem elegendő teljesítményű és nyomatékú csiszolók komoly problémákat okozhatnak, még a legfejlettebb csiszolóanyagok esetében is. A teljesítmény és a nyomaték hiánya miatt a szerszám nyomás alatt jelentősen lelassulhat, ami lényegében megakadályozza, hogy a csiszolókorongon lévő kerámia részecskék azt tegyék, amire tervezték őket: gyorsan eltávolítsák a nagy fémdarabokat, ezáltal csökkentve a csiszolókorongba jutó hő hatására keletkező anyag mennyiségét.
Ez súlyosbítja az ördögi kört: A csiszolómunkát végző szakemberek látják, hogy az anyagot nem távolítják el, ezért ösztönösen erősebben nyomják a csiszolót, ami viszont túlmelegedést és kékülést eredményez. Végül olyan erősen nyomják a csiszolót, hogy üvegesedik a korongokon, ami miatt azok keményebben dolgoznak, és több hőt termelnek, mielőtt rájönnének, hogy ki kell cserélni a korongokat. Ha így dolgozunk vékony csöveken vagy lemezeken, azok egyenesen áthatolnak az anyagon.
Természetesen, ha a kezelők nincsenek megfelelően kiképezve, még a legjobb szerszámokkal is előfordulhat ez az ördögi kör, különösen a munkadarabra kifejtett nyomás tekintetében. A legjobb gyakorlat az, hogy a lehető legközelebb kerüljünk a csiszológép névleges áramerősségéhez. Ha a kezelő 10 amperes csiszolót használ, olyan erősen kell nyomnia, hogy a csiszológép körülbelül 10 ampert fogyasztson.
Az ampermérő használata segíthet a köszörülési műveletek szabványosításában, ha a gyártó nagy mennyiségű drága rozsdamentes acélt dolgoz fel. Természetesen kevés üzem használ rendszeresen ampermérőt, ezért a legjobb, ha figyelmesen figyel. Ha a kezelő hallja és érzi a fordulatszám gyors csökkenését, akkor lehet, hogy túl erősen nyom.
Nehéz lehet a túl könnyű érintésekre (azaz túl kis nyomásra) odafigyelni, ezért ebben az esetben a szikra áramlására való odafigyelés segíthet. A rozsdamentes acél csiszolása sötétebb szikrákat eredményez, mint a szénacél, de ezeknek továbbra is láthatónak kell lenniük, és következetesen ki kell tűnniük a munkaterületről. Ha a kezelő hirtelen kevesebb szikrát lát, az azért lehet, mert nem alkalmaz elég nyomást, vagy a korong üvegesedik.
A kezelőknek állandó munkaszöget is fenn kell tartaniuk. Ha közel sík szögben (közel párhuzamosan) közelítik meg a munkadarabot, jelentős túlmelegedést okozhatnak; ha túl nagy szögben (közel függőlegesen) közelítenek, fennáll a veszélye annak, hogy a korong éle belefúródik a fémbe. Ha 27-es típusú korongot használnak, akkor 20-30 fokos szögben kell megközelíteniük a munkadarabot. Ha 29-es típusú korongjaik vannak, akkor a munkaszögüknek körülbelül 10 foknak kell lennie.
A 28-as típusú (kúpos) köszörűkorongokat jellemzően sík felületek köszörülésére használják, hogy szélesebb köszörülési pályákon távolítsák el az anyagot. Ezek a kúpos korongok alacsonyabb köszörülési szögeknél (kb. 5 fok) is a legjobbak, így csökkentik a kezelő fáradtságát.
Ez egy újabb kritikus tényezőt vezet be: a megfelelő típusú köszörűkorong kiválasztását. A 27-es típusú korongnak van egy érintkezési pontja a fém felületén; a 28-as típusú korongnak van egy érintkezési vonala a kúpos alakja miatt; a 29-es típusú korongnak van egy érintkezési felülete.
A legelterjedtebb 27-es típusú korongok számos alkalmazásban elvégezhetik a feladatot, de alakjuk megnehezíti a mély profilú és ívelt alkatrészek, például a rozsdamentes acélcsövek hegesztett szerelvényeinek kezelését. A 29-es típusú korong profilja megkönnyíti a kezelők dolgát, akiknek ívelt és sík felületek kombinációját kell csiszolniuk. A 29-es típusú korong ezt a felületi érintkezési terület növelésével éri el, ami azt jelenti, hogy a kezelőnek nem kell sok időt töltenie az egyes helyeken történő csiszolással – ez jó stratégia a hőképződés csökkentésére.
Valójában ez bármilyen köszörűkorongra vonatkozik. Köszörülés közben a kezelőnek nem szabad sokáig ugyanazon a helyen maradnia. Tegyük fel, hogy a kezelő egy több láb hosszú élvarrásról távolít el fémet. Rövid fel-le mozdulatokkal tudja irányítani a korongot, de ez túlmelegítheti a munkadarabot, mivel a korongot hosszú ideig egy kis területen tartja. A hőbevitel csökkentése érdekében a kezelő az egész hegesztési varratot az egyik lábujj közelében egy irányba mozgathatja, majd felemelheti a szerszámot (így időt adva a munkadarabnak a lehűlésre), és a munkadarabot ugyanabba az irányba mozgathatja a másik lábujj közelében. Más technikák is működnek, de mindegyiknek van egy közös jellemzője: a köszörűkorong mozgásban tartásával elkerülik a túlmelegedést.
Az általánosan használt „kártolási” technikák is segítenek ennek elérésében. Tegyük fel, hogy a kezelő egy tompavarratot csiszol sík helyzetben. A hőfeszültség és a túlzott ásás csökkentése érdekében kerülte a köszörű tolását a hézag mentén. Ehelyett a végén kezdi, és a köszörűt a hézag mentén húzza. Ez megakadályozza azt is, hogy a korong túlságosan belemarjon az anyagba.
Természetesen bármilyen technika túlmelegítheti a fémet, ha a kezelő túl lassan halad. Túl lassan haladva a kezelő túlmelegíti a munkadarabot; túl gyorsan haladva a köszörülés sokáig tarthat. Az előtolási sebesség optimális pontjának megtalálása általában tapasztalatot igényel. De ha a kezelő nem ismeri a munkát, akkor köszörülheti a hulladékot, hogy „érzékelje” a munkadarabhoz megfelelő előtolási sebességet.
A befejező stratégia az anyag felületi állapota körül forog, ahogyan az megérkezik és elhagyja a befejező részleget. Határozza meg a kiindulópontot (a kapott felület állapota) és a végpontot (a szükséges befejező felület), majd készítsen tervet a két pont közötti legjobb útvonal megtalálására.
Gyakran a legjobb út nem egy nagyon agresszív csiszolóanyaggal kezdődik. Ez ellentmondásosnak tűnhet. Végül is miért ne kezdenénk durva homokkal, hogy érdes felületet kapjunk, majd áttérnénk finomabb homokra? Nem lenne nagyon hatástalan finomabb szemcsézettel kezdeni?
Nem feltétlenül, ez ismét a sorba rendezés természetével van összefüggésben. Ahogy minden lépés eléri a kisebb szemcseméretet, a kondicionáló a mélyebb karcolásokat sekélyebb, finomabb karcolásokkal helyettesíti. Ha 40-es szemcseméretű csiszolópapírral vagy csiszolókoronggal kezdik, mély karcolásokat hagynak a fémen. Nagyszerű lenne, ha ezek a karcolások a felületet közelítenék a kívánt felülethez; ezért léteznek ezek a 40-es szemcseméretű felületkezelő kellékek. Ha azonban az ügyfél 4-es számú felületet kér (irányban kefélt felület), a 40-es számú csiszolóanyag által okozott mély karcolások eltávolítása hosszú időt vesz igénybe. A csiszológépek vagy több szemcseméreten keresztül lépnek lefelé, vagy hosszú időt töltenek finomszemcsés csiszolóanyagokkal a nagy karcolások eltávolítására és kisebb karcolásokkal való helyettesítésére. Mindez nemcsak nem hatékony, de túl sok hőt is juttat a munkadarabba.
Természetesen a finomszemcsés csiszolóanyagok használata durva felületeken lassú lehet, és a rossz technikával kombinálva túl sok hőt termelhet. Itt segíthet egy kettő az egyben vagy lépcsőzetes lamellás csiszolókorong. Ezek a korongok csiszolóvászonból és felületkezelő anyagokból állnak. Hatékonyan lehetővé teszik a csiszolóanyagok használatát az anyag eltávolításához, miközben simább felületet biztosítanak.
A végső kikészítés következő lépése nemszőtt textíliák használata lehet, ami a kikészítés egy másik egyedi tulajdonságát illusztrálja: a folyamat változtatható sebességű elektromos szerszámokkal működik a legjobban. Egy 10 000 fordulat/perc fordulatszámon működő derékszögű csiszoló működhet bizonyos csiszolóközegekkel, de egyes nemszőtt textíliákat alaposan megolvaszt. Emiatt a kikészítők 3000 és 6000 fordulat/perc közé csökkentik a sebességet, mielőtt megkezdenék a kikészítési lépést nemszőtt textíliákkal. Természetesen a pontos sebesség az alkalmazástól és a fogyóeszközöktől függ. Például a nemszőtt textíliás dobok jellemzően 3000 és 4000 fordulat/perc között forognak, míg a felületkezelő tárcsák jellemzően 4000 és 6000 fordulat/perc között.
A megfelelő eszközök (változtatható sebességű csiszolók, különböző simítóanyagok) és az optimális lépésszám meghatározása alapvetően egy olyan térképet ad, amely feltárja a bejövő és a kész anyag közötti legjobb utat. A pontos útvonal alkalmazásonként változik, de a tapasztalt szegélynyírók hasonló szegélynyírási technikákat alkalmazva követik ezt az utat.
A rozsdamentes acél felületét nem szőtt hengerek teszik teljessé. A hatékony felületkezelés és az optimális fogyóeszköz-élettartam érdekében a különböző felületkezelő anyagok eltérő fordulatszámon futnak.
Először is, nem sokáig várnak. Ha látják, hogy egy vékony rozsdamentes acél munkadarab felforrósodik, akkor az egyik területen abbahagyják a befejezést, és egy másikon kezdik. Vagy lehet, hogy két különböző tárgyon dolgoznak egyszerre. Először az egyiken dolgoznak egy kicsit, majd a másikon, így a másik munkadarabnak van ideje lehűlni.
Tükörfényű polírozás esetén a polírozó keresztcsiszolást végezhet polírozó dobbal vagy polírozó koronggal, az előző lépésre merőleges irányban. A keresztcsiszolás kiemeli azokat a területeket, amelyeknek bele kell olvadniuk az előző karcolásmintába, de még így sem éri el a felület a 8-as tükörfényt. Miután az összes karcolást eltávolítottuk, egy filcvászonra és egy polírozókorongra van szükség a kívánt fényes felület eléréséhez.
A megfelelő felület eléréséhez a gyártóknak a megfelelő eszközöket kell biztosítaniuk a felületkezelők számára, beleértve a tényleges eszközöket és médiákat, valamint a kommunikációs eszközöket, például szabványos mintákat kell létrehozniuk annak meghatározásához, hogy egy adott felületnek hogyan kell kinéznie. Ezek a minták (amelyeket a felületkezelő részleg közelében, képzési dokumentumokban és értékesítési tájékoztatókban helyeznek el) segítenek abban, hogy mindenki ugyanazon az oldalon legyen.
Ami a tényleges szerszámokat illeti (beleértve az elektromos szerszámokat és a csiszolóanyagokat), bizonyos alkatrészek geometriája még a befejező részleg legtapasztaltabb alkalmazottai számára is kihívást jelenthet. Itt segíthetnek a professzionális szerszámok.
Tegyük fel, hogy egy kezelőnek egy vékony falú rozsdamentes acél csőszerelvényt kell összeszerelnie. A lamellás csiszolótárcsák vagy akár a dobok használata problémákat okozhat, túlmelegedést, sőt néha lapos foltot is létrehozhat magán a csövön. Itt segíthetnek a csövekhez tervezett szalagcsiszolók. A szállítószalag a cső átmérőjének nagy részét körbetekeri, elosztva az érintkezési pontokat, növelve a hatékonyságot és csökkentve a hőbevitelt. Ennek ellenére, mint minden másnál, a csiszolónak továbbra is át kell helyeznie a szalagcsiszolót egy másik területre, hogy csökkentse a túlzott hőképződést és elkerülje a kékülést.
Ugyanez vonatkozik más professzionális simítószerszámokra is. Fontolja meg a szűk helyekre tervezett ujjcsiszolót. Egy simító használhatja két deszka közötti sarokvarrat hegyes szögben történő követésére. Ahelyett, hogy az ujjcsiszolót függőlegesen mozgatná (mintha fogat mosna), a simító vízszintesen mozgatja a sarokvarrat felső, majd az alsó lábujja mentén, miközben ügyel arra, hogy az ujjcsiszoló ne maradjon túl sokáig az egyikben.
A rozsdamentes acél hegesztése, csiszolása és felületkezelése egy újabb bonyodalmat vet fel: a megfelelő passziválás biztosítása. Az anyag felületén bekövetkezett összes zavar után maradnak-e olyan szennyeződések, amelyek megakadályoznák a rozsdamentes acél krómrétegének természetes kialakulását a teljes felületen? Az utolsó dolog, amit egy gyártó szeretne, az egy dühös ügyfél, aki rozsdás vagy szennyezett alkatrészekre panaszkodik. Itt jön képbe a megfelelő tisztítás és a nyomonkövethetőség.
Az elektrokémiai tisztítás segíthet eltávolítani a szennyeződéseket a megfelelő passziválás biztosítása érdekében, de mikor kell ezt a tisztítást elvégezni? Ez az alkalmazástól függ. Ha a gyártók valóban tisztítják a rozsdamentes acélt a teljes passziválás elősegítése érdekében, akkor ezt általában közvetlenül a hegesztés után teszik. Ennek elmulasztása azt jelenti, hogy a befejező közeg felveheti a felületi szennyeződéseket a munkadarabról, és máshová terjesztheti azokat. Néhány kritikus alkalmazás esetén azonban a gyártók dönthetnek úgy, hogy további tisztítási lépéseket vezetnek be – akár a megfelelő passziválás tesztelését is, mielőtt a rozsdamentes acél elhagyná a gyárat.
Tegyük fel, hogy egy gyártó egy kritikus rozsdamentes acél alkatrészt hegeszt a nukleáris ipar számára. Egy professzionális volfrámgázos ívhegesztő egy tökéletesen kinéző varratot készít. De ismét, ez egy kritikus alkalmazás. A befejező részleg egyik alkalmazottja egy elektrokémiai tisztítórendszerhez csatlakoztatott kefét használ a hegesztés felületének tisztítására. Ezután nem szőtt csiszoló- és simítóvászonnal finoman megtisztítja a hegesztőfejet, és mindent egyenletesen kefélt felületűvé tesz. Ezután következik az utolsó kefe egy elektrokémiai tisztítórendszerrel. Egy-két nap pihentetés után egy kézi teszteszközzel tesztelje az alkatrész megfelelő passziválását. Az eredményeket, amelyeket rögzítettek és a munkával együtt őriztek meg, azt mutatták, hogy az alkatrész teljesen passzivált volt, mielőtt elhagyta a gyárat.
A legtöbb gyártóüzemben a rozsdamentes acél passziválásának csiszolása, simítása és tisztítása jellemzően a gyártás után történik. Valójában ezeket általában röviddel a munka kiszállítása előtt végzik el.
A helytelenül kidolgozott alkatrészek okozzák a legdrágább selejtet és átdolgozást, ezért logikus, hogy a gyártók újra átgondolják a csiszoló- és simító részlegeiket. A csiszolás és simítás fejlesztése segít enyhíteni a jelentős szűk keresztmetszeteket, javítja a minőséget, megszünteti a fejfájást, és ami a legfontosabb, növeli az ügyfelek elégedettségét.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető fémmegmunkáló és -megmunkáló iparági magazinja. A magazin híreket, műszaki cikkeket és esettanulmányokat közöl, amelyek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy hatékonyabban végezzék munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta szolgálja az iparágat.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Élvezze a STAMPING Journal digitális kiadásának teljes hozzáférését, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiai fejlesztéseit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The Fabricator en Español digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.