Untuk memastikan pasifasi yang betul, juruteknik membersihkan kimpalan membujur bahagian keluli tahan karat yang digulung secara elektrokimia. Imej ihsan Walter Surface Technologies
Bayangkan seorang pengilang memeterai kontrak yang melibatkan fabrikasi keluli tahan karat utama. Bahagian logam lembaran dan tiub dipotong, dibengkokkan dan dikimpal sebelum mendarat di stesen kemasan. Bahagian ini terdiri daripada plat yang dikimpal secara menegak pada tiub. Kimpalan kelihatan baik, tetapi ia bukanlah nilai sempurna yang dicari oleh pelanggan. Akibatnya, pengisar menghabiskan masa menanggalkan lebih banyak logam kimpal daripada biasa. Kemudian, malangnya, beberapa warna biru yang jelas muncul di permukaan – tanda jelas input haba yang terlalu banyak. Dalam kes ini, ini bermakna bahagian tersebut tidak akan memenuhi keperluan pelanggan.
Selalunya dilakukan secara manual, pengisaran dan kemasan memerlukan ketangkasan dan kemahiran. Kesilapan dalam kemasan boleh menjadi sangat mahal, memandangkan semua nilai yang telah diberikan kepada bahan kerja. Menambah bahan sensitif haba yang mahal seperti keluli tahan karat, kerja semula dan kos pemasangan skrap boleh menjadi lebih tinggi. Digabungkan dengan komplikasi seperti pencemaran dan kegagalan pasifasi, kerja keluli tahan karat yang pernah lumayan boleh bertukar menjadi kerugian wang atau malah kerosakan yang merosakkan reputasi.
Bagaimanakah pengeluar mencegah semua ini? Mereka boleh mulakan dengan mengembangkan pengetahuan mereka tentang pengisaran dan kemasan, memahami peranan yang dimainkan oleh setiap satunya dan bagaimana ia mempengaruhi bahan kerja keluli tahan karat.
Kedua-duanya bukanlah sinonim. Malah, setiap orang mempunyai matlamat yang berbeza secara asasnya. Pengisaran membuang bahan seperti gerinda dan logam kimpal berlebihan, manakala kemasan memberikan kemasan pada permukaan logam. Kekeliruan ini difahami, memandangkan mereka yang mengisar dengan roda pengisar besar membuang banyak logam dengan sangat cepat, dan berbuat demikian boleh meninggalkan calar yang sangat dalam. Tetapi dalam pengisaran, calar hanyalah kesan sampingan; matlamatnya adalah untuk membuang bahan dengan cepat, terutamanya apabila bekerja dengan logam sensitif haba seperti keluli tahan karat.
Kemasan dilakukan secara berperingkat, di mana pengendali bermula dengan grit yang lebih besar dan berkembang kepada roda pengisaran yang lebih halus, bahan pengikis bukan tenunan, dan mungkin kain felt dan pes penggilap untuk mencapai kemasan cermin. Matlamatnya adalah untuk mencapai kemasan akhir tertentu (corak calar). Setiap langkah (grit yang lebih halus) menghilangkan calar yang lebih dalam daripada langkah sebelumnya dan menggantikannya dengan calar yang lebih kecil.
Oleh kerana pengisaran dan kemasan mempunyai matlamat yang berbeza, ia selalunya tidak saling melengkapi dan sebenarnya boleh bertentangan antara satu sama lain jika strategi habis guna yang salah digunakan. Untuk membuang logam kimpal yang berlebihan, pengendali menggunakan roda pengisaran untuk membuat calar yang sangat dalam, kemudian menyerahkan bahagian tersebut kepada tukang laci, yang kini perlu menghabiskan banyak masa membuang calar yang dalam ini. Urutan pengisaran hingga kemasan ini mungkin masih merupakan cara paling berkesan untuk memenuhi keperluan kemasan pelanggan. Tetapi sekali lagi, ia bukanlah proses yang saling melengkapi.
Permukaan bahan kerja yang direka bentuk untuk kebolehkilangan secara amnya tidak memerlukan pengisaran dan kemasan. Bahagian yang dikisar hanya melakukan ini kerana pengisaran adalah cara terpantas untuk menanggalkan kimpalan atau bahan lain dan calar dalam yang ditinggalkan oleh roda pengisar adalah apa yang pelanggan inginkan. Bahagian yang hanya memerlukan kemasan dihasilkan dengan cara yang tidak memerlukan penyingkiran bahan yang berlebihan. Contoh biasa ialah bahagian keluli tahan karat dengan kimpalan berpelindung tungsten gas yang cantik yang hanya perlu diadun dan dipadankan dengan corak kemasan substrat.
Pengisar dengan roda penyingkiran rendah boleh memberikan cabaran yang ketara apabila bekerja dengan keluli tahan karat. Begitu juga, terlalu panas boleh menyebabkan warna kebiruan dan mengubah sifat bahan. Matlamatnya adalah untuk memastikan keluli tahan karat sedingin mungkin sepanjang proses.
Untuk tujuan ini, adalah lebih baik untuk memilih roda pengisar dengan kadar penyingkiran terpantas untuk aplikasi dan bajet. Roda zirkonia mengisar lebih cepat daripada alumina, tetapi dalam kebanyakan kes, roda seramik berfungsi dengan paling baik.
Zarah seramik yang sangat keras dan tajam haus dengan cara yang unik. Apabila ia secara beransur-ansur hancur, ia tidak mengisar rata, tetapi mengekalkan tepi yang tajam. Ini bermakna ia boleh menanggalkan bahan dengan sangat cepat, selalunya dalam masa yang singkat berbanding roda pengisar lain. Ini secara amnya menjadikan roda pengisar seramik berbaloi dengan wang yang dibayar. Ia sesuai untuk aplikasi keluli tahan karat kerana ia menanggalkan serpihan besar dengan cepat dan menghasilkan kurang haba dan herotan.
Tidak kira roda pengisaran yang dipilih oleh pengeluar, potensi pencemaran perlu diingat. Kebanyakan pengeluar tahu bahawa mereka tidak boleh menggunakan roda pengisaran yang sama pada keluli karbon dan keluli tahan karat. Ramai orang memisahkan operasi pengisaran karbon dan keluli tahan karat mereka secara fizikal. Malah percikan kecil keluli karbon yang jatuh pada bahan kerja keluli tahan karat boleh menyebabkan masalah pencemaran. Banyak industri, seperti industri farmaseutikal dan nuklear, memerlukan bahan habis pakai dinilai bebas pencemaran. Ini bermakna roda pengisaran untuk keluli tahan karat mestilah hampir bebas (kurang daripada 0.1%) daripada besi, sulfur dan klorin.
Roda pengisar tidak boleh mengisar sendiri; ia memerlukan alat kuasa. Sesiapa sahaja boleh menggembar-gemburkan manfaat roda pengisar atau alat kuasa, tetapi realitinya ialah alat kuasa dan roda pengisarnya berfungsi sebagai satu sistem. Roda pengisar seramik direka bentuk untuk pengisar sudut dengan jumlah kuasa dan tork tertentu. Walaupun sesetengah pengisar udara mempunyai spesifikasi yang diperlukan, kebanyakan pengisaran roda seramik dilakukan dengan alat kuasa.
Pengisar dengan kuasa dan tork yang tidak mencukupi boleh menyebabkan masalah yang serius, walaupun dengan bahan pengisar yang paling canggih. Kekurangan kuasa dan tork boleh menyebabkan alat menjadi perlahan dengan ketara di bawah tekanan, pada dasarnya menghalang zarah seramik pada roda pengisar daripada melakukan apa yang direka bentuk untuk dilakukan: menanggalkan kepingan logam yang besar dengan cepat, sekali gus mengurangkan jumlah bahan haba yang memasuki roda pengisar.
Ini memburukkan lagi kitaran ganas: Operator pengisar melihat bahan tidak dikeluarkan, jadi mereka secara naluri menolak lebih kuat, yang seterusnya menghasilkan haba berlebihan dan kebiruan. Mereka akhirnya menolak begitu kuat sehingga roda menjadi licin, yang menjadikannya bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak haba sebelum mereka menyedari bahawa mereka perlu menggantikan roda. Jika anda bekerja dengan cara ini pada tiub atau kepingan nipis, ia akhirnya terus menembusi bahan.
Sudah tentu, jika pengendali tidak dilatih dengan betul, walaupun dengan alat terbaik, kitaran ganas ini boleh berlaku, terutamanya apabila melibatkan tekanan yang mereka berikan pada bahan kerja. Amalan terbaik adalah untuk mendapatkan sedekat mungkin dengan kadaran arus nominal pengisar. Jika pengendali menggunakan pengisar 10 amp, mereka harus menekan begitu kuat sehingga pengisar menggunakan kira-kira 10 amp.
Menggunakan ammeter boleh membantu menyeragamkan operasi pengisaran jika pengilang memproses keluli tahan karat yang mahal dalam kuantiti yang banyak. Sudah tentu, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan ammeter secara berkala, jadi pilihan terbaik anda adalah mendengar dengan teliti. Jika pengendali mendengar dan merasakan RPM menurun dengan cepat, mereka mungkin menekan terlalu kuat.
Mendengar sentuhan yang terlalu ringan (iaitu tekanan yang terlalu sedikit) boleh menjadi sukar, jadi dalam kes ini, memberi perhatian kepada aliran percikan api boleh membantu. Mengisar keluli tahan karat akan menghasilkan percikan api yang lebih gelap daripada keluli karbon, tetapi ia masih sepatutnya kelihatan dan menonjol dari kawasan kerja dengan cara yang konsisten. Jika pengendali tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan api, ia mungkin kerana mereka tidak mengenakan tekanan yang mencukupi atau melapisi roda.
Pengendali juga perlu mengekalkan sudut kerja yang konsisten. Jika mereka menghampiri benda kerja pada sudut hampir rata (hampir selari dengan benda kerja), mereka boleh menyebabkan terlalu panas yang meluas; jika mereka menghampiri pada sudut yang terlalu tinggi (hampir menegak), mereka berisiko menggali tepi roda ke dalam logam. Jika mereka menggunakan roda Jenis 27, mereka harus menghampiri benda kerja pada sudut 20 hingga 30 darjah. Jika mereka mempunyai roda Jenis 29, sudut kerja mereka hendaklah sekitar 10 darjah.
Roda pengisar jenis 28 (tirus) biasanya digunakan untuk mengisar pada permukaan rata bagi membuang bahan pada laluan pengisaran yang lebih lebar. Roda tirus ini juga berfungsi paling baik pada sudut pengisaran yang lebih rendah (kira-kira 5 darjah), jadi ia membantu mengurangkan keletihan pengendali.
Ini memperkenalkan satu lagi faktor kritikal: memilih jenis roda pengisar yang betul. Roda Jenis 27 mempunyai titik sentuhan pada permukaan logam; roda Jenis 28 mempunyai garis sentuhan kerana bentuknya yang kon; roda Jenis 29 mempunyai permukaan sentuhan.
Setakat ini, roda Type 27 yang paling biasa boleh melakukan kerja dalam banyak aplikasi, tetapi bentuknya menyukarkan pengendalian bahagian dengan profil dan lengkung yang dalam, seperti pemasangan tiub keluli tahan karat yang dikimpal. Bentuk profil roda Type 29 memudahkan pengendali yang perlu mengisar gabungan permukaan melengkung dan rata. Roda Type 29 melakukan ini dengan meningkatkan luas sentuhan permukaan, yang bermaksud pengendali tidak perlu menghabiskan banyak masa mengisar di setiap lokasi – strategi yang baik untuk mengurangkan pembentukan haba.
Malah, ini terpakai kepada mana-mana roda pengisar. Semasa mengisar, pengendali tidak boleh berada di tempat yang sama untuk masa yang lama. Katakan seorang pengendali sedang mengeluarkan logam daripada fillet beberapa kaki panjang. Dia boleh mengemudi roda dalam gerakan ke atas dan ke bawah yang pendek, tetapi berbuat demikian mungkin memanaskan bahan kerja kerana dia menyimpan roda di kawasan kecil untuk jangka masa yang lama. Untuk mengurangkan input haba, pengendali boleh merentasi keseluruhan kimpalan dalam satu arah berhampiran satu jari kaki, kemudian mengangkat alat (memberi masa kepada bahan kerja untuk menyejuk) dan merentasi bahan kerja dalam arah yang sama berhampiran jari kaki yang lain. Teknik lain berfungsi, tetapi semuanya mempunyai satu ciri yang sama: ia mengelakkan terlalu panas dengan memastikan roda pengisar bergerak.
Teknik "carding" yang biasa digunakan juga membantu mencapai matlamat ini. Katakan pengendali sedang mengisar kimpalan punggung dalam kedudukan rata. Untuk mengurangkan tekanan haba dan penggalian berlebihan, dia mengelakkan menolak pengisar di sepanjang sambungan. Sebaliknya, dia bermula di hujung dan menarik pengisar di sepanjang sambungan. Ini juga menghalang roda daripada menggali terlalu banyak ke dalam bahan.
Sudah tentu, sebarang teknik boleh memanaskan logam secara berlebihan jika pengendali bergerak terlalu perlahan. Jika terlalu perlahan, pengendali akan memanaskan bahan kerja secara berlebihan; jika terlalu pantas, pengisaran boleh mengambil masa yang lama. Mencari titik optimum kadar suapan biasanya memerlukan pengalaman. Tetapi jika pengendali tidak biasa dengan kerja tersebut, mereka boleh mengisar skrap untuk mendapatkan "rasa" kadar suapan yang sesuai untuk bahan kerja yang digunakan.
Strategi kemasan berkisar tentang keadaan permukaan bahan semasa ia tiba dan meninggalkan jabatan kemasan. Kenal pasti titik permulaan (keadaan permukaan yang diterima) dan titik akhir (kemasan diperlukan), kemudian buat rancangan untuk mencari laluan terbaik antara dua titik tersebut.
Selalunya jalan terbaik tidak bermula dengan bahan kasar yang sangat agresif. Ini mungkin kedengaran berlawanan dengan intuisi. Lagipun, mengapa tidak bermula dengan pasir kasar untuk mendapatkan permukaan yang kasar dan kemudian beralih kepada pasir yang lebih halus? Bukankah ia sangat tidak cekap untuk bermula dengan grit yang lebih halus?
Tidak semestinya, ini sekali lagi berkaitan dengan sifat pengumpulan. Apabila setiap langkah mencapai grit yang lebih kecil, perapi menggantikan calar yang lebih dalam dengan calar yang lebih cetek dan halus. Jika ia bermula dengan kertas pasir 40 grit atau cakera flip, ia akan meninggalkan calar yang dalam pada logam. Adalah lebih baik jika calar tersebut membawa permukaan hampir kepada kemasan yang diingini; itulah sebabnya bekalan kemasan 40 grit itu wujud. Walau bagaimanapun, jika pelanggan meminta kemasan No. 4 (kemasan berus berarah), calar yang dalam yang dihasilkan oleh bahan kasar No. 40 akan mengambil masa yang lama untuk ditanggalkan. Meja rias sama ada berperingkat melalui pelbagai saiz grit, atau menghabiskan masa yang lama menggunakan bahan kasar berbutir halus untuk menghilangkan calar besar tersebut dan menggantikannya dengan calar yang lebih kecil. Bukan sahaja semua ini tidak cekap, tetapi ia juga memperkenalkan terlalu banyak haba ke dalam bahan kerja.
Sudah tentu, penggunaan bahan pelelas grit halus pada permukaan kasar boleh menjadi perlahan dan, digabungkan dengan teknik yang lemah, akan menyebabkan terlalu banyak haba. Di sinilah cakera kepak dua-dalam-satu atau berperingkat boleh membantu. Cakera ini termasuk kain pelelas yang digabungkan dengan bahan rawatan permukaan. Ia secara berkesan membolehkan meja rias menggunakan bahan pelelas untuk menanggalkan bahan di samping meninggalkan kemasan yang lebih licin.
Langkah seterusnya dalam kemasan akhir mungkin melibatkan penggunaan bahan bukan tenunan, yang menggambarkan satu lagi ciri unik kemasan: proses ini berfungsi paling baik dengan alat kuasa berkelajuan boleh ubah. Pengisar sudut tepat yang berjalan pada 10,000 RPM mungkin berfungsi dengan beberapa media pengisaran, tetapi ia akan mencairkan beberapa bahan bukan tenunan dengan teliti. Atas sebab ini, kemasan mengurangkan kelajuan kepada antara 3,000 dan 6,000 RPM sebelum memulakan langkah kemasan dengan bahan bukan tenunan. Sudah tentu, kelajuan yang tepat bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Contohnya, dram bukan tenunan biasanya berputar antara 3,000 dan 4,000 RPM, manakala cakera rawatan permukaan biasanya berputar antara 4,000 dan 6,000 RPM.
Mempunyai alat yang betul (pengisar kelajuan boleh ubah, media kemasan yang berbeza) dan menentukan bilangan langkah optimum pada asasnya menyediakan peta yang mendedahkan laluan terbaik antara bahan masuk dan siap. Laluan yang tepat berbeza mengikut aplikasi, tetapi pemangkas berpengalaman mengikuti laluan ini menggunakan teknik pemangkasan yang serupa.
Penggelek bukan tenunan melengkapkan permukaan keluli tahan karat. Untuk kemasan yang cekap dan jangka hayat guna habis yang optimum, media kemasan yang berbeza beroperasi pada RPM yang berbeza.
Pertama, mereka mengambil masa. Jika mereka melihat benda kerja keluli tahan karat yang nipis menjadi panas, mereka berhenti menyiapkan di satu kawasan dan mula di kawasan lain. Atau mereka mungkin sedang mengerjakan dua artifak berbeza pada masa yang sama. Mereka mengerjakan sedikit pada satu dan kemudian pada yang lain, memberi masa kepada benda kerja yang lain untuk menyejuk.
Apabila menggilap hingga kemasan cermin, penggilap boleh menggilap silang dengan dram penggilap atau cakera penggilap, dalam arah yang serenjang dengan langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menonjolkan kawasan yang perlu sebati dengan corak calar sebelumnya, tetapi masih tidak akan menghasilkan permukaan sehingga kemasan cermin No. 8. Setelah semua calar dihilangkan, kain felt dan roda penggilap diperlukan untuk menghasilkan kemasan berkilat yang diingini.
Untuk mencapai kemasan yang betul, pengeluar perlu menyediakan alat yang betul kepada penamat, termasuk alat dan media sebenar, serta alat komunikasi, seperti menetapkan sampel standard untuk menentukan rupa kemasan tertentu. Sampel ini (dipasang berhampiran jabatan kemasan, dalam dokumen latihan dan dalam bahan bacaan jualan) membantu semua orang memahami perkara ini.
Berkenaan dengan perkakas sebenar (termasuk perkakas kuasa dan media kasar), geometri bahagian tertentu boleh memberikan cabaran walaupun bagi pekerja yang paling berpengalaman dalam jabatan kemasan. Di sinilah perkakas profesional boleh membantu.
Katakan seorang pengendali perlu menyiapkan pemasangan tiub berdinding nipis keluli tahan karat. Menggunakan cakera kepak atau dram boleh menyebabkan masalah, menyebabkan terlalu panas, dan kadangkala mewujudkan tempat yang rata pada tiub itu sendiri. Di sini, pengamplas tali sawat yang direka bentuk untuk tiub boleh membantu. Tali sawat melilit sebahagian besar diameter paip, menyebarkan titik sentuhan, meningkatkan kecekapan dan mengurangkan input haba. Walau bagaimanapun, seperti perkara lain, meja rias masih perlu menggerakkan pengamplas tali sawat ke kawasan yang berbeza untuk mengurangkan pengumpulan haba berlebihan dan mengelakkan kebiruan.
Perkara yang sama berlaku untuk alat kemasan profesional yang lain. Pertimbangkan pengisar tali sawat jari yang direka untuk ruang yang sempit. Pengisar tali sawat jari mungkin menggunakannya untuk mengikuti kimpalan fillet antara dua papan pada sudut yang tajam. Daripada menggerakkan pengisar tali sawat jari secara menegak (seperti menggosok gigi), pengisar tali sawat jari menggerakkannya secara mendatar di sepanjang hujung atas kimpalan fillet, kemudian hujung bawah, sambil memastikan pengisar jari tidak berada di dalamnya terlalu lama.
Kimpalan, pengisaran dan kemasan keluli tahan karat memperkenalkan satu lagi komplikasi: memastikan pasifasi yang betul. Selepas semua gangguan pada permukaan bahan ini, adakah terdapat sebarang bahan cemar yang tinggal yang akan menghalang lapisan kromium keluli tahan karat daripada terbentuk secara semula jadi di seluruh permukaan? Perkara terakhir yang diingini oleh pengeluar ialah pelanggan yang marah mengadu tentang bahagian yang berkarat atau tercemar. Di sinilah pembersihan dan kebolehkesanan yang betul memainkan peranan.
Pembersihan elektrokimia boleh membantu menyingkirkan bahan cemar bagi memastikan pasifasi yang betul, tetapi bilakah pembersihan ini perlu dilakukan? Ia bergantung pada aplikasi. Jika pengeluar membersihkan keluli tahan karat untuk menggalakkan pasifasi penuh, mereka biasanya melakukannya sebaik sahaja selepas kimpalan. Kegagalan berbuat demikian bermakna medium kemasan mungkin mengambil bahan cemar permukaan daripada bahan kerja dan menyebarkannya ke tempat lain. Walau bagaimanapun, untuk beberapa aplikasi kritikal, pengeluar mungkin memilih untuk memasukkan langkah pembersihan tambahan—mungkin juga menguji pasifasi yang betul sebelum keluli tahan karat meninggalkan lantai kilang.
Katakan seorang pengilang mengimpal komponen keluli tahan karat yang kritikal untuk industri nuklear. Seorang pengimpal arka tungsten gas profesional meletakkan jahitan dime yang kelihatan sempurna. Tetapi sekali lagi, ini adalah aplikasi kritikal. Seorang pekerja di jabatan kemasan menggunakan berus yang disambungkan ke sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan kimpalan. Dia kemudian mengelap jari kaki kimpalan menggunakan kain kasar dan pembalut bukan tenunan dan mendapatkan semuanya sehingga kemasan yang sekata. Kemudian datang berus terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Selepas menunggu selama satu atau dua hari, gunakan peranti ujian pegang tangan untuk menguji bahagian tersebut untuk pempasifan yang betul. Keputusan, yang direkodkan dan disimpan bersama kerja, menunjukkan bahawa bahagian tersebut telah dipasifan sepenuhnya sebelum ia meninggalkan kilang.
Di kebanyakan kilang pembuatan, pengisaran, kemasan dan pembersihan pasifasi keluli tahan karat biasanya berlaku di hilir. Malah, ia biasanya dilaksanakan sejurus sebelum kerja dihantar.
Bahagian yang disiapkan dengan tidak betul menghasilkan sebahagian daripada skrap dan kerja semula yang paling mahal, jadi adalah wajar bagi pengeluar untuk melihat semula jabatan pengisaran dan kemasan mereka. Penambahbaikan dalam pengisaran dan kemasan membantu mengurangkan kesesakan utama, meningkatkan kualiti, menghilangkan masalah dan yang paling penting, meningkatkan kepuasan pelanggan.
FABRICATOR ialah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam yang terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknikal dan sejarah kes yang membolehkan pengeluar menjalankan tugas mereka dengan lebih cekap. FABRICATOR telah berkhidmat untuk industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The Fabricator, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Nikmati akses penuh kepada edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran setem logam.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.