Kimpalan membujur dalam bar keluli tahan karat dinyahgerigi secara elektrokimia untuk memastikan pempasifan yang betul. Imej ihsan Walter Surface Technologies
Bayangkan seorang pengilang memeterai kontrak untuk mengeluarkan produk keluli tahan karat yang penting. Bahagian kepingan logam dan paip dipotong, dibengkokkan dan dikimpal sebelum dihantar ke stesen kemasan. Bahagian tersebut terdiri daripada plat yang dikimpal secara menegak pada paip. Kimpalan kelihatan baik, tetapi ia bukanlah harga ideal yang dicari oleh pembeli. Akibatnya, pengisar menghabiskan masa untuk menanggalkan lebih banyak logam kimpal daripada biasa. Kemudian, malangnya, 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 dengan tangan, pengamplasan dan kemasan memerlukan ketangkasan dan kemahiran. Kesilapan dalam kemasan boleh menjadi sangat mahal memandangkan semua nilai yang telah diberikan pada 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, operasi keluli tahan karat yang pernah menguntungkan boleh menjadi tidak menguntungkan atau merosakkan reputasi.
Bagaimanakah pengeluar mencegah semua ini? Mereka boleh mulakan dengan meluaskan pengetahuan mereka tentang pengisaran dan kemasan, memahami peranan yang dimainkannya dan bagaimana ia mempengaruhi bahan kerja keluli tahan karat.
Ini bukanlah sinonim. Malah, setiap orang mempunyai matlamat yang berbeza secara asasnya. Pengisaran membuang bahan seperti gerinda dan logam kimpalan berlebihan, manakala kemasan memberikan kemasan yang halus pada permukaan logam. Kekeliruan ini difahami, memandangkan mereka yang mengisar dengan roda pengisar yang besar membuang banyak logam dengan sangat cepat, dan calar yang sangat dalam boleh ditinggalkan dalam proses tersebut. Tetapi semasa mengisar, calar hanyalah akibatnya, matlamatnya adalah untuk membuang bahan dengan cepat, terutamanya apabila bekerja dengan logam sensitif haba seperti keluli tahan karat.
Kemasan dilakukan secara berperingkat-peringkat apabila pengendali bermula dengan grit yang lebih kasar dan berkembang kepada roda pengisaran yang lebih halus, bahan pelelas 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 tujuan yang berbeza, ia selalunya tidak saling melengkapi dan boleh saling bertentangan jika strategi bahan habis pakai yang salah digunakan. Untuk membuang logam kimpal yang berlebihan, pengendali membuat calar yang sangat dalam dengan roda pengisaran, dan kemudian menyerahkan bahagian tersebut kepada tukang laci, yang kini perlu menghabiskan banyak masa membuang calar yang dalam ini. Urutan dari pengisaran hingga kemasan ini masih boleh menjadi cara paling berkesan untuk memenuhi keperluan kemasan pelanggan. Tetapi sekali lagi, ini bukanlah proses tambahan.
Permukaan bahan kerja yang direka untuk kebolehkerjaan biasanya tidak memerlukan pengisaran atau kemasan. Bahagian yang diampelas hanya berbuat demikian kerana pengamplasan 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 sedemikian rupa sehingga penyingkiran bahan yang berlebihan tidak diperlukan. Contoh biasa ialah bahagian keluli tahan karat dengan kimpalan yang cantik yang dilindungi oleh elektrod tungsten yang hanya perlu diadun dan dipadankan dengan corak kemasan substrat.
Mesin pengisar dengan cakera penyingkiran bahan yang rendah boleh menimbulkan masalah serius apabila bekerja dengan keluli tahan karat. Begitu juga, terlalu panas boleh menyebabkan kebiruan dan perubahan 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 zirkonium mengisar lebih cepat daripada alumina, tetapi roda seramik berfungsi paling baik dalam kebanyakan kes.
Zarah-zarah seramik yang sangat kuat dan tajam haus dengan cara yang unik. Apabila ia hancur secara beransur-ansur, ia tidak menjadi rata, tetapi mengekalkan tepi yang tajam. Ini bermakna ia boleh menanggalkan bahan dengan sangat cepat, selalunya beberapa kali lebih pantas daripada roda pengisar lain. Secara amnya, ini menjadikan roda pengisar seramik berbaloi dengan wang yang dibayar. Ia sesuai untuk memesin keluli tahan karat, kerana ia cepat menanggalkan serpihan besar dan menghasilkan kurang haba dan ubah bentuk.
Tidak kira roda pengisaran yang dipilih oleh pengeluar, potensi pencemaran mesti diingat. Kebanyakan pengeluar tahu bahawa mereka tidak boleh menggunakan roda pengisaran yang sama untuk keluli karbon dan keluli tahan karat. Ramai orang memisahkan operasi pengisaran karbon dan keluli tahan karat secara fizikal. Malah percikan kecil keluli karbon yang jatuh pada bahagian keluli tahan karat boleh menyebabkan masalah pencemaran. Banyak industri, seperti industri farmaseutikal dan nuklear, memerlukan bahan habis pakai dinilai sebagai tidak mencemarkan. Ini bermakna roda pengisaran keluli tahan karat mestilah bebas secara praktikal (kurang daripada 0.1%) daripada besi, sulfur dan klorin.
Roda pengisar tidak mengisar sendiri, ia memerlukan alat kuasa. Sesiapa sahaja boleh mengiklankan 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 kuasa dan tork tertentu. Walaupun sesetengah pengisar pneumatik mempunyai spesifikasi yang diperlukan, dalam kebanyakan kes, pengisaran roda seramik dilakukan dengan alat kuasa.
Pengisar dengan kuasa dan tork yang tidak mencukupi boleh menyebabkan masalah serius walaupun dengan bahan pengkisar yang paling moden. 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: membuang ketulan logam yang besar dengan cepat, sekali gus mengurangkan jumlah bahan haba yang memasuki roda pengisar. roda pengisar.
Ini memburukkan lagi kitaran ganas: pengamplas melihat bahawa tiada bahan yang dikeluarkan, jadi mereka secara naluri menekan lebih kuat, yang seterusnya menghasilkan haba berlebihan dan kebiruan. Mereka akhirnya menolak begitu kuat sehingga roda menjadi licin, yang memaksa mereka bekerja lebih keras dan menghasilkan lebih banyak haba sebelum mereka menyedari bahawa mereka perlu menukar roda. Jika anda bekerja dengan cara ini dengan tiub atau kepingan nipis, ia akhirnya menembusi bahan tersebut.
Sudah tentu, jika pengendali tidak dilatih dengan betul, walaupun dengan alat yang terbaik, kitaran ganas ini boleh berlaku, terutamanya apabila melibatkan tekanan yang dikenakan pada bahan kerja. Amalan terbaik adalah untuk mendekati arus undian pengisar sedekat mungkin. Jika pengendali menggunakan pengisar 10 amp, dia mesti menekan begitu kuat sehingga pengisar menarik kira-kira 10 amp.
Penggunaan ammeter boleh membantu menyeragamkan operasi pengisaran jika pengilang memproses sejumlah besar keluli tahan karat yang mahal. Sudah tentu, hanya sedikit operasi yang benar-benar menggunakan ammeter secara berkala, jadi sebaiknya dengar dengan teliti. Jika pengendali mendengar dan merasakan RPM menurun dengan cepat, dia mungkin menekan terlalu kuat.
Mendengar sentuhan yang terlalu ringan (iaitu, tekanan yang terlalu sedikit) boleh menjadi sukar, jadi perhatian kepada aliran percikan api boleh membantu dalam kes ini. Menggilap keluli tahan karat menghasilkan percikan api yang lebih gelap daripada keluli karbon, tetapi ia masih sepatutnya kelihatan dan menonjol secara sekata dari kawasan kerja. Jika pengendali tiba-tiba melihat lebih sedikit percikan api, ia mungkin disebabkan oleh daya yang tidak dikenakan secukupnya atau roda tidak digilap.
Pengendali juga mesti mengekalkan sudut kerja yang malar. Jika mereka menghampiri benda kerja pada sudut hampir tepat (hampir selari dengan benda kerja), mereka boleh menyebabkan terlalu panas yang ketara; jika mereka menghampiri pada sudut yang terlalu besar (hampir menegak), mereka menghadapi risiko menghempas tepi roda ke dalam logam. Jika mereka menggunakan roda jenis 27, mereka harus menghampiri 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 permukaan rata bagi membuang bahan pada laluan pengisaran yang lebih lebar. Roda tirus ini juga berfungsi paling baik pada sudut pengisaran yang lebih rendah (sekitar 5 darjah) supaya ia membantu mengurangkan keletihan pengendali.
Ini memperkenalkan satu lagi faktor penting: memilih jenis roda pengisar yang betul. Roda jenis 27 mempunyai titik sentuhan permukaan logam, roda jenis 28 mempunyai garis sentuhan kerana bentuk konnya, roda jenis 29 mempunyai permukaan sentuhan.
Roda jenis 27 yang paling biasa pada masa kini boleh melakukan kerja di banyak kawasan, tetapi bentuknya menyukarkan kerja dengan bahagian dan lengkung berprofil dalam, seperti pemasangan tiub keluli tahan karat yang dikimpal. Bentuk profil roda Jenis 29 memudahkan kerja pengendali yang perlu mengisar permukaan melengkung dan rata yang digabungkan. Roda Jenis 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 pengumpulan haba.
Sebenarnya, 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. Ia boleh memacu roda dalam gerakan ke atas dan ke bawah yang pendek, tetapi ini boleh menyebabkan benda kerja menjadi terlalu panas kerana ia memastikan roda berada di kawasan kecil untuk jangka masa yang lama. Untuk mengurangkan input haba, pengendali boleh menjalankan keseluruhan kimpalan dalam satu arah pada satu muncung, kemudian mengangkat alat (membiarkan benda kerja sejuk) dan melepasi benda kerja dalam arah yang sama pada muncung yang lain. Kaedah lain berfungsi, tetapi semuanya mempunyai satu persamaan: ia mengelakkan terlalu panas dengan memastikan roda pengisar bergerak.
Ini juga dibantu oleh kaedah "menyikat" yang digunakan secara meluas. Katakan pengendali sedang mengisar kimpalan punggung dalam kedudukan rata. Untuk mengurangkan tekanan haba dan penggalian yang berlebihan, dia mengelakkan daripada menolak pengisar di sepanjang sambungan. Sebaliknya, dia bermula di hujung dan menjalankan pengisar di sepanjang sambungan. Ini juga menghalang roda daripada tenggelam terlalu jauh ke dalam bahan.
Sudah tentu, sebarang teknik boleh memanaskan logam secara berlebihan jika pengendali bekerja terlalu perlahan. Bekerja terlalu perlahan dan pengendali akan memanaskan bahan kerja secara berlebihan; jika anda bergerak terlalu pantas, pengamplasan boleh mengambil masa yang lama. Mencari titik terbaik untuk kelajuan suapan biasanya memerlukan pengalaman. Tetapi jika pengendali tidak biasa dengan kerja itu, dia boleh mengisar skrap untuk "merasai" kadar suapan yang sesuai untuk bahan kerja.
Strategi kemasan bergantung pada keadaan permukaan bahan semasa ia masuk dan keluar dari jabatan kemasan. Tentukan titik permulaan (keadaan permukaan yang diperoleh) dan titik akhir (kemasan diperlukan), dan kemudian buat rancangan untuk mencari laluan terbaik antara dua titik tersebut.
Selalunya jalan terbaik tidak bermula dengan bahan kasar yang sangat agresif. Ini mungkin kelihatan 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 butiran yang lebih halus?
Tidak semestinya, ini sekali lagi berkaitan dengan sifat perbandingan. Apabila grit yang lebih halus dicapai dalam setiap langkah, perapi menggantikan calar yang lebih dalam dengan yang lebih halus. Jika ia bermula dengan kertas pasir 40 grit atau kuali flip, ia akan meninggalkan calar yang dalam pada logam. Adalah lebih baik jika calar ini akan membawa permukaan lebih dekat kepada kemasan yang diingini, itulah sebabnya terdapat bahan kemasan 40 grit yang tersedia. Walau bagaimanapun, jika pelanggan meminta kemasan #4 (pengamplasan berarah), calar yang dalam yang ditinggalkan oleh grit #40 mengambil masa yang lama untuk dihilangkan. Tukang sama ada menggunakan pelbagai saiz grit atau menghabiskan banyak masa menggunakan bahan pengkilap grit halus untuk menghilangkan calar besar tersebut dan menggantikannya dengan yang lebih kecil. Semua ini bukan sahaja tidak cekap, tetapi juga memanaskan bahan kerja terlalu banyak.
Sudah tentu, penggunaan bahan pengkilap grit halus pada permukaan kasar boleh menjadi perlahan dan, digabungkan dengan teknik yang lemah, mengakibatkan terlalu banyak haba. Cakera dua-dalam-satu atau berperingkat boleh membantu dalam hal ini. Cakera ini termasuk kain pengkilap yang digabungkan dengan bahan rawatan permukaan. Ia secara berkesan membolehkan tukang menggunakan bahan pengkilap untuk menanggalkan bahan sambil meninggalkan kemasan yang lebih licin.
Langkah seterusnya dalam kemasan boleh merangkumi penggunaan fabrik bukan tenunan, yang menggambarkan satu lagi ciri kemasan unik: proses ini berfungsi paling baik dengan alat kuasa berkelajuan boleh ubah. Pengisar sudut yang berjalan pada 10,000 rpm boleh mengendalikan beberapa bahan kasar, tetapi ia akan mencairkan sepenuhnya beberapa bahan bukan tenunan. Atas sebab ini, kemasan memperlahankan kepada 3,000-6,000 rpm sebelum kemasan bukan tenunan. Sudah tentu, kelajuan yang tepat bergantung pada aplikasi dan bahan habis pakai. Contohnya, dram bukan tenunan biasanya berputar pada 3,000 hingga 4,000 rpm, manakala cakera rawatan permukaan biasanya berputar pada 4,000 hingga 6,000 rpm.
Mempunyai alat yang betul (pengisar berkelajuan boleh ubah, pelbagai bahan kemasan) dan menentukan bilangan langkah optimum pada asasnya menyediakan peta yang menunjukkan laluan terbaik antara bahan masuk dan bahan siap. Laluan yang tepat bergantung pada aplikasi, tetapi pemangkas yang berpengalaman mengikuti laluan ini menggunakan kaedah pemangkasan yang serupa.
Gulungan bukan tenunan melengkapkan permukaan keluli tahan karat. Untuk kemasan yang cekap dan jangka hayat optimum, bahan kemasan yang berbeza beroperasi pada kelajuan putaran yang berbeza.
Pertama, ia mengambil masa. Jika mereka melihat sekeping keluli tahan karat yang nipis sedang memanas, mereka berhenti menyiapkannya di satu tempat dan mula di tempat lain. Atau mereka mungkin sedang mengerjakan dua artifak berbeza pada masa yang sama. Kerjakan sedikit pada satu dan kemudian pada yang satu lagi, berikan masa pada bahagian yang satu lagi untuk menyejuk.
Apabila menggilap sehingga mencapai kemasan cermin, penggilap boleh menggilap silang dengan dram penggilap atau cakera penggilap dalam arah serenjang dengan langkah sebelumnya. Pengamplasan silang menonjolkan kawasan yang sepatutnya bergabung dengan corak calar sebelumnya, tetapi masih tidak membawa permukaan kepada kemasan cermin #8. Setelah semua calar dihilangkan, kain felt dan pad penggilap diperlukan untuk mencipta kemasan berkilat yang diingini.
Untuk mendapatkan kemasan yang betul, pengeluar mesti menyediakan alat yang betul kepada penamat, termasuk alat dan bahan sebenar, serta alat komunikasi, seperti mencipta sampel standard untuk menentukan bagaimana kemasan tertentu sepatutnya kelihatan. Sampel ini (dipasang di sebelah jabatan kemasan, dalam kertas latihan dan dalam literatur jualan) membantu memastikan semua orang mempunyai pendapat yang sama.
Dari segi perkakasan sebenar (termasuk perkakas kuasa dan bahan pengkakis), geometri sesetengah bahagian boleh menjadi mencabar walaupun untuk pasukan kemasan yang paling berpengalaman. Ini akan membantu perkakas profesional.
Katakan seorang pengendali perlu memasang paip keluli tahan karat berdinding nipis. Menggunakan cakera kepak atau dram boleh menyebabkan masalah, terlalu panas, dan kadangkala tempat yang rata pada tiub itu sendiri. Di sinilah pengisar tali sawat yang direka untuk paip boleh membantu. Tali sawat meliputi sebahagian besar diameter paip, mengagihkan titik sentuhan, meningkatkan kecekapan dan mengurangkan input haba. Walau bagaimanapun, seperti semua yang lain, tukang masih perlu mengalihkan pengisar tali sawat ke lokasi yang berbeza untuk mengurangkan pengumpulan haba berlebihan dan mengelakkan kebiruan.
Perkara yang sama berlaku untuk alat kemasan profesional yang lain. Pertimbangkan pengisar tali sawat yang direka untuk tempat yang sukar dicapai. Pengisar boleh menggunakannya untuk membuat kimpalan fillet antara dua papan pada sudut yang tajam. Daripada menggerakkan pengisar tali sawat jari secara menegak (seperti menggosok gigi), juruteknik menggerakkannya secara mendatar di sepanjang tepi atas kimpalan fillet dan kemudian di sepanjang bahagian bawah, memastikan pengisar jari tidak terlalu lama berada di satu tempat. untuk masa yang lama.
Kimpalan, pengisaran dan kemasan keluli tahan karat datang dengan satu lagi cabaran: memastikan pasifasi yang betul. Selepas semua gangguan ini, adakah sebarang pencemaran kekal pada permukaan bahan yang akan menghalang pembentukan semula jadi lapisan kromium keluli tahan karat di seluruh permukaan? Perkara terakhir yang diperlukan oleh pengeluar ialah pelanggan yang marah yang mengadu tentang bahagian yang berkarat atau kotor. 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 bagi memastikan pasifasi yang lengkap, mereka biasanya melakukannya sebaik sahaja selepas kimpalan. Kegagalan berbuat demikian bermakna medium kemasan mungkin menyerap bahan cemar permukaan daripada bahan kerja dan mengedarkannya ke lokasi lain. Walau bagaimanapun, untuk beberapa aplikasi kritikal, pengeluar mungkin menambah langkah pembersihan tambahan—mungkin juga menguji pasifasi yang betul sebelum keluli tahan karat meninggalkan lantai kilang.
Katakan seorang pengilang sedang mengimpal komponen keluli tahan karat yang penting untuk industri nuklear. Seorang pengimpal arka tungsten profesional menghasilkan jahitan licin yang kelihatan sempurna. Tetapi sekali lagi, ini adalah aplikasi kritikal. Seorang ahli jabatan kemasan menggunakan berus yang disambungkan kepada sistem pembersihan elektrokimia untuk membersihkan permukaan kimpalan. Dia kemudian mengampelas kimpalan dengan bahan kasar bukan tenunan dan kain lap dan menyelesaikan semuanya sehingga permukaan licin. Kemudian datang berus terakhir dengan sistem pembersihan elektrokimia. Selepas satu atau dua hari masa henti, gunakan penguji mudah alih untuk memeriksa bahagian tersebut untuk pempasifan yang betul. Keputusan, yang direkodkan dan disimpan bersama kerja, menunjukkan bahawa bahagian tersebut telah dipasifan sepenuhnya sebelum meninggalkan kilang.
Di kebanyakan kilang pembuatan, pengisaran, kemasan dan pembersihan pasifasi keluli tahan karat biasanya berlaku dalam langkah-langkah berikutnya. Malah, ia biasanya dilakukan sejurus sebelum kerja dihantar.
Bahagian yang dimesin dengan tidak betul menghasilkan beberapa skrap dan kerja semula yang paling mahal, jadi adalah wajar bagi pengeluar untuk melihat semula jabatan pengamplasan dan kemasan mereka. Penambahbaikan dalam pengisaran dan kemasan membantu menghapuskan kesesakan utama, meningkatkan kualiti, menghapuskan masalah dan, yang paling penting, meningkatkan kepuasan pelanggan.
FABRICATOR ialah majalah fabrikasi dan pembentukan keluli yang terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknikal dan kisah kejayaan yang membolehkan pengeluar menjalankan tugas mereka dengan lebih cekap. FABRICATOR telah berada dalam industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital 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.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran setem logam.
Kini dengan akses digital penuh kepada The Fabricator en Español, anda mempunyai akses mudah kepada sumber industri yang berharga.