Podłużne spoiny w prętach ze stali nierdzewnej są elektrochemicznie odgratowywane, aby zapewnić właściwą pasywację. Zdjęcie dzięki uprzejmości Walter Surface Technologies
Wyobraź sobie, że producent zawiera umowę na produkcję kluczowego produktu ze stali nierdzewnej. Blachy i sekcje rur są cięte, gięte i spawane przed wysłaniem do stacji wykończeniowej. Część składa się z płyt przyspawanych pionowo do rury. Spoiny wyglądają dobrze, ale nie jest to idealna cena, jakiej oczekuje kupujący. W rezultacie szlifierka spędza czas na usuwaniu większej ilości metalu spoiny niż zwykle. Następnie, niestety, na powierzchni pojawił się wyraźny niebieski kolor – wyraźny znak zbyt dużej ilości wprowadzonego ciepła. W tym przypadku oznacza to, że część nie spełni wymagań klienta.
Często wykonywane ręcznie, szlifowanie i wykańczanie wymagają zręczności i kunsztu. Błędy w wykańczaniu mogą być bardzo kosztowne, biorąc pod uwagę całą wartość, jaką przypisano obrabianemu przedmiotowi. Dodanie drogich materiałów wrażliwych na ciepło, takich jak stal nierdzewna, koszty przeróbek i złomowania instalacji mogą być wyższe. W połączeniu z komplikacjami, takimi jak zanieczyszczenia i awarie pasywacji, kiedyś dochodowa operacja obróbki stali nierdzewnej może stać się nieopłacalna, a nawet zaszkodzić reputacji.
Jak producenci zapobiegają temu wszystkiemu? Mogą zacząć od poszerzenia swojej wiedzy na temat szlifowania i wykańczania, zrozumienia ich roli i wpływu na obrabiane przedmioty ze stali nierdzewnej.
To nie są synonimy. W rzeczywistości każdy ma zasadniczo inne cele. Szlifowanie usuwa materiały takie jak zadziory i nadmiar metalu spoiny, podczas gdy wykańczanie zapewnia drobne wykończenie powierzchni metalu. To zamieszanie jest zrozumiałe, biorąc pod uwagę, że osoby szlifujące dużymi tarczami ściernymi usuwają dużo metalu bardzo szybko, a w procesie mogą pozostać bardzo głębokie rysy. Ale podczas szlifowania rysy są tylko konsekwencją, celem jest szybkie usunięcie materiału, szczególnie podczas pracy z metalami wrażliwymi na ciepło, takimi jak stal nierdzewna.
Wykańczanie odbywa się etapami, ponieważ operator zaczyna od grubszego ziarna i przechodzi do drobniejszych tarcz szlifierskich, materiałów ściernych włókninowych i ewentualnie filcowej tkaniny oraz pasty polerskiej, aby uzyskać wykończenie lustrzane. Celem jest uzyskanie określonego wykończenia końcowego (wzór zarysowania). Każdy krok (drobniejsze ziarno) usuwa głębsze zarysowania z poprzedniego kroku i zastępuje je mniejszymi zarysowaniami.
Ponieważ szlifowanie i wykańczanie mają różne cele, często nie uzupełniają się wzajemnie i mogą działać przeciwko sobie, jeśli zostanie użyta niewłaściwa strategia materiałów eksploatacyjnych. Aby usunąć nadmiar metalu spoiny, operator wykonuje bardzo głębokie rysy za pomocą ściernicy, a następnie przekazuje część do osoby obrabiającej, która musi teraz poświęcić dużo czasu na usunięcie tych głębokich rys. Ta sekwencja od szlifowania do wykańczania może być nadal najskuteczniejszym sposobem spełnienia wymagań klienta dotyczących wykańczania. Ale ponownie, nie są to dodatkowe procesy.
Powierzchnie obrabianego przedmiotu zaprojektowane do obróbki zazwyczaj nie wymagają szlifowania ani wykańczania. Części, które są szlifowane, robią to tylko dlatego, że szlifowanie jest najszybszym sposobem usuwania spoin lub innego materiału, a głębokie rysy pozostawione przez tarczę szlifierską są dokładnie tym, czego chciał klient. Części, które wymagają tylko wykańczania, są produkowane w taki sposób, że nie jest wymagane nadmierne usuwanie materiału. Typowym przykładem jest część ze stali nierdzewnej z pięknym spoiwem chronionym przez elektrodę wolframową, którą po prostu trzeba wymieszać i dopasować do wzoru wykończenia podłoża.
Szlifierki z tarczami o niskiej wydajności usuwania materiału mogą stwarzać poważne problemy podczas pracy ze stalą nierdzewną. Podobnie przegrzanie może powodować sinienie i zmianę właściwości materiału. Celem jest utrzymanie stali nierdzewnej w jak najniższej temperaturze przez cały proces.
W tym celu pomocne jest wybranie ściernicy o najszybszej szybkości usuwania dla danego zastosowania i budżetu. Tarcze cyrkonowe szlifują szybciej niż tlenek glinu, ale w większości przypadków najlepiej sprawdzają się tarcze ceramiczne.
Niezwykle mocne i ostre ceramiczne cząstki są zużywane w wyjątkowy sposób. W miarę jak stopniowo się rozpadają, nie stają się płaskie, ale zachowują ostrą krawędź. Oznacza to, że mogą usuwać materiał bardzo szybko, często kilkakrotnie szybciej niż inne tarcze szlifierskie. Generalnie sprawia to, że ceramiczne tarcze szlifierskie są warte swojej ceny. Są idealne do obróbki stali nierdzewnej, ponieważ szybko usuwają duże wióry i generują mniej ciepła i odkształceń.
Niezależnie od tego, jaką tarczę szlifierską wybierze producent, należy pamiętać o potencjalnym zanieczyszczeniu. Większość producentów wie, że nie mogą używać tej samej tarczy szlifierskiej do stali węglowej i nierdzewnej. Wiele osób fizycznie oddziela operacje szlifowania stali węglowej i nierdzewnej. Nawet drobne iskry stali węglowej spadające na części ze stali nierdzewnej mogą powodować problemy z zanieczyszczeniem. Wiele branż, takich jak przemysł farmaceutyczny i nuklearny, wymaga, aby materiały eksploatacyjne były oceniane jako niezanieczyszczające. Oznacza to, że tarcze szlifierskie ze stali nierdzewnej muszą być praktycznie wolne (mniej niż 0,1%) od żelaza, siarki i chloru.
Tarcze szlifierskie nie szlifują się same, wymagają elektronarzędzia. Każdy może reklamować zalety tarcz szlifierskich lub elektronarzędzi, ale rzeczywistość jest taka, że ​​elektronarzędzia i ich tarcze szlifierskie działają jak system. Ceramiczne tarcze szlifierskie są przeznaczone do szlifierek kątowych o określonej mocy i momencie obrotowym. Podczas gdy niektóre szlifierki pneumatyczne mają wymagane specyfikacje, w większości przypadków szlifowanie tarcz ceramicznych odbywa się za pomocą elektronarzędzi.
Szlifierki o niewystarczającej mocy i momencie obrotowym mogą powodować poważne problemy nawet z najnowocześniejszymi materiałami ściernymi. Brak mocy i momentu obrotowego może spowodować znaczne spowolnienie narzędzia pod wpływem nacisku, co zasadniczo uniemożliwia cząsteczkom ceramicznym na tarczy szlifierskiej wykonywanie tego, do czego zostały zaprojektowane: szybkie usuwanie dużych kawałków metalu, zmniejszając w ten sposób ilość materiału termicznego wchodzącego do tarczy szlifierskiej. tarcza szlifierska.
To pogłębia błędne koło: szlifierki widzą, że żaden materiał nie jest usuwany, więc instynktownie naciskają mocniej, co z kolei powoduje nadmiar ciepła i niebieszczenie. Kończą naciskając tak mocno, że glazurują koła, co zmusza je do cięższej pracy i generowania większej ilości ciepła, zanim zorientują się, że muszą wymienić koła. Jeśli pracujesz w ten sposób z cienkimi rurkami lub arkuszami, przechodzą one przez materiał.
Oczywiście, jeśli operatorzy nie są odpowiednio przeszkoleni, nawet przy użyciu najlepszych narzędzi, może dojść do tego błędnego koła, szczególnie jeśli chodzi o nacisk, jaki wywierają na obrabiany przedmiot. Najlepszą praktyką jest uzyskanie jak najbardziej zbliżonego do znamionowego prądu szlifierki. Jeśli operator używa szlifierki 10-amperowej, musi naciskać tak mocno, aby szlifierka pobierała około 10 amperów.
Użycie amperomierza może pomóc w standaryzacji operacji szlifowania, jeśli producent przetwarza dużą ilość drogiej stali nierdzewnej. Oczywiście, niewiele operacji faktycznie używa amperomierza regularnie, więc najlepiej jest uważnie słuchać. Jeśli operator słyszy i czuje gwałtowny spadek obrotów, może naciskać zbyt mocno.
Słuchanie zbyt lekkich dotknięć (tj. zbyt małego nacisku) może być trudne, więc w tym przypadku pomocne może być zwrócenie uwagi na przepływ iskier. Szlifowanie stali nierdzewnej wytwarza ciemniejsze iskry niż szlifowanie stali węglowej, ale powinny być one nadal widoczne i równomiernie wystawać z obszaru roboczego. Jeśli operator nagle widzi mniej iskier, może to być spowodowane niewystarczającą siłą lub brakiem oszklenia koła.
Operatorzy muszą również utrzymywać stały kąt roboczy. Jeśli podejdą do przedmiotu obrabianego pod niemal prostym kątem (prawie równolegle do przedmiotu obrabianego), mogą spowodować znaczne przegrzanie; jeśli podejdą pod zbyt dużym kątem (prawie pionowo), ryzykują uderzeniem krawędzią koła o metal. Jeśli używają koła typu 27, powinni podchodzić do pracy pod kątem od 20 do 30 stopni. Jeśli mają koła typu 29, ich kąt roboczy powinien wynosić około 10 stopni.
Koła szlifierskie typu 28 (stożkowe) są zazwyczaj używane do szlifowania płaskich powierzchni w celu usuwania materiału na szerszych ścieżkach szlifowania. Te stożkowe koła najlepiej sprawdzają się również przy niższych kątach szlifowania (około 5 stopni), dzięki czemu pomagają zmniejszyć zmęczenie operatora.
Wprowadza to kolejny ważny czynnik: wybór właściwego typu ściernicy. Ściernica typu 27 ma metalowy punkt styku powierzchni, ściernica typu 28 ma linię styku ze względu na stożkowy kształt, ściernica typu 29 ma powierzchnię styku.
Obecnie najpopularniejsze koła typu 27 mogą wykonać zadanie w wielu obszarach, ale ich kształt utrudnia pracę z głęboko profilowanymi częściami i krzywiznami, takimi jak spawane zespoły rur ze stali nierdzewnej. Kształt profilu koła typu 29 ułatwia pracę operatorom, którzy muszą szlifować połączone powierzchnie zakrzywione i płaskie. Koło typu 29 robi to poprzez zwiększenie powierzchni styku, co oznacza, że ​​operator nie musi spędzać dużo czasu na szlifowaniu w każdym miejscu – dobra strategia na zmniejszenie gromadzenia się ciepła.
Właściwie dotyczy to każdej tarczy szlifierskiej. Podczas szlifowania operator nie powinien pozostawać w tym samym miejscu przez długi czas. Załóżmy, że operator usuwa metal z wpustu o długości kilku stóp. Może on napędzać tarczę krótkimi ruchami w górę i w dół, ale może to spowodować przegrzanie przedmiotu obrabianego, ponieważ tarcza pozostaje na małym obszarze przez długi czas. Aby zmniejszyć wprowadzanie ciepła, operator może wykonać cały spaw w jednym kierunku przy jednym czole, a następnie podnieść narzędzie (pozwalając na ostygnięcie przedmiotu obrabianego) i przesunąć przedmiot obrabiany w tym samym kierunku przy drugim czole. Inne metody działają, ale wszystkie mają jedną wspólną cechę: zapobiegają przegrzaniu, utrzymując tarczę szlifierską w ruchu.
Pomagają w tym również powszechnie stosowane metody „czesania”. Załóżmy, że operator szlifuje spoinę czołową w pozycji płaskiej. Aby zmniejszyć naprężenie cieplne i nadmierne kopanie, unika przesuwania szlifierki wzdłuż złącza. Zamiast tego zaczyna od końca i przesuwa szlifierkę wzdłuż złącza. Zapobiega to również zbytniemu zagłębianiu się koła w materiał.
Oczywiście, każda technika może przegrzać metal, jeśli operator pracuje zbyt wolno. Pracuj zbyt wolno, a operator przegrzeje obrabiany przedmiot; jeśli poruszasz się zbyt szybko, szlifowanie może zająć dużo czasu. Znalezienie idealnego punktu dla prędkości posuwu zwykle wymaga doświadczenia. Ale jeśli operator nie jest zaznajomiony z pracą, może szlifować złom, aby „wyczuć” odpowiednią prędkość posuwu dla obrabianego przedmiotu.
Strategia wykańczania zależy od stanu powierzchni materiału, gdy wchodzi i wychodzi z działu wykańczania. Określ punkt początkowy (otrzymany stan powierzchni) i punkt końcowy (wymagane wykończenie), a następnie zaplanuj znalezienie najlepszej ścieżki między tymi dwoma punktami.
Często najlepsza ścieżka nie zaczyna się od bardzo agresywnego ścierniwa. Może się to wydawać sprzeczne z intuicją. W końcu, dlaczego nie zacząć od grubego piasku, aby uzyskać szorstką powierzchnię, a następnie przejść do drobniejszego piasku? Czy nie byłoby bardzo nieefektywne zacząć od drobniejszego ziarna?
Niekoniecznie, to znów ma związek z charakterem porównania. W miarę jak na każdym etapie uzyskuje się drobniejsze ziarno, odżywka zastępuje głębsze rysy coraz drobniejszymi. Jeśli zaczną od papieru ściernego o gradacji 40 lub patelni typu flip, pozostawią głębokie rysy na metalu. Byłoby wspaniale, gdyby te rysy przybliżyły powierzchnię do pożądanego wykończenia, dlatego dostępne są materiały wykończeniowe o gradacji 40. Jednak jeśli klient poprosi o wykończenie nr 4 (szlifowanie kierunkowe), głębokie rysy pozostawione przez gradację nr 40 zajmują dużo czasu, aby je usunąć. Rzemieślnicy albo stosują wiele rozmiarów ziarna, albo spędzają dużo czasu na używaniu drobnoziarnistych materiałów ściernych, aby usunąć te duże rysy i zastąpić je mniejszymi. Wszystko to jest nie tylko nieefektywne, ale także zbyt mocno nagrzewa obrabiany przedmiot.
Oczywiście, używanie drobnoziarnistych materiałów ściernych na szorstkich powierzchniach może być powolne i w połączeniu ze złą techniką, skutkuje zbyt dużą ilością ciepła. Dwa w jednym lub przesunięte tarcze mogą w tym pomóc. Te tarcze zawierają ścierne tkaniny połączone z materiałami do obróbki powierzchni. Skutecznie pozwalają rzemieślnikowi używać materiałów ściernych do usuwania materiału, pozostawiając jednocześnie gładsze wykończenie.
Następnym krokiem w wykańczaniu może być użycie materiałów włókninowych, co ilustruje inną unikalną cechę wykańczania: proces ten najlepiej sprawdza się przy użyciu elektronarzędzi o zmiennej prędkości obrotowej. Szlifierka kątowa pracująca z prędkością 10 000 obr./min może poradzić sobie z niektórymi materiałami ściernymi, ale całkowicie stopi niektóre materiały włókninowe. Z tego powodu wykańczacze zwalniają do 3000–6000 obr./min przed wykańczaniem materiałów włókninowych. Oczywiście dokładna prędkość zależy od zastosowania i materiałów eksploatacyjnych. Na przykład bębny włókninowe zazwyczaj obracają się z prędkością od 3000 do 4000 obr./min, podczas gdy tarcze do obróbki powierzchni zazwyczaj obracają się z prędkością od 4000 do 6000 obr./min.
Posiadanie odpowiednich narzędzi (szlifierek o zmiennej prędkości, różnych materiałów wykończeniowych) i określenie optymalnej liczby kroków zasadniczo zapewnia mapę, która pokazuje najlepszą ścieżkę między materiałem przychodzącym a wykończonym. Dokładna ścieżka zależy od zastosowania, ale doświadczeni trymerzy podążają tą ścieżką, stosując podobne metody przycinania.
Rolki włókninowe uzupełniają powierzchnię ze stali nierdzewnej. Aby zapewnić wydajne wykończenie i optymalną żywotność materiałów eksploatacyjnych, różne materiały wykończeniowe pracują z różnymi prędkościami obrotowymi.
Po pierwsze, potrzebują czasu. Jeśli widzą, że cienki kawałek stali nierdzewnej się nagrzewa, przestają kończyć w jednym miejscu i zaczynają w innym. Albo mogą pracować nad dwoma różnymi artefaktami w tym samym czasie. Pracują trochę nad jednym, a potem nad drugim, dając drugiemu czas na ostygnięcie.
Podczas polerowania na lustrzany połysk, polerka może polerować krzyżowo bębnem polerskim lub tarczą polerską w kierunku prostopadłym do poprzedniego kroku. Szlifowanie krzyżowe uwydatnia obszary, które powinny połączyć się z poprzednim wzorem zarysowania, ale nadal nie nadaje powierzchni lustrzanego wykończenia nr 8. Po usunięciu wszystkich zarysowań, potrzebna będzie ściereczka filcowa i gąbka polerska, aby uzyskać pożądany połysk.
Aby uzyskać właściwe wykończenie, producenci muszą zapewnić wykańczaczom odpowiednie narzędzia, w tym prawdziwe narzędzia i materiały, a także narzędzia komunikacyjne, takie jak tworzenie standardowych próbek w celu określenia, jak powinno wyglądać dane wykończenie. Te próbki (wywieszone obok działu wykańczania, w materiałach szkoleniowych i w materiałach sprzedażowych) pomagają utrzymać wszystkich na tej samej fali.
Jeśli chodzi o rzeczywiste narzędzia (w tym elektronarzędzia i materiały ścierne), geometria niektórych części może być wyzwaniem nawet dla najbardziej doświadczonego zespołu wykańczającego. Pomoże to profesjonalnym narzędziom.
Załóżmy, że operator musi zmontować cienkościenną rurę ze stali nierdzewnej. Użycie tarcz listkowych lub nawet bębnów może prowadzić do problemów, przegrzania, a czasem nawet płaskiego miejsca na samej rurze. W tym miejscu szlifierki taśmowe przeznaczone do rur mogą pomóc. Taśma przenośnika pokrywa większość średnicy rury, rozprowadzając punkty styku, zwiększając wydajność i zmniejszając dopływ ciepła. Jednak, jak w przypadku wszystkiego innego, rzemieślnik nadal musi przenieść szlifierkę taśmową w inne miejsce, aby zmniejszyć nadmierne gromadzenie się ciepła i uniknąć sinienia.
To samo dotyczy innych profesjonalnych narzędzi wykańczających. Rozważmy szlifierkę taśmową przeznaczoną do trudno dostępnych miejsc. Wykańczacz może jej użyć do wykonania spoiny pachwinowej między dwiema deskami pod ostrym kątem. Zamiast przesuwać szlifierkę taśmową pionowo (jak podczas mycia zębów), technik przesuwa ją poziomo wzdłuż górnej krawędzi spoiny pachwinowej, a następnie wzdłuż dolnej, upewniając się, że szlifierka nie pozostaje w jednym miejscu zbyt długo. przez długi czas. długo.
Spawanie, szlifowanie i wykańczanie stali nierdzewnej wiąże się z kolejnym wyzwaniem: zapewnieniem właściwej pasywacji. Czy po wszystkich tych zakłóceniach na powierzchni materiału pozostały jakieś zanieczyszczenia, które uniemożliwiłyby naturalne utworzenie się warstwy chromu ze stali nierdzewnej na całej powierzchni? Ostatnią rzeczą, jakiej potrzebuje producent, jest wściekły klient narzekający na zardzewiałe lub brudne części. W tym miejscu w grę wchodzi właściwe czyszczenie i identyfikowalność.
Czyszczenie elektrochemiczne może pomóc usunąć zanieczyszczenia, aby zapewnić właściwą pasywację, ale kiedy należy wykonać to czyszczenie? Zależy to od zastosowania. Jeśli producenci czyszczą stal nierdzewną, aby zapewnić całkowitą pasywację, zazwyczaj robią to natychmiast po spawaniu. Niewykonanie tego oznacza, że ​​medium wykończeniowe może wchłonąć zanieczyszczenia powierzchniowe z przedmiotu obrabianego i rozprowadzić je w inne miejsca. Jednak w przypadku niektórych krytycznych zastosowań producenci mogą dodać dodatkowe kroki czyszczenia — być może nawet przeprowadzić test prawidłowej pasywacji, zanim stal nierdzewna opuści halę produkcyjną.
Załóżmy, że producent spawa ważny element ze stali nierdzewnej dla przemysłu jądrowego. Profesjonalny spawacz łukiem wolframowym tworzy gładki szew, który wygląda idealnie. Ale to jest krytyczne zastosowanie. Członek działu wykończeniowego używa szczotki podłączonej do elektrochemicznego systemu czyszczącego, aby wyczyścić powierzchnię spoiny. Następnie przeszlifował spoinę materiałem ściernym z włókniny i ściereczką i wykończył wszystko do uzyskania gładkiej powierzchni. Następnie pojawia się ostatnia szczotka z elektrochemicznym systemem czyszczącym. Po dniu lub dwóch przestoju użyj przenośnego testera, aby sprawdzić, czy część jest prawidłowo pasywowana. Wyniki, zarejestrowane i zapisane wraz z pracą, wykazały, że część została w pełni pasywowana przed opuszczeniem fabryki.
W większości zakładów produkcyjnych szlifowanie, wykańczanie i czyszczenie pasywacji stali nierdzewnej zazwyczaj odbywa się w kolejnych etapach. W rzeczywistości są one zazwyczaj wykonywane na krótko przed przekazaniem zadania.
Nieprawidłowo obrobione części generują jedne z najdroższych odpadów i przeróbek, więc ma sens, aby producenci przyjrzeli się ponownie swoim działom szlifowania i wykańczania. Ulepszenia w szlifowaniu i wykańczaniu pomagają wyeliminować kluczowe wąskie gardła, poprawić jakość, wyeliminować bóle głowy i, co najważniejsze, zwiększyć zadowolenie klientów.
FABRICATOR to wiodący w Ameryce Północnej magazyn o obróbce i formowaniu stali. Magazyn publikuje wiadomości, artykuły techniczne i historie sukcesów, które umożliwiają producentom wydajniejsze wykonywanie swojej pracy. FABRICATOR działa w branży od 1970 roku.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowa edycja czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępna, umożliwiając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe na temat rynku tłoczenia metali.
Dzięki pełnemu dostępowi cyfrowemu do The Fabricator en Español masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.