Pozdĺžne zvary na tyčiach z nehrdzavejúcej ocele sú elektrochemicky odhrotené, aby sa zabezpečila správna pasivácia. Obrázok s láskavým dovolením spoločnosti Walter Surface Technologies.
Predstavte si, že výrobca uzavrie zmluvu na výrobu kľúčového produktu z nehrdzavejúcej ocele. Plechy a rúrkové časti sa pred odoslaním do dokončovacej stanice narežú, ohnú a zvaria. Diel pozostáva z plechov zvarených vertikálne k rúre. Zvary vyzerajú dobre, ale nie je to ideálna cena, ktorú kupujúci hľadá. V dôsledku toho brúska strávi čas odstraňovaním väčšieho množstva zvarového kovu ako zvyčajne. Potom sa, žiaľ, na povrchu objavila výrazná modrá farba – jasný znak príliš veľkého tepelného vstupu. V tomto prípade to znamená, že diel nebude spĺňať požiadavky zákazníka.
Brúsenie a konečná úprava, ktoré sa často vykonávajú ručne, si vyžadujú zručnosť a remeselné spracovanie. Chyby pri konečnej úprave môžu byť vzhľadom na všetku hodnotu, ktorá bola obrobku pripísaná, veľmi nákladné. Pridaním drahých tepelne citlivých materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ, môžu byť náklady na prepracovanie a inštaláciu šrotu vyššie. V kombinácii s komplikáciami, ako je kontaminácia a zlyhanie pasivácie, sa kedysi zisková prevádzka nehrdzavejúcej ocele môže stať neziskovou alebo dokonca poškodiť reputáciu.
Ako tomu všetkému výrobcovia predchádzajú? Môžu začať tým, že si rozšíria svoje vedomosti o brúsení a konečnej úprave, pochopia ich úlohu a to, ako ovplyvňujú obrobky z nehrdzavejúcej ocele.
Toto nie sú synonymá. V skutočnosti má každý zásadne odlišné ciele. Brúsenie odstraňuje materiály, ako sú otrepy a prebytočný zvarový kov, zatiaľ čo konečná úprava poskytuje jemnú povrchovú úpravu kovu. Zmätok je pochopiteľný, keďže tí, ktorí brúsia s veľkými brúsnymi kotúčmi, veľmi rýchlo odoberajú veľa kovu a pri tom môžu zostať veľmi hlboké škrabance. Pri brúsení sú však škrabance len dôsledkom, cieľom je rýchlo odstrániť materiál, najmä pri práci s teplocitlivými kovmi, ako je nehrdzavejúca oceľ.
Dokončovanie sa vykonáva postupne, pričom obsluha začína s hrubšou zrnitosťou a postupuje k jemnejším brúsnym kotúčom, netkaným abrazívam a prípadne plstenej tkanine a leštiacej paste, aby sa dosiahol zrkadlový lesk. Cieľom je dosiahnuť určitý konečný vzhľad (vzor škrabancov). Každý krok (jemnejšia zrnitosť) odstraňuje hlbšie škrabance z predchádzajúceho kroku a nahrádza ich menšími škrabancami.
Keďže brúsenie a konečná úprava majú odlišné účely, často sa navzájom nedopĺňajú a môžu si protirečiť, ak sa použije nesprávna stratégia s použitím spotrebného materiálu. Na odstránenie prebytočného zvarového kovu operátor vytvorí veľmi hlboké škrabance brúsnym kotúčom a potom odovzdá diel opracovávačovi, ktorý teraz musí stráviť veľa času odstraňovaním týchto hlbokých škrabancov. Táto postupnosť od brúsenia po konečnú úpravu môže byť stále najefektívnejším spôsobom, ako splniť požiadavky zákazníka na konečnú úpravu. Opäť však nejde o ďalšie procesy.
Povrchy obrobkov určené pre opracovateľnosť vo všeobecnosti nevyžadujú brúsenie ani konečnú úpravu. Časti, ktoré sa brúsia, sa tak robia iba preto, že brúsenie je najrýchlejší spôsob odstránenia zvarov alebo iného materiálu a hlboké škrabance po brúsnom kotúči sú presne to, čo si zákazník želal. Časti, ktoré vyžadujú iba konečnú úpravu, sa vyrábajú tak, aby nebolo potrebné nadmerné odoberanie materiálu. Typickým príkladom je diel z nehrdzavejúcej ocele s krásnym zvarom chráneným volfrámovou elektródou, ktorý stačí len zmiešať a prispôsobiť povrchovej úprave substrátu.
Brúsky s kotúčmi s nízkym úberom materiálu môžu pri práci s nehrdzavejúcou oceľou predstavovať vážne problémy. Prehriatie môže tiež spôsobiť zmodranie a zmenu vlastností materiálu. Cieľom je udržiavať nehrdzavejúcu oceľ počas celého procesu čo najchladnejšiu.
Z tohto dôvodu je užitočné vybrať si brúsny kotúč s najrýchlejšou rýchlosťou odoberania materiálu pre danú aplikáciu a rozpočet. Zirkónové kotúče brúsia rýchlejšie ako hliníkové, ale keramické kotúče fungujú vo väčšine prípadov najlepšie.
Extrémne silné a ostré keramické častice sa opotrebúvajú jedinečným spôsobom. Postupným rozpadom sa nesplošťujú, ale zachovávajú si ostrú hranu. To znamená, že dokážu veľmi rýchlo odoberať materiál, často niekoľkonásobne rýchlejšie ako iné brúsne kotúče. Vo všeobecnosti sa vďaka tomu keramické brúsne kotúče oplatia. Sú ideálne na obrábanie nehrdzavejúcej ocele, pretože rýchlo odstraňujú veľké triesky a vytvárajú menej tepla a deformácií.
Bez ohľadu na to, ktorý brúsny kotúč si výrobca vyberie, treba mať na pamäti potenciálnu kontamináciu. Väčšina výrobcov vie, že nemôžu použiť ten istý brúsny kotúč na uhlíkovú aj nehrdzavejúcu oceľ. Mnoho ľudí fyzicky oddeľuje brúsne operácie uhlíkovej a nehrdzavejúcej ocele. Aj malé iskry uhlíkovej ocele dopadajúce na súčiastky z nehrdzavejúcej ocele môžu spôsobiť problémy s kontamináciou. Mnohé odvetvia, ako napríklad farmaceutický a jadrový priemysel, vyžadujú, aby spotrebný materiál bol klasifikovaný ako neznečisťujúci. To znamená, že brúsne kotúče z nehrdzavejúcej ocele musia byť prakticky bez (menej ako 0,1 %) železa, síry a chlóru.
Brúsne kotúče sa samy nebrúsia, potrebujú elektrické náradie. Každý môže propagovať výhody brúsnych kotúčov alebo elektrického náradia, ale realita je taká, že elektrické náradie a jeho brúsne kotúče fungujú ako systém. Keramické brúsne kotúče sú určené pre uhlové brúsky s určitým výkonom a krútiacim momentom. Zatiaľ čo niektoré pneumatické brúsky majú požadované špecifikácie, vo väčšine prípadov sa brúsenie keramických kotúčov vykonáva pomocou elektrického náradia.
Brúsky s nedostatočným výkonom a krútiacim momentom môžu spôsobiť vážne problémy aj s najmodernejšími abrazívami. Nedostatok výkonu a krútiaceho momentu môže spôsobiť výrazné spomalenie nástroja pod tlakom, čo v podstate bráni keramickým časticiam na brúsnom kotúči v tom, na čo sú určené: rýchlo odstraňovať veľké kusy kovu, čím sa znižuje množstvo tepelného materiálu vstupujúceho do brúsneho kotúča. brúsny kotúč.
Toto zhoršuje začarovaný kruh: brúsky vidia, že sa žiadny materiál neodstraňuje, a tak inštinktívne tlačia silnejšie, čo následne vytvára nadmerné teplo a zmodranie. Nakoniec tlačia tak silno, že zafarbia kotúče, čo ich núti pracovať intenzívnejšie a vytvárať viac tepla skôr, ako si uvedomia, že je potrebné kotúče vymeniť. Ak takto pracujete s tenkými rúrkami alebo plechmi, nakoniec prejdú priamo cez materiál.
Samozrejme, ak operátori nie sú riadne vyškolení, aj s najlepšími nástrojmi môže dôjsť k tomuto začarovanému kruhu, najmä pokiaľ ide o tlak, ktorý vyvíjajú na obrobok. Osvedčeným postupom je čo najviac sa priblížiť k menovitému prúdu brúsky. Ak operátor používa 10-ampérovú brúsku, musí tlačiť tak silno, aby brúska odoberala približne 10 ampérov.
Použitie ampérmetra môže pomôcť štandardizovať brúsne operácie, ak výrobca spracováva veľké množstvo drahej nehrdzavejúcej ocele. Samozrejme, len málo prevádzok pravidelne používa ampérmeter, preto je najlepšie pozorne počúvať. Ak obsluha počuje a cíti, že otáčky rýchlo klesajú, možno tlačí príliš silno.
Počúvanie príliš ľahkých dotykov (t. j. príliš malý tlak) môže byť ťažké, preto môže v tomto prípade pomôcť pozornosť venovaná toku iskry. Brúsenie nehrdzavejúcej ocele vytvára tmavšie iskry ako uhlíková oceľ, ale mali by byť stále viditeľné a rovnomerne vyčnievať z pracovnej plochy. Ak obsluha zrazu vidí menej iskier, môže to byť spôsobené nedostatočným použitím sily alebo nedostatočným glazovaním kotúča.
Operátori musia tiež udržiavať konštantný pracovný uhol. Ak sa k obrobku priblížia takmer v pravom uhle (takmer rovnobežne s obrobkom), môžu spôsobiť značné prehriatie; ak sa priblížia pod príliš veľkým uhlom (takmer zvisle), riskujú, že narazia hranou kotúča do kovu. Ak používajú kotúč typu 27, mali by k obrobku pristupovať pod uhlom 20 až 30 stupňov. Ak majú kotúče typu 29, ich pracovný uhol by mal byť okolo 10 stupňov.
Brúsne kotúče typu 28 (kužeľové) sa zvyčajne používajú na brúsenie rovných povrchov na odstraňovanie materiálu na širších brúsnych dráhach. Tieto kužeľové kotúče tiež fungujú najlepšie pri nižších uhloch brúsenia (okolo 5 stupňov), takže pomáhajú znižovať únavu obsluhy.
To predstavuje ďalší dôležitý faktor: výber správneho typu brúsneho kotúča. Kotúč typu 27 má kontaktný bod s kovovým povrchom, kotúč typu 28 má kontaktnú čiaru vďaka svojmu kužeľovitému tvaru a kotúč typu 29 má kontaktnú plochu.
Dnešné najbežnejšie kotúče typu 27 dokážu vykonávať prácu v mnohých oblastiach, ale ich tvar sťažuje prácu s hlboko profilovanými dielmi a krivkami, ako sú napríklad zvárané zostavy rúrok z nehrdzavejúcej ocele. Profilový tvar kotúča typu 29 uľahčuje prácu operátorom, ktorí potrebujú brúsiť kombinované zakrivené a rovné povrchy. Kotúč typu 29 to dosahuje zvýšením kontaktnej plochy, čo znamená, že operátor nemusí tráviť veľa času brúsením na každom mieste – čo je dobrá stratégia na zníženie hromadenia tepla.
V skutočnosti to platí pre akýkoľvek brúsny kotúč. Pri brúsení by obsluha nemala dlho zostať na jednom mieste. Predpokladajme, že obsluha odoberá kov z okraja dlhého niekoľko stôp. Môže poháňať kotúč krátkymi pohybmi hore a dole, ale to môže spôsobiť prehriatie obrobku, pretože kotúč sa dlhší čas drží v malej oblasti. Na zníženie prívodu tepla môže obsluha previesť celý zvar v jednom smere na jednom hrote, potom zdvihnúť nástroj (a nechať obrobok vychladnúť) a prejsť obrobkom v rovnakom smere na druhom hrote. Fungujú aj iné metódy, ale všetky majú jednu spoločnú vec: zabraňujú prehriatiu tým, že udržiavajú brúsny kotúč v pohybe.
Tomu napomáhajú aj široko používané metódy „česania“. Predpokladajme, že operátor brúsi tupý zvar v plochej polohe. Aby sa znížilo tepelné namáhanie a nadmerné rytie, vyhýba sa tlačeniu brúsky pozdĺž spoja. Namiesto toho začína na konci a vedie brúsku pozdĺž spoja. To tiež zabraňuje príliš hlbokému zanoreniu kotúča do materiálu.
Samozrejme, akákoľvek technika môže prehriať kov, ak obsluha pracuje príliš pomaly. Ak pracujete príliš pomaly, obsluha prehreje obrobok; ak sa pohybujete príliš rýchlo, brúsenie môže trvať dlho. Nájdenie optimálnej rýchlosti posuvu si zvyčajne vyžaduje skúsenosti. Ak však obsluha nie je s danou prácou oboznámená, môže šrot obrúsiť, aby „nacítila“ vhodnú rýchlosť posuvu pre obrobok.
Stratégia konečnej úpravy závisí od stavu povrchu materiálu pri vstupe a výstupe z dokončovacieho oddelenia. Určte počiatočný bod (dosiahnutý stav povrchu) a koncový bod (požadovaná konečná úprava) a potom vytvorte plán na nájdenie najlepšej cesty medzi týmito dvoma bodmi.
Často najlepšia cesta nezačína vysoko agresívnym abrazívom. Môže sa to zdať neintuitívne. Prečo predsa nezačať s hrubým pieskom, aby ste dosiahli drsný povrch, a potom prejsť na jemnejší piesok? Nebolo by veľmi neefektívne začať s jemnejšou zrnitosťou?
Nie nevyhnutne, opäť to súvisí s povahou porovnania. Ako sa v každom kroku dosahuje jemnejšia zrnitosť, kondicionér nahrádza hlbšie škrabance stále jemnejšími. Ak začnú s brúsnym papierom so zrnitosťou 40 alebo otočnou panvicou, zanechajú na kove hlboké škrabance. Bolo by skvelé, keby tieto škrabance priblížili povrch k požadovanému výsledku, a preto sú k dispozícii materiály na konečnú úpravu so zrnitosťou 40. Ak si však zákazník vyžiada povrchovú úpravu č. 4 (smerové brúsenie), odstránenie hlbokých škrabancov po brúsení so zrnitosťou č. 40 trvá dlho. Remeselníci buď používajú viacero veľkostí zrnitosti, alebo strávia veľa času používaním jemnozrnných abrazív na odstránenie týchto veľkých škrabancov a ich nahradenie menšími. Toto všetko je nielen neefektívne, ale tiež príliš zahrieva obrobok.
Samozrejme, používanie jemnozrnných abrazív na drsných povrchoch môže byť pomalé a v kombinácii so zlou technikou vedie k prílišnému zahrievaniu. S tým môžu pomôcť kotúče typu dva v jednom alebo stupňovité kotúče. Tieto kotúče obsahujú brúsne plátna kombinované s materiálmi na úpravu povrchu. Remeselníkovi efektívne umožňujú použiť abrazíva na odstránenie materiálu a zároveň zanechať hladší povrch.
Ďalším krokom pri konečnej úprave môže byť použitie netkaných textílií, čo ilustruje ďalšiu jedinečnú vlastnosť konečnej úpravy: proces funguje najlepšie s elektrickým náradím s premenlivou rýchlosťou. Uhlová brúska bežiaca pri 10 000 otáčkach za minútu si poradí s niektorými abrazívnymi materiálmi, ale niektoré netkané materiály úplne roztaví. Z tohto dôvodu sa pred konečnou úpravou netkaných textílií dokončovacie stroje spomalia na 3 000 – 6 000 otáčok za minútu. Presná rýchlosť samozrejme závisí od aplikácie a spotrebného materiálu. Napríklad bubny s netkanými textíliami sa zvyčajne otáčajú rýchlosťou 3 000 až 4 000 otáčok za minútu, zatiaľ čo kotúče na povrchovú úpravu sa zvyčajne otáčajú rýchlosťou 4 000 až 6 000 otáčok za minútu.
Správne nástroje (brúsky s premenlivou rýchlosťou, rôzne materiály na konečnú úpravu) a určenie optimálneho počtu krokov v podstate poskytujú mapu, ktorá ukazuje najlepšiu cestu medzi vstupným a hotovým materiálom. Presná cesta závisí od aplikácie, ale skúsení rezbári sa touto cestou riadia pomocou podobných metód orezávania.
Povrch z nehrdzavejúcej ocele dotvárajú rolky netkanej textílie. Pre efektívnu povrchovú úpravu a optimálnu životnosť spotrebného materiálu sa rôzne povrchové materiály používajú s rôznymi rýchlosťami otáčania.
Najprv si dajú čas. Ak vidia, že sa tenký kus nehrdzavejúcej ocele zahrieva, prestanú dokončovať na jednom mieste a začnú na inom. Alebo môžu pracovať na dvoch rôznych artefaktoch súčasne. Pracujú trochu na jednom a potom na druhom, pričom druhému kusu dajú čas vychladnúť.
Pri leštení do zrkadlového lesku môže leštič leštiť krížovo leštiacim valcom alebo leštiacim kotúčom v smere kolmom na predchádzajúci krok. Krížové brúsenie zvýrazňuje oblasti, ktoré by mali zlúčiť s predchádzajúcim vzorom škrabancov, ale stále nedosahuje zrkadlový lesk povrchu č. 8. Po odstránení všetkých škrabancov bude na vytvorenie požadovaného lesklého povrchu potrebná plstená handrička a leštiaca podložka.
Aby výrobcovia dosiahli správnu povrchovú úpravu, musia poskytnúť povrchovým úpravárom správne nástroje vrátane skutočných nástrojov a materiálov, ako aj komunikačné nástroje, ako je napríklad vytvorenie štandardných vzoriek na určenie, ako by mala určitá povrchová úprava vyzerať. Tieto vzorky (umiestnené vedľa oddelenia povrchových úprav, v školiacich materiáloch a v predajných materiáloch) pomáhajú udržiavať všetkých na rovnakej vlnovej dĺžke.
Pokiaľ ide o samotné nástroje (vrátane elektrického náradia a abrazív), geometria niektorých dielov môže byť náročná aj pre najskúsenejší tím dokončovacích prác. V tom vám pomôžu profesionálne nástroje.
Predpokladajme, že operátor potrebuje zostaviť tenkostennú rúru z nehrdzavejúcej ocele. Použitie lamelových kotúčov alebo dokonca bubnov môže viesť k problémom, prehriatiu a niekedy dokonca k plochému miestu na samotnej rúre. Tu môžu pomôcť pásové brúsky určené na rúry. Dopravný pás pokrýva väčšinu priemeru rúry, rozdeľuje kontaktné body, zvyšuje účinnosť a znižuje príkon tepla. Avšak, ako pri všetkom ostatnom, remeselník stále musí presunúť pásovú brúsku na iné miesto, aby sa znížilo nadmerné hromadenie tepla a zabránilo sa zmodraniu.
To isté platí pre iné profesionálne nástroje na dokončovacie práce. Predstavte si pásovú brúsku určenú pre ťažko dostupné miesta. Finišer ju môže použiť na vytvorenie kútového zvaru medzi dvoma doskami pod ostrým uhlom. Namiesto vertikálneho pohybu prstovej pásovej brúsky (podobne ako pri čistení zubov) ju technik pohybuje horizontálne pozdĺž horného okraja kútového zvaru a potom pozdĺž spodnej časti, pričom dbá na to, aby prstová brúska nezostala na jednom mieste príliš dlho.
Zváranie, brúsenie a povrchová úprava nehrdzavejúcej ocele prináša ďalšiu výzvu: zabezpečenie správnej pasivácie. Zostala po všetkých týchto poruchách na povrchu materiálu nejaká kontaminácia, ktorá by zabránila prirodzenej tvorbe vrstvy chrómu z nehrdzavejúcej ocele na celom povrchu? Posledná vec, ktorú výrobca potrebuje, je nahnevaný zákazník, ktorý sa sťažuje na hrdzavé alebo znečistené diely. Tu prichádza na rad správne čistenie a sledovateľnosť.
Elektrochemické čistenie môže pomôcť odstrániť nečistoty a zabezpečiť správnu pasiváciu, ale kedy by sa malo toto čistenie vykonať? Závisí to od aplikácie. Ak výrobcovia čistia nehrdzavejúcu oceľ, aby zabezpečili úplnú pasiváciu, zvyčajne tak robia ihneď po zváraní. Ak tak neurobia, povrchová úprava môže absorbovať povrchové nečistoty z obrobku a distribuovať ich na iné miesta. V niektorých kritických aplikáciách však výrobcovia môžu pridať ďalšie kroky čistenia – možno dokonca testovanie správnej pasivácie predtým, ako nehrdzavejúca oceľ opustí výrobnú halu.
Predpokladajme, že výrobca zvára dôležitý komponent z nehrdzavejúcej ocele pre jadrový priemysel. Profesionálna zváračka volfrámovým oblúkom vytvára hladký šev, ktorý vyzerá dokonale. Ale opäť, toto je kritická aplikácia. Člen oddelenia konečnej úpravy používa kefu pripojenú k elektrochemickému čistiacemu systému na čistenie povrchu zvaru. Potom zvar prebrúsil netkaným abrazívom a handričkou a všetko dohladil na hladký povrch. Potom prichádza na rad posledné kefovanie s elektrochemickým čistiacim systémom. Po dni alebo dvoch prestojoch sa pomocou prenosného testera skontroluje správna pasivácia dielu. Výsledky, zaznamenané a uložené spolu s úlohou, ukázali, že diel bol pred opustením továrne úplne pasivovaný.
Vo väčšine výrobných závodov sa brúsenie, konečná úprava a čistenie pasivácie nehrdzavejúcej ocele zvyčajne vykonávajú v nasledujúcich krokoch. V skutočnosti sa zvyčajne vykonávajú krátko pred odovzdaním zákazky.
Nesprávne opracované diely vytvárajú jeden z najdrahších odpadov a prepracovaní, preto je pre výrobcov rozumné znova sa zamyslieť nad svojimi brúsnymi a dokončovacími oddeleniami. Zlepšenia v brúsení a dokončovaní pomáhajú eliminovať kľúčové úzke miesta, zlepšiť kvalitu, eliminovať bolesti hlavy a predovšetkým zvýšiť spokojnosť zákazníkov.
FABRICATOR je popredný severoamerický časopis o výrobe a tvárnení ocele. Časopis publikuje novinky, technické články a úspešné príbehy, ktoré umožňujú výrobcom vykonávať svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR pôsobí v tomto odvetví od roku 1970.
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii The FABRICATOR, jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne dostupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Získajte plný digitálny prístup k časopisu STAMPING, ktorý obsahuje najnovšie technológie, osvedčené postupy a novinky z odvetvia lisovania kovov.
Teraz s plným digitálnym prístupom k The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.