Za zagotovitev ustrezne pasivizacije tehniki elektrokemično očistijo vzdolžne zvare valjanih profilov nerjavečega jekla. Slika je vljudnost podjetja Walter Surface Technologies.
Predstavljajte si, da proizvajalec sklene pogodbo, ki vključuje ključno izdelavo nerjavečega jekla. Pločevina in cevni deli se razrežejo, upognejo in zvarijo, preden pristanejo na končni postaji. Del je sestavljen iz plošč, ki so navpično privarjene na cev. Varjeni spoji so videti dobro, vendar to ni popolna cena, ki jo išče stranka. Posledično brusilnik porabi čas za odstranjevanje več zvarne kovine kot običajno. Nato se je na površini žal pojavilo nekaj izrazitih modrih madežev – jasen znak prevelikega vnosa toplote. V tem primeru to pomeni, da del ne bo izpolnjeval zahtev stranke.
Brušenje in končna obdelava, ki se pogosto izvajata ročno, zahtevata spretnost in znanje. Napake pri končni obdelavi so lahko zelo drage glede na vso vrednost, ki je bila dana obdelovancu. Dodatek dragih toplotno občutljivih materialov, kot je nerjaveče jeklo, lahko povzroči višje stroške predelave in namestitve odpadkov. V kombinaciji z zapleti, kot sta kontaminacija in napake pri pasivizaciji, se lahko nekoč donosen posel z nerjavnim jeklom spremeni v izgubo denarja ali celo v nesrečo, ki škoduje ugledu.
Kako proizvajalci preprečijo vse to? Začnejo lahko z razvojem svojega znanja o brušenju in končni obdelavi, razumevanjem vlog, ki jih imata vsaka od njiju, in kako vplivata na obdelovance iz nerjavečega jekla.
Niso sinonimi. Pravzaprav ima vsak bistveno drugačen cilj. Brušenje odstrani materiale, kot so ostružki in odvečna kovina varjenja, medtem ko fina obdelava zagotavlja končno obdelavo kovinske površine. Zmeda je razumljiva, saj tisti, ki brusijo z velikimi brusilnimi ploščami, zelo hitro odstranijo veliko kovine, kar lahko pusti zelo globoke praske. Toda pri brušenju so praske le posledični učinek; cilj je hitro odstraniti material, zlasti pri delu s toplotno občutljivimi kovinami, kot je nerjaveče jeklo.
Končna obdelava se izvaja postopno, saj operater začne z večjo granulacijo in nato nadaljuje z uporabo finejših brusnih plošč, netkanih abrazivov ter morda filca in polirne paste, da doseže zrcalni videz. Cilj je doseči določen končni rezultat (vzorec prask). Vsak korak (finejša granulacija) odstrani globlje praske iz prejšnjega koraka in jih nadomesti z manjšimi praskami.
Ker imata brušenje in končna obdelava različna cilja, se pogosto ne dopolnjujeta in si lahko dejansko nasprotujeta, če se uporabi napačna strategija potrošnega materiala. Za odstranitev odvečne varilne kovine operaterji z brusnimi kolesi naredijo zelo globoke praske, nato pa del predajo obdelovalcu, ki mora zdaj porabiti veliko časa za odstranjevanje teh globokih prask. To zaporedje od brušenja do končne obdelave je morda še vedno najučinkovitejši način za izpolnjevanje zahtev strank glede končne obdelave. Vendar pa to nista dopolnilna procesa.
Površine obdelovancev, zasnovane za izdelavo, običajno ne zahtevajo brušenja in končne obdelave. Deli, ki so brušeni, to storijo le zato, ker je brušenje najhitrejši način za odstranjevanje zvarov ali drugega materiala, globoke praske, ki jih pusti brusilno kolo, pa so točno to, kar si stranka želi. Deli, ki zahtevajo le končno obdelavo, so izdelani na način, ki ne zahteva prekomernega odstranjevanja materiala. Tipičen primer je del iz nerjavečega jekla s čudovitim varom, zaščitenim s plinsko volframovo elektrodo, ki ga je treba le zmešati in uskladiti s končnim vzorcem podlage.
Brusilniki z brusilnimi ploščami za nizko odvzemanje lahko predstavljajo znatne izzive pri delu z nerjavnim jeklom. Prav tako lahko pregrevanje povzroči modrikavost in spremeni lastnosti materiala. Cilj je, da nerjavno jeklo med postopkom ostane čim bolj hladno.
V ta namen je koristno izbrati brusilno kolo z najhitrejšo hitrostjo odstranjevanja glede na uporabo in proračun. Cirkonove plošče brusijo hitreje kot aluminijeve, vendar v večini primerov najbolje delujejo keramične plošče.
Izjemno trdi in ostri keramični delci se obrabljajo na edinstven način. Ko se postopoma razgradijo, ne brusijo ravno, ampak ohranjajo oster rob. To pomeni, da lahko zelo hitro odstranijo material, pogosto v delčku časa kot drugi brusilni diski. Zaradi tega so keramični brusilni diski na splošno vredni svojega denarja. Idealni so za uporabo v nerjavnem jeklu, ker hitro odstranijo velike odrezke in ustvarijo manj toplote in deformacij.
Ne glede na to, katero brusilno kolo izbere proizvajalec, je treba upoštevati morebitno kontaminacijo. Večina proizvajalcev ve, da istega brusilnega kolesa ne morejo uporabljati na ogljikovem in nerjavnem jeklu. Mnogi ljudje fizično ločujejo brušenje ogljikovega in nerjavnega jekla. Že majhne iskre ogljikovega jekla, ki padejo na obdelovance iz nerjavnega jekla, lahko povzročijo težave s kontaminacijo. Številne industrije, kot sta farmacevtska in jedrska industrija, zahtevajo, da so potrošni materiali ocenjeni kot neškodljivi za onesnaževanje. To pomeni, da morajo biti brusilna kolesa za nerjavno jeklo skoraj brez (manj kot 0,1 %) železa, žvepla in klora.
Brusilne plošče se ne morejo brusiti same; potrebujejo električno orodje. Vsakdo lahko hvali prednosti brusilnih plošč ali električnega orodja, vendar je resničnost, da električno orodje in njihove brusilne plošče delujejo kot sistem. Keramične brusilne plošče so zasnovane za kotne brusilnike z določeno močjo in navorom. Medtem ko imajo nekateri zračni brusilniki potrebne specifikacije, se večina brušenja keramičnih plošč izvaja z električnim orodjem.
Brusilniki z nezadostno močjo in navorom lahko povzročijo resne težave, tudi z najnaprednejšimi abrazivi. Pomanjkanje moči in navora lahko povzroči znatno upočasnitev orodja pod pritiskom, kar v bistvu preprečuje keramičnim delcem na brusilnem kolesu, da bi naredili tisto, za kar so bili zasnovani: hitro odstranili velike kose kovine in s tem zmanjšali količino termičnega materiala, ki vstopa v brusilno kolo.
To še poslabša začaran krog: brusilci vidijo, da se material ne odstranjuje, zato nagonsko pritiskajo močneje, kar posledično povzroča prekomerno segrevanje in modrikasto obarvanje. Na koncu pritiskajo tako močno, da brusilna kolesa postanejo glazirna, zaradi česar delajo bolj intenzivno in ustvarjajo več toplote, preden se zavejo, da jih morajo zamenjati. Če na ta način delate na tankih ceveh ali ploščah, bodo brusilna kolesa na koncu prerezala material.
Seveda, če upravljavci niso ustrezno usposobljeni, se lahko tudi z najboljšim orodjem zgodi ta začarani krog, zlasti ko gre za pritisk, ki ga izvajajo na obdelovanec. Najboljša praksa je, da se čim bolj približate nazivnemu toku brusilnika. Če upravljavec uporablja 10-amperski brusilnik, naj pritiska tako močno, da brusilnik porabi približno 10 amperov.
Uporaba ampermetra lahko pomaga standardizirati brusilne operacije, če proizvajalec obdeluje velike količine dragega nerjavečega jekla. Seveda le malo operacij dejansko redno uporablja ampermeter, zato je najbolje, da pozorno poslušate. Če upravljavec sliši in čuti, da se število vrtljajev hitro zmanjšuje, morda preveč pritiska.
Poslušanje prelahkih dotikov (tj. premajhnega pritiska) je lahko težavno, zato lahko v tem primeru pomaga pozornost na tok isker. Brušenje nerjavečega jekla bo povzročilo temnejše iskre kot ogljikovo jeklo, vendar morajo biti še vedno vidne in enakomerno štrleti iz delovnega območja. Če upravljavec nenadoma vidi manj isker, je to morda zato, ker ne pritiska dovolj ali ne glazira brusnega kolesa.
Upravljavci morajo vzdrževati tudi dosleden delovni kot. Če se obdelovancu približajo pod skoraj ravnim kotom (skoraj vzporedno z obdelovancem), lahko povzročijo močno pregrevanje; če se približajo pod prevelikim kotom (skoraj navpično), tvegajo, da se rob kolesa zarije v kovino. Če uporabljajo kolo tipa 27, naj se obdelovancu približajo pod kotom od 20 do 30 stopinj. Če imajo kolesa tipa 29, naj bo njihov delovni kot približno 10 stopinj.
Brusilna kolesa tipa 28 (zožnata) se običajno uporabljajo za brušenje ravnih površin za odstranjevanje materiala na širših brusnih poteh. Ta zožena kolesa najbolje delujejo tudi pri nižjih kotih brušenja (približno 5 stopinj), zato pomagajo zmanjšati utrujenost upravljavca.
To uvaja še en ključni dejavnik: izbiro prave vrste brusilnega kolesa. Brusilno kolo tipa 27 ima kontaktno točko na kovinski površini; brusilno kolo tipa 28 ima kontaktno linijo zaradi svoje stožčaste oblike; brusilno kolo tipa 29 ima kontaktno površino.
Daleč najpogostejša brusna kolesa tipa 27 lahko opravijo delo v številnih aplikacijah, vendar njihova oblika otežuje obdelavo delov z globokimi profili in krivuljami, kot so varjeni sklopi cevi iz nerjavečega jekla. Oblika profila brusnega kolesa tipa 29 olajša delo operaterjem, ki morajo brusiti kombinacijo ukrivljenih in ravnih površin. Brusno kolo tipa 29 to doseže s povečanjem površine stika, kar pomeni, da operaterju ni treba porabiti veliko časa za brušenje na vsaki lokaciji – dobra strategija za zmanjšanje kopičenja toplote.
Pravzaprav to velja za katero koli brusilno kolo. Pri brušenju upravljavec ne sme dolgo ostati na istem mestu. Recimo, da upravljavec odstranjuje kovino iz nekaj metrov dolgega zaobljenja. Kolo lahko krmili s kratkimi gibi gor in dol, vendar lahko to pregreje obdelovanec, ker kolo dlje časa drži na majhnem območju. Da bi zmanjšal vnos toplote, lahko upravljavec premakne celoten zvar v eno smer blizu enega konice, nato dvigne orodje (in obdelovancu da čas, da se ohladi) in premakne obdelovanec v isto smer blizu drugega konice. Druge tehnike delujejo, vendar imajo vse eno skupno značilnost: preprečijo pregrevanje tako, da ohranjajo brusilno kolo v gibanju.
Pri tem pomagajo tudi pogosto uporabljene tehnike "mikanja". Recimo, da operater brusi čelni zvar v ravnem položaju. Da bi zmanjšal toplotno obremenitev in prekomerno kopanje, se je izognil potiskanju brusilnika vzdolž spoja. Namesto tega začne na koncu in vleče brusilnik vzdolž spoja. To tudi preprečuje, da bi se kolo preveč zarezalo v material.
Seveda lahko vsaka tehnika pregreje kovino, če operater deluje prepočasi. Če gremo prepočasi, bo operater pregrel obdelovanec; če gremo prehitro, lahko brušenje traja dolgo. Iskanje optimalne hitrosti podajanja običajno zahteva izkušnje. Če pa operater ni seznanjen z delom, lahko zmelje odpadni material, da dobi "občutek" za ustrezno hitrost podajanja za obdelovanec.
Strategija končne obdelave se vrti okoli stanja površine materiala, ko prispe in zapusti oddelek za končno obdelavo. Določite začetno točko (prejeto stanje površine) in končno točko (zahtevana končna obdelava), nato pa naredite načrt za iskanje najboljše poti med tema dvema točkama.
Pogosto se najboljša pot ne začne z zelo agresivnim abrazivom. To se morda sliši nelogično. Zakaj ne bi začeli z grobim peskom, da bi dobili hrapavo površino, in nato prešli na finejši pesek? Ali ne bi bilo zelo neučinkovito začeti z finejšim zrnom?
Ni nujno, to je spet povezano z naravo zbiranja. Ko vsak korak doseže manjšo granulacijo, kondicioner nadomesti globlje praske s plitvejšimi, finejšimi praskami. Če začnejo z brusnim papirjem granulacije 40 ali zvitim diskom, bodo na kovini pustili globoke praske. Bilo bi super, če bi te praske površino približale želenemu zaključku; zato obstajajo ti materiali za končno obdelavo granulacije 40. Če pa stranka zahteva zaključno obdelavo št. 4 (smerno krtačeno zaključno obdelavo), bo odstranjevanje globokih prask, ki jih ustvari abraziv št. 40, trajalo dolgo. Obdelovalci bodisi preidejo na več velikosti granulacije bodisi porabijo veliko časa za uporabo drobnozrnatih abrazivov, da odstranijo te velike praske in jih nadomestijo z manjšimi praskami. Vse to ni le neučinkovito, ampak tudi v obdelovanec vnaša preveč toplote.
Seveda je lahko uporaba finozrnatih abrazivov na hrapavih površinah počasna in v kombinaciji s slabo tehniko povzroči preveč toplote. Tukaj lahko pomaga dvodelni ali stopničasto razporejeni lamelni disk. Ti diski vključujejo abrazivne tkanine v kombinaciji z materiali za obdelavo površin. Učinkovito omogočajo obdelovalcu, da z abrazivi odstrani material, hkrati pa pusti bolj gladek zaključek.
Naslednji korak pri končni obdelavi lahko vključuje uporabo netkanih tekstilij, kar ponazarja še eno edinstveno značilnost obdelave: postopek najbolje deluje z električnimi orodji s spremenljivo hitrostjo. Pravokotni brusilnik, ki deluje s hitrostjo 10.000 vrt/min, lahko deluje z nekaterimi brusilnimi mediji, vendar bo nekatere netkane tekstilije temeljito stalil. Zaradi tega obdelovalci pred začetkom zaključne obdelave z netkanimi tekstilijami zmanjšajo hitrost na med 3000 in 6000 vrt/min. Seveda je natančna hitrost odvisna od uporabe in potrošnega materiala. Na primer, bobni z netkanimi tekstilijami se običajno vrtijo med 3000 in 4000 vrt/min, medtem ko se diski za površinsko obdelavo običajno vrtijo med 4000 in 6000 vrt/min.
Z ustreznimi orodji (brusilniki s spremenljivo hitrostjo, različnimi materiali za dodelavo) in določitvijo optimalnega števila korakov v bistvu dobite zemljevid, ki razkriva najboljšo pot med vhodnim in končnim materialom. Natančna pot se razlikuje glede na uporabo, vendar izkušeni obrezovalci sledijo tej poti z uporabo podobnih tehnik obrezovanja.
Netkani valji dopolnjujejo površino iz nerjavečega jekla. Za učinkovito končno obdelavo in optimalno življenjsko dobo potrošnega materiala se različni materiali za končno obdelavo vrtijo z različnimi vrtljaji.
Najprej si vzamejo čas. Če vidijo, da se tanek obdelovanec iz nerjavečega jekla segreva, prenehajo z obdelavo na enem mestu in začnejo na drugem. Ali pa hkrati delajo na dveh različnih artefaktih. Malo delajo na enem, nato na drugem, tako da se drugi obdelovanec ohladi.
Pri poliranju do zrcalne gladkosti lahko polirnik izvaja navzkrižno poliranje s polirnim bobnom ali polirno ploščo v smeri, pravokotni na prejšnji korak. Navzkrižno brušenje poudarja področja, ki se morajo zliti s prejšnjim vzorcem prask, vendar še vedno ne doseže zrcalne gladkosti št. 8. Ko so vse praske odstranjene, sta za ustvarjanje želenega sijajnega videza potrebna filc in polirno kolo.
Za dosego pravega zaključka morajo proizvajalci izvajalcem zaključnih del zagotoviti prava orodja, vključno z dejanskimi orodji in mediji, ter komunikacijska orodja, kot je vzpostavitev standardnih vzorcev za določitev, kako naj bi izgledal določen zaključni material. Ti vzorci (objavljeni v bližini oddelka za zaključno obdelavo, v dokumentih za usposabljanje in v prodajnih gradivih) pomagajo, da so vsi na isti strani.
Kar zadeva dejansko orodje (vključno z električnim orodjem in abrazivnimi mediji), lahko geometrija nekaterih delov predstavlja izziv tudi za najbolj izkušene zaposlene v oddelku za končno obdelavo. Tukaj lahko pomagajo profesionalna orodja.
Recimo, da mora operater dokončati tankostensko cevno sestavo iz nerjavečega jekla. Uporaba lamelnih diskov ali celo bobnov lahko povzroči težave, pregrevanje in včasih celo ustvari ravno mesto na sami cevi. Tukaj lahko pomagajo tračni brusilniki, zasnovani za cevi. Tekoči trak se ovije okoli večjega dela premera cevi, s čimer razširi stične točke, poveča učinkovitost in zmanjša vnos toplote. Kljub temu mora obdelovalec, tako kot pri vsem drugem, tračni brusilnik premakniti na drugo območje, da zmanjša prekomerno kopičenje toplote in prepreči modrenje.
Enako velja za druga profesionalna orodja za končno obdelavo. Razmislite o tračnem brusilniku s prsti, zasnovanem za tesne prostore. Obdelovalec ga lahko uporabi za sledenje kotnemu varu med dvema deskama pod ostrim kotom. Namesto da bi tračni brusilnik premikal navpično (kot bi si umival zobe), ga obdelovalec premika vodoravno vzdolž zgornjega roba kotnega varu, nato pa vzdolž spodnjega roba, pri čemer pazi, da brusilnik s prsti ne ostane v enem predolgo.
Varjenje, brušenje in končna obdelava nerjavečega jekla prinaša še en zaplet: zagotavljanje ustrezne pasivizacije. Ali po vseh teh motnjah na površini materiala ostanejo še kakšni onesnaževalci, ki bi preprečili, da bi se kromova plast nerjavečega jekla naravno oblikovala po celotni površini? Zadnja stvar, ki si jo proizvajalec želi, je jezen kupec, ki se pritožuje nad zarjavelimi ali onesnaženimi deli. Tukaj prideta v poštev pravilno čiščenje in sledljivost.
Elektrokemično čiščenje lahko pomaga odstraniti onesnaževalce in zagotoviti ustrezno pasivizacijo, vendar kdaj je treba to čiščenje izvesti? Odvisno od uporabe. Če proizvajalci nerjaveče jeklo očistijo za popolno pasivizacijo, to običajno storijo takoj po varjenju. Če tega ne storijo, lahko zaključni medij pobere površinske onesnaževalce z obdelovanca in jih razširi drugam. Vendar pa se lahko proizvajalci pri nekaterih kritičnih uporabah odločijo za dodatne korake čiščenja – morda celo za testiranje ustrezne pasivizacije, preden nerjaveče jeklo zapusti tovarniško površino.
Recimo, da proizvajalec vari ključno komponento iz nerjavečega jekla za jedrsko industrijo. Profesionalni varilec z volframovim elektrolitom naredi varilni šiv, ki je videti popoln. Toda spet gre za kritično uporabo. Zaposleni v oddelku za končno obdelavo uporablja krtačo, priključeno na elektrokemični čistilni sistem, za čiščenje površine zvara. Nato je zvarni del obdeloval z netkanim abrazivom in krpo za čiščenje ter vse skupaj enakomerno krtačil. Nato sledi končno krtačenje z elektrokemičnim čistilnim sistemom. Po enem ali dveh dneh mirovanja z ročno testno napravo preverite del, ali je pravilno pasiviziran. Rezultati, zabeleženi in shranjeni skupaj z delom, so pokazali, da je bil del popolnoma pasiviran, preden je zapustil tovarno.
V večini proizvodnih obratov se brušenje, dodelava in čiščenje nerjavečega jekla s pasivizacijo običajno izvajajo po koncu proizvodnje. Pravzaprav se običajno izvedejo tik preden je izdelek odpremljen.
Nepravilno izdelani deli povzročajo nekatere najdražje odpadke in predelave, zato je smiselno, da proizvajalci ponovno preučijo svoje oddelke za brušenje in končno obdelavo. Izboljšave pri brušenju in končni obdelavi pomagajo ublažiti večja ozka grla, izboljšati kakovost, odpraviti glavobole in, kar je najpomembneje, povečati zadovoljstvo strank.
FABRICATOR je vodilna severnoameriška revija za industrijo oblikovanja in obdelave kovin. Revija ponuja novice, tehnične članke in zgodbe primerov, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše opravljanje dela. FABRICATOR služi industriji že od leta 1970.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Uživajte v polnem dostopu do digitalne izdaje revije STAMPING Journal, ki ponuja najnovejše tehnološke dosežke, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije The Fabricator en Español, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.