Да би се осигурала правилна пасивација, техничари електрохемијски чисте уздужне заваре ваљаних профила нерђајућег челика. Слика љубазношћу компаније Walter Surface Technologies
Замислите да произвођач склапа уговор који укључује кључну израду нерђајућег челика. Лимови и делови цеви се секу, савијају и заварују пре него што стигну на завршну станицу. Део се састоји од плоча заварених вертикално на цев. Завари изгледају добро, али то није савршена цена коју купац тражи. Као резултат тога, брусилица троши време уклањајући више завара него обично. Онда се, нажалост, на површини појавила нека изразита плава нијанса – јасан знак превеликог уноса топлоте. У овом случају то значи да део неће испунити захтеве купца.
Често изведени ручно, брушење и завршна обрада захтевају спретност и вештину. Грешке у завршној обради могу бити веома скупе, с обзиром на сву вредност која је дата радном предмету. Додавањем скупих материјала осетљивих на топлоту, као што је нерђајући челик, трошкови прераде и уградње отпада могу бити већи. У комбинацији са компликацијама као што су контаминација и кварови пасивације, некада уносан посао са нерђајућим челиком може се претворити у губитак новца или чак несрећу која штети репутацији.
Како произвођачи спречавају све ово? Могу почети тако што ће развијати своје знање о брушењу и завршној обради, разумевајући улоге које свака од њих игра и како утичу на радне предмете од нерђајућег челика.
Они нису синоними. У ствари, свако има фундаментално другачији циљ. Брушење уклања материјале као што су неравнине и вишак завара, док завршна обрада пружа завршну обраду на металној површини. Забуна је разумљива, с обзиром на то да они који брусе великим брусним точковима веома брзо уклањају много метала, а то може оставити веома дубоке огреботине. Али код брушења, огреботине су само последица; циљ је брзо уклањање материјала, посебно када се ради са металима осетљивим на топлоту као што је нерђајући челик.
Завршна обрада се врши у корацима, где оператер почиње са већом гранулацијом и прелази на финије брусне точкове, неткане абразиве, а можда и филцану тканину и пасту за полирање како би се постигао сјајан сјај. Циљ је постићи одређени коначни изглед (шема огреботина). Сваки корак (финија гранулација) уклања дубље огреботине из претходног корака и замењује их мањим огреботинама.
Пошто брушење и завршна обрада имају различите циљеве, често се не допуњују и могу заправо да се супротставе једно другом ако се користи погрешна стратегија потрошног материјала. Да би уклонили вишак завара, оператери користе брусне точкове за прављење веома дубоких огреботина, а затим предају део обрађивачу, који сада мора да потроши много времена уклањајући те дубоке огреботине. Овај редослед од брушења до завршне обраде може и даље бити најефикаснији начин да се испуне захтеви купаца за завршну обраду. Али опет, то нису комплементарни процеси.
Површине радних предмета дизајниране за производност генерално не захтевају брушење и завршну обраду. Делови који се бруше то раде само зато што је брушење најбржи начин за уклањање завара или другог материјала, а дубоке огреботине које оставља брусни точак су управо оно што купац жели. Делови којима је потребна само завршна обрада производе се на начин који не захтева прекомерно уклањање материјала. Типичан пример је део од нерђајућег челика са прелепим заваром заштићеним гасом волфрама који само треба да се изједначи и усклади са завршном обрадом подлоге.
Брусилице са точковима за мало уклањање материјала могу представљати значајне изазове при раду са нерђајућим челиком. Слично томе, прегревање може изазвати плављење и промену својстава материјала. Циљ је да се нерђајући челик одржи што хладнијим током целог процеса.
У том циљу, корисно је одабрати брусни точак са најбржом брзином уклањања материјала за дату примену и буџет. Цирконијумски точкови се брусе брже од алуминијумских, али у већини случајева, керамички точкови најбоље раде.
Изузетно жилаве и оштре керамичке честице се троше на јединствен начин. Како се постепено распадају, оне не бруше равно, већ одржавају оштру ивицу. То значи да могу врло брзо уклонити материјал, често за делић времена у односу на друге брусне плоче. Због тога керамичке брусне плоче генерално вреде свог новца. Идеалне су за примене од нерђајућег челика јер брзо уклањају велике струготине и стварају мање топлоте и деформација.
Без обзира који брусни точак произвођач изабере, потребно је имати на уму потенцијалну контаминацију. Већина произвођача зна да не могу користити исти брусни точак на угљеничном и нерђајућем челику. Многи људи физички одвајају своје операције брушења угљеничног и нерђајућег челика. Чак и ситне варнице угљеничног челика које падну на радне предмете од нерђајућег челика могу изазвати проблеме са контаминацијом. Многе индустрије, као што су фармацеутска и нуклеарна индустрија, захтевају да потрошни материјал буде оцењен као без загађења. То значи да брусни токови за нерђајући челик морају бити готово без (мање од 0,1%) гвожђа, сумпора и хлора.
Брусни токови не могу сами да се брусе; потребан им је електрични алат. Свако може да хвали предности брусних токова или електричних алата, али стварност је да електрични алати и њихови брусни токови раде као систем. Керамички брусни токови су дизајнирани за угаоне брусилице са одређеном количином снаге и обртног момента. Док неке пневматичке брусилице имају потребне спецификације, већина брушења керамичких токова се врши електричним алатима.
Брусилице са недовољном снагом и обртним моментом могу изазвати озбиљне проблеме, чак и са најнапреднијим абразивима. Недостатак снаге и обртног момента може проузроковати значајно успоравање алата под притиском, у суштини спречавајући керамичке честице на брусном точку да раде оно за шта су дизајниране: брзо уклањање великих комада метала, чиме се смањује количина термичког материјала који улази у брусни точак.
Ово погоршава зачарани круг: оператери брушења виде да се материјал не уклања, па инстинктивно јаче притискају, што заузврат ствара вишак топлоте и плављење. На крају притискају толико јако да глазирају точкове, што их тера да раде више и стварају више топлоте пре него што схвате да треба да замене точкове. Ако радите на овај начин на танким цевима или лимовима, они на крају пролазе директно кроз материјал.
Наравно, ако оператери нису правилно обучени, чак и са најбољим алатима, може доћи до овог зачараног круга, посебно када је у питању притисак који врше на радни предмет. Најбоља пракса је да се што више приближи номиналној струји брусилице. Ако оператер користи брусилицу од 10 ампера, требало би да притисне толико снажно да брусилица повлачи око 10 ампера.
Коришћење амперметра може помоћи у стандардизацији операција брушења ако произвођач обрађује велике количине скупог нерђајућег челика. Наравно, мало операција заправо користи амперметар редовно, па је најбоље да пажљиво слушате. Ако оператер чује и осети да број обртаја брзо пада, можда превише притиска.
Ослушкивање превише лаганих додира (тј. премалог притиска) може бити тешко, тако да у овом случају обраћање пажње на ток варница може помоћи. Брушење нерђајућег челика ће произвести тамније варнице него угљенични челик, али оне би и даље требало да буду видљиве и да се шире из радног подручја на доследан начин. Ако оператер изненада види мање варница, то може бити зато што не примењује довољно притиска или не глазира точак.
Оператори такође морају да одржавају конзистентан радни угао. Ако прилазе радном предмету под скоро равним углом (скоро паралелно са радним предметом), могу изазвати велико прегревање; ако прилазе под превеликим углом (скоро вертикално), ризикују да зарију ивицу точка у метал. Ако користе точак типа 27, требало би да прилазе радном предмету под углом од 20 до 30 степени. Ако имају точкове типа 29, њихов радни угао треба да буде око 10 степени.
Брусни точкови типа 28 (конусни) се обично користе за брушење на равним површинама ради уклањања материјала на ширим путањама брушења. Ови конусни точкови такође најбоље раде при мањим угловима брушења (око 5 степени), тако да помажу у смањењу замора оператера.
Ово уводи још један критични фактор: избор правог типа брусног точка. Точак типа 27 има контактну тачку на металној површини; точак типа 28 има контактну линију због свог конусног облика; точак типа 29 има контактну површину.
Убедљиво најчешћи точкови типа 27 могу обавити посао у многим применама, али њихов облик отежава руковање деловима са дубоким профилима и кривинама, као што су заварени склопови цеви од нерђајућег челика. Облик профила точка типа 29 олакшава оператерима којима је потребно брусити комбинацију закривљених и равних површина. Точак типа 29 то постиже повећањем површине контакта, што значи да оператер не мора да проводи много времена брушећи на свакој локацији – добра стратегија за смањење накупљања топлоте.
У ствари, ово се односи на било који брусни точак. Приликом брушења, оператер не сме дуго остати на истом месту. Претпоставимо да оператер уклања метал са завоја дугог неколико стопа. Он може да управља точком кратким покретима горе-доле, али то може довести до прегревања радног предмета јер држи точак на малом подручју током дужег временског периода. Да би смањио унос топлоте, оператер може да пређе цео завар у једном правцу близу једног врха, затим да подигне алат (дајући радном предмету времена да се охлади) и да пређе радни предмет у истом правцу близу другог врха. Друге технике функционишу, али све имају једну заједничку карактеристику: избегавају прегревање тако што одржавају брусни точак у покрету.
Уобичајено коришћене технике „кардирања“ такође помажу у постизању овога. Претпоставимо да оператер бруси чеоно заваривање у равном положају. Да би смањио термичко напрезање и прекомерно копање, избегавао је гурање брусилице дуж споја. Уместо тога, почиње од краја и вуче брусилицу дуж споја. Ово такође спречава да се точак превише укопа у материјал.
Наравно, свака техника може прегрејати метал ако оператер ради преспоро. Ако радите преспоро, оператер ће прегрејати радни предмет; ако радите пребрзо, брушење може потрајати дуго. Проналажење идеалне брзине померања обично захтева искуство. Али ако оператер није упознат са послом, може да самлети отпадни материјал како би стекао „осећај“ одговарајуће брзине померања за радни предмет који је у рукама.
Стратегија завршне обраде се врти око стања површине материјала како стиже и излази из одељења за завршну обраду. Идентификујте почетну тачку (примљено стање површине) и крајњу тачку (потребна завршна обрада), а затим направите план за проналажење најбоље путање између те две тачке.
Често најбољи пут не почиње са веома агресивним абразивом. Ово може звучати контраинтуитивно. На крају крајева, зашто не почети са крупним песком да би се добила груба површина, а затим прећи на финији песак? Зар не би било веома неефикасно почети са финијом гранулацијом?
Не нужно, ово опет има везе са природом сређивања. Како сваки корак достиже мању гранулацију, кондиционер замењује дубље огреботине плићим, финијим огреботинама. Ако почну са брусним папиром гранулације 40 или флип диском, оставиће дубоке огреботине на металу. Било би сјајно када би те огреботине довеле површину близу жељене завршне обраде; зато постоје ти материјали за завршну обраду гранулације 40. Међутим, ако купац захтева завршну обраду бр. 4 (усмерено четкана завршна обрада), дубоке огреботине настале абразивом бр. 40 ће трајати дуго да се уклоне. Обрадници или прелазе на више величина гранулације или проводе дуго времена користећи финозрнасте абразиве да би уклонили те велике огреботине и заменили их мањим огреботинама. Не само да је све ово неефикасно, већ и уноси превише топлоте у радни предмет.
Наравно, употреба финих абразива на грубим површинама може бити спора и, у комбинацији са лошом техником, може довести до превише топлоте. Ту може помоћи двоструки или степенасто распоређени ламеларни диск. Ови дискови укључују абразивне тканине у комбинацији са материјалима за обраду површине. Они ефикасно омогућавају обрађивачу да користи абразиве за уклањање материјала, а истовремено оставља глаткију завршну обраду.
Следећи корак у завршној завршној обради може укључивати употребу нетканих материјала, што илуструје још једну јединствену карактеристику завршне обраде: процес најбоље функционише са електричним алатима са променљивом брзином. Брусилица под правим углом која ради на 10.000 о/мин може радити са неким медијима за брушење, али ће неке неткане материјале темељно истопити. Из тог разлога, обрађивачи смањују брзину на између 3.000 и 6.000 о/мин пре него што започну корак завршне обраде са нетканим материјалима. Наравно, тачна брзина зависи од примене и потрошног материјала. На пример, бубњеви са нетканим материјалима се обично окрећу између 3.000 и 4.000 о/мин, док се дискови за површинску обраду обично окрећу између 4.000 и 6.000 о/мин.
Поседовање правих алата (брусилице са променљивом брзином, различити материјали за завршну обраду) и одређивање оптималног броја корака у основи пружа мапу која открива најбољи пут између улазног и готовог материјала. Тачан пут варира у зависности од примене, али искусни резачи прате овај пут користећи сличне технике резања.
Неткани ваљци употпуњују површину од нерђајућег челика. За ефикасну завршну обраду и оптималан век трајања потрошног материјала, различити медији за завршну обраду раде на различитим обртајима.
Прво, не журе. Ако виде да се танки радни предмет од нерђајућег челика загрева, престају да завршавају на једном месту и почињу на другом. Или можда раде на два различита артефакта истовремено. Раде мало на једном, па мало на другом, дајући другом радном предмету времена да се охлади.
Приликом полирања до огледалног сјаја, полирач може да врши унакрсно полирање бубњем за полирање или диском за полирање, у смеру нормалном на претходни корак. Унакрсним брушењем се истичу подручја која треба да се уклопе у претходни узорак огреботина, али и даље неће довести површину до огледалног сјаја бр. 8. Након што се све огреботине уклоне, потребни су филцана крпа и полирајући точак да би се створио жељени сјајни финиш.
Да би се постигла права завршна обрада, произвођачи морају да обезбеде завршним радницима одговарајуће алате, укључујући стварне алате и медије, као и алате за комуникацију, као што је успостављање стандардних узорака како би се одредило како би одређена завршна обрада требало да изгледа. Ови узорци (постављени близу одељења за завршну обраду, у документима за обуку и у продајној литератури) помажу да се сви разумеју.
Што се тиче саме употребе алата (укључујући електричне алате и абразивне медије), геометрија одређених делова може представљати изазов чак и за најискусније запослене у одељењу за завршну обраду. Ту професионални алати могу помоћи.
Претпоставимо да оператер треба да заврши склоп танкозидне цеви од нерђајућег челика. Коришћење лепљивих дискова или чак бубњева може изазвати проблеме, прегревање, а понекад чак и створити равну тачку на самој цеви. Овде могу помоћи трачне брусилице дизајниране за цеви. Транспортна трака се обавија око већег дела пречника цеви, ширећи тачке контакта, повећавајући ефикасност и смањујући унос топлоте. Уз то речено, као и са свим осталим, обрађивач и даље мора да помери трачну брусилицу на друго место како би ублажио вишак накупљања топлоте и избегао плављење.
Исто важи и за друге професионалне алате за завршну обраду. Размотрите прстасту трачну брусилицу дизајнирану за уске просторе. Завршни мајстор би је могао користити за праћење угаоног вара између две даске под оштрим углом. Уместо да помера прстасту трачну брусилицу вертикално (као што перете зубе), машина за обраду је помера хоризонтално дуж горњег дела угаоног вара, затим доњег дела, водећи рачуна да прстаста брусилица не остане у једном предуго.
Заваривање, брушење и завршна обрада нерђајућег челика доноси још једну компликацију: обезбеђивање правилне пасивације. Након свих ових поремећаја површине материјала, да ли постоје неки преостали загађивачи који би спречили природно формирање слоја хрома нерђајућег челика по целој површини? Последње што произвођач жели је љутити купац који се жали на зарђале или контаминиране делове. Ту долазе до изражаја правилно чишћење и праћење.
Електрохемијско чишћење може помоћи у уклањању загађивача како би се осигурала правилна пасивација, али када треба извршити ово чишћење? Зависи од примене. Ако произвођачи чисте нерђајући челик како би подстакли потпуну пасивацију, обично то чине одмах након заваривања. Ако се то не учини, медијум за завршну обраду може покупити површинске загађиваче са радног предмета и проширити их на друга места. Међутим, за неке критичне примене, произвођачи могу да одаберу да убаце додатне кораке чишћења - можда чак и тестирање правилне пасивације пре него што нерђајући челик напусти фабрички погон.
Претпоставимо да произвођач заварива критичну компоненту од нерђајућег челика за нуклеарну индустрију. Професионални заваривач волфрамовим електролом поставља шав који изгледа савршено. Али опет, ово је критична примена. Запослени у одељењу за завршну обраду користи четку повезану са електрохемијским системом за чишћење да би очистио површину завара. Затим је обрадио врх завара нетканим абразивом и тканином за обраду и све довео до равномерног четканог завршетка. Затим долази завршно четкање електрохемијским системом за чишћење. Након што одстоји дан или два, користите ручни уређај за тестирање дела на правилну пасивацију. Резултати, забележени и сачувани уз посао, показали су да је део био потпуно пасивиран пре него што је напустио фабрику.
У већини производних погона, брушење, завршна обрада и чишћење пасивације нерђајућег челика обично се одвијају низводно. У ствари, обично се изводе непосредно пре него што се посао испоручи.
Неправилно завршени делови генеришу неке од најскупљих отпадака и прераде, тако да је логично да произвођачи поново размотре своја одељења за брушење и завршну обраду. Побољшања у брушењу и завршној обради помажу у ублажавању главних уских грла, побољшању квалитета, елиминисању главобоља и, што је најважније, повећању задовољства купаца.
FABRICATOR је водећи часопис у Северној Америци за индустрију обликовања и прераде метала. Часопис пружа вести, техничке чланке и примере из праксе који омогућавају произвођачима да ефикасније обављају свој посао. FABRICATOR служи индустрији од 1970. године.
Сада са потпуним приступом дигиталном издању часописа The FABRICATOR, лаким приступом вредним индустријским ресурсима.
Дигитално издање часописа „The Tube & Pipe Journal“ је сада потпуно доступно, пружајући лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Уживајте у пуном приступу дигиталном издању часописа STAMPING Journal, који пружа најновија технолошка достигнућа, најбоље праксе и вести из индустрије за тржиште штанцања метала.
Сада са потпуним приступом дигиталном издању часописа The Fabricator en Español, лаким приступом вредним индустријским ресурсима.