Основные стратегии для эффективной подготовки к сварке

В любом применении правильная подготовка металла к сварке — ключ к производству высококачественных результатов, поддержанию стабильных уровней производительности и минимизации затрат — особенно затрат, связанных с переработкой и простоем.

Начиная с максимально чистой поверхности значительно увеличивает шансы на получение надежного и прочного шва. Поэтому оснащение операторов лучшими практиками для правильного и эффективного выполнения подготовки к сварке важно для оптимизации общей сварочной операции.

Имейте план
Для правильной подготовки к сварке важно иметь план перед началом. Иначе легко полностью броситься в проект, который кажется простым, а затем быстро обнаружить, что есть многие факторы, которые могут привести к затратным задержкам, дополнительным шагам или переработке. Наличие плана также помогает устоять перед соблазном брать ярлыки, когда возникают проблемы.

Рассмотрите эти вопросы при составлении вашей стратегии подготовки к сварке:

• Какой сварочный процесс я использую? Если вы используете ручную дуговую сварку (SMAW), вы часто можете обойтись с некоторыми примесями на поверхности материала, но процесс потребует больше послесварочной и межпробежной очистки. Газовая дуговая сварка в защитной среде (GMAW) и вольфрамовая дуговая сварка в защитном газе (GTAW) обычно требуют больше подготовки и более чистой поверхности для начала, чтобы производить качественные швы, но обычно требуют меньше усилий для послесварочной очистки.
• С каким материалом я работаю? Некоторые материалы, такие как горячекатанная сталь, имеют толстый накатный налет на поверхности, который должен быть полностью удален перед сваркой. Более твердые материалы, как Инконель, закаляются при обработке и требуют высокопроизводительных абразивов, как керамика, для подготовки к сварке. Более мягкие и цветные материалы, как алюминий, могут быть более восприимчивы к забиванию круга и требуют абразив, спроектированного для предотвращения накопления материала в абразиве.
• Каковы требования к финальному финишу? Важно знать и понимать любые требования к финишу при выборе вашего абразива. Обычное заблуждение, что выбор грубого абразива сделает работу быстрее. Помните, что использование грубого абразива также делает легче удаление излишнего материала или повреждение поверхности. Поскольку рисунок царапин более грубый, это также может сделать труднее увидеть поверхностные дефекты и трещины при визуальном осмотре. Хотя может не казаться, что вы удаляете материал так быстро с более тонким абразивом, это часто более продуктивно и может предотвратить переработку и минимизировать количество проходов для достижения желаемого финиша за меньшее время.

Резьте, подгоняйте и скосьте
Как только ваш план на месте, первый шаг в подготовке металла к сварке часто заключается в резке, подгонке и/или скосе основного материала. Количество заботы и подготовки, вложенное в первичный разрез, может снизить количество работы, идущей в чистку позже.

Есть много инструментов, которые можно использовать для резки, включая горелку/плазменный резак, ножницы, лазер/водоструй/Станки с ЧПУ, или ручные инструменты, такие как с резаками. У каждого типа есть плюсы и минусы.

Сделать первичный разрез максимально чистым, прямым и последовательным облегчит производство качественных результатов. Ручная резка с угловой шлифмашинкой недорога, портативна и не требует столько настройки и обслуживания, как большинство других вариантов. Однако для достижения чистых, прямых резов требуется 상당한 практика и мастерство.

Чистый, последовательный зазор между двумя деталями для сварки даст более прочный, более последовательный шов с меньшим наполнителем — контролируя затраты и экономя время.

Подготовьте и очистите поверхность
После того как материал резан и скошен, время подготовить поверхность для первичного сварочного прохода. Удаление любого накатного налета, химикатов или загрязнителей, или покрытий от базового материала помогает обеспечить правильное проникновение шва и устранить примеси, пористость и включения. Обязательно тщательно очистите рабочую поверхность в пределах дюйма по обе стороны от шва.

При чистке некоторых нержавеющих сталей и других сплавов может быть достаточно использовать ацетон и/или проволочную щетку вместо абразивного продукта. Ржавчина, резиновые покрытия, порошковые покрытия и краска достаточно легки, чтобы их можно было более эффективно очистить с проволочной щеткой.

Если применение требует абразивного продукта для чистки поверхности, подумайте, что вы пытаетесь удалить. Для подготовки к сварке начните с менее грубого варианта и увеличивайте агрессивность только по необходимости. С более тяжелыми покрытиями и накатным налетом выбор часто сводится к шлифовальному кругу или петлевому диску.

Петлевые диски обычно используются в подготовке к сварке, потому что они легко контролируются и могут шлифовать, финишную обрабатывать и смешивать в одном продукте. Шлифовальный круг обеспечивает больше агрессивности и долговечности, что полезно при работе с зазубренными или неровными швами, как шлак от горелки. Но будьте осторожны, не будьте слишком тяжелорукими с шлифовальным кругом, потому что легко удалить слишком много базового материала.

Грубая зернистость не всегда лучшая
Обычная ошибка, которая ведет к фрустрации, переработке и браку — это хватание самого агрессивного абразива в попытке сделать работу быстрее. Хотя правда, что более грубые, более агрессивные абразивы удаляют материал быстрее, это не всегда хорошо.

Для самых прочных, самых последовательных швов вы хотите последовательный материал и толщину стенки. Если вы используете чрезмерно агрессивный абразив, он может вырезать или подрезать поверхность. И удаление слишком большого количества материала может вывести готовую деталь за пределы финальных спецификаций и допусков.

Твердые шлифовальные круга обычно удаляют накатный налет с минимальными усилиями, но они также требуют более высокого уровня мастерства для предотвращения удаления слишком большого материала. Грубая зернистость (24 и 36) петлевые диски и накидные абразивы также могут сделать работу быстро, но они могут забиваться или загружаться — тратя ценное время и увеличивая усталость и фрустрацию оператора. Вы можете значительно улучшить результаты, выбирая абразив, спроектированный для очистки материала и минимизации загрузки с использованием верхнего покрытия, а также открытой зернистости.

В зависимости от материала и его состояния, 60-зернистый накидной абразивный петлевой диск может обеспечить всю необходимую агрессивность и в конечном счете сделать работу быстрее, чем более грубая зернистость петлевого диска. 60-зернистый диск оставляет лучший финиш и менее склонен к вырезам и подрезам, позволяя вам получить желаемый финиш быстрее с меньшим количеством проходов, без тепловой окраски и с меньшими усилием. В любой момент, когда вы можете сократить количество вторичных операций, вы значительно снижаете операционные затраты.

Выбор правильного продукта
Есть несколько профилей доступных различных абразивных продуктов, которые могут сделать работу легче или тяжелее.

Проволочные круга намного более устойчивы к загрузке, но не удаляют базовый материал, делая их хорошим выбором для удаления поверхностных загрязнителей и покрытий без воздействия на базовый металл. Абразивы спроектированы для реза и удаления базового металла. Из-за их конструкции тяжелые покрытия и базовый материал могут накапливаться между зернами и снижать их способность резать.

При использовании петлевых дисков выбор между типом 27 (плоский профиль) или типом 29 (конический профиль) может сделать значительную разницу. Неправильный профиль фактически ограничит количество абразива, контактирующего с поверхностным металлом. Выбирайте петлевой диск типа 27 для более низких углов шлифовки (5–10 градусов) и применений с легким давлением, как финишная обработка и смешивание. Выбирайте петлевой диск типа 29 при шлифовке под более высокими углами (15–30 градусов), что более типично, когда агрессия и удаление материала важнее.

Проволочные щетки также приходят в различных стилях и размерах. Калибр проволоки и тип узла — самые эффективные индикаторы производительности. Варианты включают струнный бисер, кабельный скрут и стандартный скрут.

• Щетки с бисерным узлом имеют узлы, скрученные очень туго для узкого профиля. Эти щетки были спроектированы для чистки в тесных зазорах и первичных сварочных проходов в трубопроводах и многослойных швах, но они обычно используются в общих приложениях.
• Кабельно-скрученные щетки используют узел, скрученный до конца и больше проволоки в узле, чтобы дать узлу дополнительную ширину, жесткость и агрессию. Они могут быть значительно более эффективны для подготовки к сварке, если вам не нужно специально попасть в узкий зазор 1/8 дюйма.
• Стандартно-скрученные щетки имеют узел, который не скручен до самого края, позволяя кончикам расходиться в конце, что увеличивает конформность. Они эффективны для компонентов с большим количеством поверхностных несовершенств, текстур или контуров. Неопытные операторы часто получают самую эффективную чистку из стандартных скрученных щеток, потому что они покрывают более широкую отпечаток и их легче контролировать.

Советы по подготовке к сварке
Следование некоторым лучшим практикам может помочь оптимизировать результаты в ваших работах по подготовке к сварке, чистке и шлифовке.

• Понизьте угол шлифовки: При использовании шлифовального круга более низкий угол шлифовки помогает максимизировать контроль и снизить риск вырезов. Внешний угол шлифовального круга — самый агрессивный, поэтому чем круче угол подхода, тем больше возможность, что круг удалит больше поверхностного материала, чем желательно, и подрежет или вырежет деталь. Понижая угол, вы расширяете количество поверхностного контакта круга с деталью и снижаете агрессивность круга.
• Следите за давлением: Если вы используете проволочные круга, помните, что кончики проволоки спроектированы для работы. Давление слишком сильно может заставить проволоку согнуться так, что кончики больше не ударяют по материалу.
• Используйте последовательные штрихи: Входите в шлифовальный штрих на тягу, а не на толкание, чтобы помочь контролировать агрессию шлифовального круга. Шлифуйте в линии с материалом и используйте гладкие, равномерные штрихи вместо коротких, рубленых. Это дает эффективные результаты с накидными и связанными абразивами.

• Избегайте ручной шлифовки: Когда вы используете только руки для управления шлифовальным кругом, вибрация круга может отразиться на ваших запястьях и предплечьях. Вместо этого используйте ноги и крупные мышцы тела, чтобы помочь двигать и контролировать шлифмашинку. Двигайте всем телом в направлении движения, а не только руками, чтобы минимизировать усталость.

Подготовка металла к сварке
Правильная очистка и подготовка вашего базового материала — критически важный первый шаг в производстве высококачественных швов. Помните, что когда вы готовитесь к сварке, вы хотите удалить примеси и покрытия с поверхности — вы не хотите удалять излишний поверхностный материал. Выбор правильного продукта для подготовки к сварке и следование лучшим практикам может помочь вам достичь желаемых результатов.

Ранее опубликовано в блоге Weiler.