1.4. Очистка металла

Прокат, детали и сварные узлы очищают от окалины, ржавчины, масла и других загрязнений, вызывающих дефекты в сварных швах. Для очистки применяют механические и химические методы:

1) очистка вручную абразивными кругами или стальными щетками;

2) дробеструйная и дробемётная очистка;

3) фосфатирование металла;

4) ванный и струйный методы химической очистки;

5) зачистка на станках, рабочим органом которых являются металлические щётки, иглофрезы, шлифовальные круги и ленты.

Процесс очистки вручную весьма длителен и трудоемок. Применяется в основном в мелкосерийном производстве.

Рис. 1.2. Дробеметная установка:

1—дробеметная камера; 2—дробеметные аппараты; 3—элеватор; 4—сепаратор; 5—рас­ходный бункер; 6—очищаемый лист; 7—механизм передвижения листа; 8—загрузочная воронка; 9—вытяжка трубопровода;

10—вентилятор; 11—циклон

При дробеструйной и дробеметной очистке применяют чугунную или стальную дробь размером 0,7...4 мм в зависимости от толщины металла. В дробеструйных аппаратах дробь выбрасывается на очищаемую поверхность через сопло сжатым воздухом. В дробеметных аппаратах дробь выбрасывается лопатками ротора (произ­водительность выше и очистка обходится дешевле, однако происхо­дит быстрый износ лопаток). Дробеструйную и дробеметную очист­ку обычно осуществляют в камерах. Через такую камеру лист проходит в вертикальном положении и очищается одновременно с двух сторон, как показано на рис. 1.2. Скорость движения очищае­мого листа составляет несколько метров в минуту. Беспыльные дробеструйные аппараты позволяют обходиться без камер, но они менее производительны, их применяют в мелкосерийном производ­стве, а также для очистки крупногабаритных сварных узлов, кото­рые не помещаются в камере.

При изготовлении крановых металлоконструкций с использова­нием большого количества листового проката применяют поточную линию дробеметной очистки и фосфатирования стальных листов под окраску с терморадиационной сушкой. Фосфатирование — химический процесс образования на поверхности стального листа тонкого слоя нерастворимой фосфорно-кислой соли железа и марганца, обладающего высокими антикоррозионными свой­ствами. Производительность данной линии составляет около 240 м²/ч при скорости прохождения листов 0,58—4,5 м/мин. Схема такой линии показана на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема непрерывной поточной линии дробеструйной очистки

и фосфатирования листа

С приемного стола-конвейера 1 через листоправильные вальцы 2 листы поступают на выходной конвейер 3, откуда листоукладчиком устанавливаются в вертикальном положении на конвейер 4 и далее последовательно перемещаются через дробеметную камеру 5, подвергаясь при этом с двух сторон очистке дробью, выбрасываемой дробеметными аппаратами. После дробеметной очистки листы поступают в агрегат первой промывки 6, агрегат фосфатирования 7, агрегат горячей и холодной промывки 8 и агрегат пассивирования 9. Пассивирование – процесс искусственного создания на поверхности материала тонкого защитного покрытия, препятствующего коррозионным процессам, однако позволяющего производить сварку без удаления этого защитного слоя. Через агрегаты листы перемещаются системой роликов с приводом 10 и выталки­ваются на выходной конвейер 11, откуда кантователем 12 уклады­ваются на конвейер и идут на дисковые ножницы.

Для очистки металла широко применяют и химический метод. Сущность его состоит в травлении в растворах кислот, промывке водой, нейтрализации остатков кислоты в щелочном растворе, промывке водой, пассивировании и сушке.

Применяют два метода химической очистки: ванный и струй­ный. Ванный метод заключается в последовательном окунании металла в соответствующих ваннах с определенной выдержкой. Из-за большой продолжительности очистки (1—2 ч) метод мало­производителен. При струйной очистке компоненты, входящие в состав растворов, значительно интенсивнее реагируют с ржавчи­ной и окалиной благодаря их ударному действию. Струйный метод позволяет организовать наиболее производительные и механизиро­ванные поточные линии. Схема такой линии аналогична схеме линии, показанной на рис. 1.3. Различие заключается лишь в том, что листы проходят камеры в следующем порядке: подогрев, травление в 15% -ном растворе ингибированной соляной кислоты при 40—50 °С, промывка, нейтрализация в 3—5%-ном растворе кальцинированной соды, промывка и пассивирование. После пассивирования листы укла­дываются в стеллажи, где проходят естественную сушку. Скорость прохождения листа в линии 0,5 м/с. После сушки листы поступают на последующие операции. Химический способ очистки эффективен, однако в производстве сварных конструкций его применение ограничено высокой стоимостью оборудования для очистки сточных вод.

Кроме этих методов применяют также сравнительно новый и эффективный способ очистки иглофрезой, представляющей собой микрорезцовую фрезу, которая имеет несколько тысяч режущих кромок. В процессе работы при реверси­ровании вращения иглофреза самозатачивается и может непре­рывно работать 200—300 ч. Усилие прижатия иглофрезы к обраба­тываемой поверхности составляет 0,3—0,6 кН (30—60 кгс). Ско­рость резания при обработке составляет 120—150 м/мин при глубине резания от 0,01 до 1,0 мм. Иглофрезы могут обрабатывать любые металлы и сплавы высокой твердости, работают бесшумно и без охлаждения.

При небольшом объеме выпуска листы (полуфабрикаты) из алюминиевых сплавов очищают от предохранительной смазки ветошью, смоченной растворителями (уайт-спирит, авиационный бензин, технический ацетон и др.). При большом выпуске металло­конструкций очистку ведут в ваннах или камерах, заполненных горячей водой, горячим воздухом или паром с температурой 80—100°С.