Kapitel 3: Gennemsnitlig godkendelse betyder ikke, at der ikke er lokale risici
På koldformningsstederne støder man ofte på en svær at bedømme abnormalitet:
Med samme materialeparti, det samme udstyr og det samme værktøj produceres de fleste produkter normalt, men kun få udvikler lejlighedsvise revner. Ved gennemgang af materialecertifikater, kemisk sammensætning, hårdhed og trækstyrke viser resultaterne sig dog fortsat at være i orden.
Mange spørger derfor:
Hvis materialet er problematisk, hvorfor revner så ikke hele partiet?
I. Nogle få revner behøver ikke betyde, at hele partiet er defekt
Koldformningsrevner skyldes ikke kun én enkelt årsag.
Fra stålfabrikkens valseri, transport og omlastning, over trækning og omformning, til materialefremføring, klipning og koldformning – enhver lokal afvigelse i disse processer kan forstærkes under efterfølgende store deformationer.
Således indikerer ”flertallet er normalt, nogle få revner” typisk, at en bestemt lokale forhold i materialet eller produktionsprocessen har ændret sig.
Denne ændring kan kun påvirke en bestemt sektion af rullen, den ene side af materialets overflade eller blot en kort periode i den kontinuerlige produktion, hvorfor det ikke medfører, at hele partiet revner samtidig.
II. Lokale risici kan stamme fra hele proceskæden
1. Oprindelige fejl skabt ved valseriet på stålfabrikken
Nogle af disse fejl er ikke umiddelbart synlige på rullerne, men bliver først tydelige efter syring, trækning eller koldformningsdeformation. Især i områder med stor deformation kan eksisterende fejl udvide sig langs metalstrømningsretningen.
2. Mekaniske skader under transport og omlastning
Ved løftning, stabletning og omlastning af ruller og halvfærdige strengmaterialer kan kollisioner, gnidninger eller lokal sammenpresning give anledning til buler, ridser eller beskadigede overfladefilm.
Disse skader medfører ikke altid umiddelbare problemer, men når materialet kommer til koldformningsprocessen, kan de udgøre startpunkter for lokal stresskoncentration.
3. Skader indført under træknings- og omformningsprocessen
Slitage på trækningsdies, unormale tilstande i dieåbningerne eller irregulære kanter på ledeskiver og retningsskiver kan alle forårsage kontinuerlige eller intermitterende langsgående ridser på strengens overflade.
Efter fosfat- og sæbebelægning er disse fejl undertiden vanskelige at opdage direkte, men under koldformningens voldsomme plastiske deformation kan ridserne udvides yderligere og til sidst resultere i lokale revner.
4. Abnormiteter opstået under materialefremføring, klipning og koldformning
Irregulære kanter på koldformningsmaskinens ledeskiver, slidte knive eller skæreforme samt unormale klingespild mellem skærene kan alle beskadige emnets ender eller overflade.
Hvis værktøjets afrundede hjørner, koaksialitet eller arbejdstrinfordeling er uregelmæssig, eller hvis deformationsgraden i en enkelt formningsgang er for høj, kan selv materialer med generelt acceptable egenskaber lokalt overstige deres faktiske deformationskapacitet.
5. Lokale svage områder i materialet
Segregation, store eller samlede injertoffer, lokal uensartethed i mikrostrukturen samt visse afvigende metallografiske strukturer kan alle medføre forskelle i materialeets formbarhed på forskellige steder.
I de fleste områder kan materialet deformeres normalt, men lokale svage områder kan under komplekse belastningsforhold først danne mikrorevner, der gradvist udvides i efterfølgende arbejdstrin.
Men konstatering af segregation, injertoffer eller strukturelle afvigelser beviser ikke direkte, at materialet er årsagen til revnedannelsen. Det er også nødvendigt at vurdere, om disse abnormiteter virkelig korresponderer med revnedannelsernes startpunkt og udviklingsmønstre.
III. Hvorfor kan almindelig kontrol stadig give et passende resultat?
Et enkelt rulletråd kan være flere tusinde meter langt, mens kemisk sammensætning, metallografisk struktur og mekaniske egenskaber kun repræsenterer få udvalgte prøvepunkter.
Hvis de lokale afvigelser ikke er omfattet af prøvetagningen, kan testresultaterne fremstå helt normale.
Desuden er nogle fejl ikke oprindelige materialdefekter fra stålfabrikken, men opstår under transport, trækning, materialetilførsel, klipning eller koldformning. I sådanne tilfælde vil yderligere kontrol af det originale materialebevis naturligvis vanskeliggøres.
Således:
En godkendt test bekræfter blot, at prøveresultaterne er i overensstemmelse med kravene, men det betyder ikke, at hele rullen og alle efterfølgende processer er fri for lokale risici.
IV. Den egentlige udfordring består ikke i at opregne årsager, men i at finde ud af udgangspunktet
Episodisk revnedannelse kan skyldes materialet, værktøjet, udstyret eller processen; det kan også handle om relativt små lokale defekter, som bliver forstærket af efterfølgende høj deformation og procesvariationer.
Revner, der opstår af forskellige årsager, kan undertiden have meget lignende udseende. Alene med et materialecertifikat, en enkelt test eller endda et foto af revnen er det ofte utilstrækkeligt at fastslå ansvarsforholdet direkte.
Det vigtigste, som den professionelle vurdering skal afgøre, er følgende:
Dette kræver en samlet vurdering baseret på revnernes udseende, placering, rulleområdet, produktionsmønstrene og de aktuelle produktionsforhold. Hvordan man konkret skal udtage prøver, skelne mellem defektens oprindelse og planlægge verifikationsprocessen, bør fastlægges individuelt alt efter produktets konstruktion og de specifikke forhold på stedet.
Ingeniørers synspunkt
At kun få produkter i samme batch lider af revnedannelse er slet ikke i modstrid med ovenstående.
Stålfabrikkens valseri, transport og omlastning, trækningsprocessen, materialeklipning, værktøjskonstruktion, produktionsprocesser samt materialets interne tilstand kan alle medføre lokale risici.
I kapitel tre behøver vi blot huske én ting:
En generel godkendelse af en batch angiver blot gennemsnitsniveauet for partiet, mens stabil masseproduktion reelt tester det dårligste lokale niveau.
- Hvilket led defekten opstod i;
- Hvorfor berører den kun få produkter;
- Og under hvilke forhold blev den forstærket til revnedannelse.
Når man står over for episodisk revnedannelse, er det vigtigste ikke at afgøre, om “materialet er problemet” eller “kundens proces er problemet”, men snarere at identificere det specifikke led, hvor defekten opstod og blev forstærket. Kun når beviserne modsvarer hinanden, giver ansvarsbestemmelsen og de foretagne forbedringsforanstaltninger mening.
Hvis du står over for situationen, hvor størstedelen af samme batch er i orden, mens nogle få produkter pludselig får revner, kan du fremsende information om materialekarakter, tråddiameter, det pågældende arbejdstrin samt fotos af revnerne. Creation Group kan sammen med materialets tilstand og de aktuelle processer hjælpe med at prioritere inspektionsområderne og reducere tidskrævende trial-and-error-procedurer mellem materialer, værktøjer og udstyr.
Næste afsnit annonceres senere
Kapitel 4: “Selvom globulariseringsgraden er godkendt, hvorfor svinger koldformningens deformationsmodstand stadig?”