Warum fallen einlagige Edelstahlschweißnähte mit FCAW-Verfahren immer wieder bei Prüfungen durch? David Meyer und Rob Koltz untersuchen die Gründe für diese Fehler genauer. Getty Images
F: Wir reparieren geschweißte Stahlschaber in einem Trocknersystem in einer feuchten Umgebung. Unsere Schweißnähte haben die Inspektionen aufgrund von Porosität, Hinterschneidungen und gerissenen Schweißnähten nicht bestanden. Wir schweißen A514 an A36 mit 0,045 Zoll Durchmesser, alle Positionen, Kern 309L, 75 % Argon/25 % Kohlendioxidgas für bessere Verschleißfestigkeit.
Wir haben Elektroden aus Kohlenstoffstahl ausprobiert, aber die Schweißnähte nutzten sich zu schnell ab und wir kamen zu dem Schluss, dass Edelstahl besser geeignet ist. Alle Schweißnähte werden in flacher Position ausgeführt und sind 3/8 Zoll lang. Aus Zeitgründen wurden alle Schweißnähte auf einmal ausgeführt. Was könnte dazu führen, dass unsere Schweißnähte versagen?
Unterschnitte treten normalerweise auf, wenn die Schweißparameter nicht den Spezifikationen entsprechen, die Schweißtechnik falsch ist oder beides. Zu den Schweißparametern können wir keine Angaben machen, da wir sie nicht kennen. Unterschnitte, die bei 1F auftreten, sind normalerweise auf übermäßiges Schweißbad oder eine zu hohe bzw. zu niedrige Schweißgeschwindigkeit zurückzuführen.
Da der Schweißer versucht, 3/8 Zoll aufzutragen, kann die Möglichkeit einer übermäßigen Handhabung des Brenners teilweise für das einlagige Kehlnahtschweißen mit Fülldraht mit kleinem Durchmesser verantwortlich sein. Es scheint jedoch eher an der Verwendung des falschen Werkzeugs als an einem technischen Problem zu liegen, weshalb dies der Grund ist.
Porosität wird durch Verunreinigungen in der Schweißnaht, Verlust oder Überschuss an Schutzgas oder übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme des Fülldrahts verursacht. Sie erwähnen, dass es sich hierbei um eine Reparaturarbeit an nassen Medien im Inneren des Trockners handelt. Wenn die Schweißnähte also nicht gründlich gereinigt werden, könnte dies die Hauptursache für die Hohlräume sein.
Als Füllmaterial verwenden Sie Fülldraht für alle Positionen. Diese Drahtarten verfügen über ein schnell erstarrendes Schlackensystem. Dies ist notwendig, um das Schweißbad beim vertikalen Aufwärts- oder Überkopfschweißen zu stützen. Der Nachteil schnell erstarrender Schlacke besteht darin, dass sie vor dem darunterliegenden Schweißbad erstarrt. Werden weiterhin Gase freigesetzt, bleiben diese in der Regel hängen und erscheinen später in Form von Poren oder Oberflächenwurmspuren. Dies wird noch verstärkt, wenn Sie in flacher Position mit einem Draht mit kleinem Durchmesser schweißen und versuchen, eine große Schweißnaht in einem einzigen Durchgang aufzutragen, wie in Ihrer Anwendung.
Schweißrisse am Anfang und Ende der Schweißnaht können verschiedene Ursachen haben. Da Sie eine große Schweißraupe mit einem Draht mit kleinem Durchmesser legen, ist an der Schweißnahtwurzel wahrscheinlich eine unzureichende Verschmelzung (LOF) zu beobachten. Schweißrisse sind aufgrund der hohen Schweißeigenspannung und der LOF an der Wurzel ein häufiges Phänomen.
Bei dieser Drahtstärke sollten Sie zwei oder drei Durchgänge verwenden, um 3/8 Zoll fertigzustellen. Keine Kehlnähte. Sie werden vielleicht feststellen, dass es schneller geht, drei fehlerfreie Schweißnähte zu machen, als eine einzige fehlerhafte Schweißnaht, die Sie dann reparieren müssen.
Ein weiteres Problem, das bei Schweißrissen eine größere Rolle spielen kann, ist der falsche Ferritgehalt der Schweißnaht, der häufig die Hauptursache für Risse ist. 309L-Draht wurde zum Schweißen von Edelstahl mit Kohlenstoffstahl und nicht von Kohlenstoffstahl mit Kohlenstoffstahl entwickelt. Die spezifische Schweißchemie dieses Produkts berücksichtigt auch eine gewisse Verdünnung des Grundmetalls für beide Grundmetalle. Daher helfen bei Anwendungen zum Schweißen von Edelstahl mit Kohlenstoffstahl einige aus Edelstahl gewonnene Legierungen dabei, die chemische Zusammensetzung auszugleichen und akzeptable Mengen an Ferrit zu produzieren. Durch die Verwendung eines Füllmetalls mit etwa 50 % Ferrit, wie z. B. 312 oder 2209, wird die Möglichkeit einer Rissbildung aufgrund eines niedrigen Ferritgehalts ausgeschlossen.
Die beste Möglichkeit, eine hervorragende Verschleißfestigkeit zu erzielen, besteht darin, die Verbindung mit einer Standardelektrode aus Kohlenstoff- oder Edelstahl zu schweißen und dann eine Schicht einer Auftragselektrode hinzuzufügen. Sie haben jedoch erwähnt, dass Sie unter großem Zeitdruck standen und dass das Schweißen mehrerer Lagen nicht in Frage kam.
Versuchen Sie, auf einen Draht mit größerem Durchmesser umzusteigen, beispielsweise 1/16 Zoll oder größer. Die Verwendung eines gasgeschützten Fülldrahts ist ideal, da dieser eine bessere Schweißnahtreinigung und einen besseren Luftstromschutz bietet als ein Draht ohne Fülldraht. Anstelle eines Drahts für alle Positionen kann jedoch nur ein Draht für flache und horizontale Positionen Porosität oder Wurmspuren minimieren. Sie sollten auch das Füllmetall von 309L auf 312 oder 2209 ändern.
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