Roestvrij staal is niet per se moeilijk te bewerken, maar lassen vereist wel nauwgezette aandacht voor detail. Het voert warmte niet zo goed af als zacht staal of aluminium, en het kan zijn corrosiebestendigheid verliezen als het te veel verhit wordt. Goede werkwijzen helpen de corrosiebestendigheid te behouden. Afbeelding: Miller Electric
De corrosiebestendigheid van roestvrij staal maakt het een aantrekkelijke keuze voor veel kritische buistoepassingen, waaronder toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie met hoge zuiverheid, de farmaceutische industrie, drukvaten en de petrochemische industrie. Dit materiaal voert warmte echter niet zo goed af als zacht staal of aluminium, en onjuist lassen kan de corrosiebestendigheid verminderen. Te veel warmte-inbreng en het gebruik van het verkeerde lasmateriaal zijn twee belangrijke oorzaken.
Door enkele goede praktijken voor het lassen van roestvrij staal te volgen, kunnen de resultaten worden verbeterd en kan ervoor worden gezorgd dat het metaal zijn corrosiebestendigheid behoudt. Bovendien kan het verbeteren van het lasproces de productiviteit verhogen zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.
Bij het lassen van roestvrij staal is de keuze van het toevoegmateriaal cruciaal voor het beheersen van het koolstofgehalte. Toevoegmaterialen die gebruikt worden voor het lassen van roestvrijstalen buizen moeten de lasprestaties verbeteren en voldoen aan de toepassingsvereisten.
Kies voor lasvulmaterialen met de aanduiding "L", zoals ER308L, omdat deze een lager maximaal koolstofgehalte hebben, wat bijdraagt ​​aan het behoud van de corrosiebestendigheid van roestvrijstalen legeringen met een laag koolstofgehalte. Het lassen van een basismetaal met een laag koolstofgehalte met standaard lasvulmaterialen verhoogt het koolstofgehalte van de lasverbinding, waardoor het risico op corrosie toeneemt. Vermijd lasvulmaterialen met de aanduiding "H", aangezien deze een hoger koolstofgehalte hebben en ontworpen zijn voor toepassingen die een hogere sterkte bij hoge temperaturen vereisen.
Bij het lassen van roestvrij staal is het ook belangrijk om een ​​toevoegmateriaal te kiezen met een laag gehalte aan sporenelementen (ook wel onzuiverheden genoemd). Dit zijn restelementen in de grondstoffen die gebruikt worden voor de productie van toevoegmaterialen, zoals antimoon, arseen, fosfor en zwavel. Deze kunnen de corrosiebestendigheid van het materiaal aanzienlijk beïnvloeden.
Omdat roestvrij staal zeer gevoelig is voor warmte-inbreng, spelen de voorbereiding van de verbinding en een correcte montage een cruciale rol bij het beheersen van de warmte en het behoud van de materiaaleigenschappen. Door openingen tussen de onderdelen of een ongelijkmatige passing moet de brander langer op één plek blijven en is er meer toevoegmateriaal nodig om die openingen op te vullen. Dit kan leiden tot warmteophoping in het betreffende gebied, waardoor het onderdeel oververhit kan raken. Een slechte passing kan het ook moeilijker maken om de opening te overbruggen en de benodigde laspenetratie te bereiken. Zorg er daarom voor dat de onderdelen zo perfect mogelijk in het roestvrij staal passen.
De reinheid van dit materiaal is ook erg belangrijk. Zelfs kleine hoeveelheden verontreiniging of vuil in lasnaden kunnen defecten veroorzaken die de sterkte en corrosiebestendigheid van het eindproduct verminderen. Gebruik voor het reinigen van de ondergrond vóór het lassen een speciale roestvrijstalen borstel die niet is gebruikt op koolstofstaal of aluminium.
Bij roestvrij staal is sensibilisatie de belangrijkste oorzaak van verlies van corrosiebestendigheid. Dit kan gebeuren wanneer de lastemperatuur en de afkoelsnelheid te veel fluctueren, waardoor de microstructuur van het materiaal verandert.
Deze buitenlas op een roestvrijstalen buis, gelast met GMAW en gereguleerde metaalafzetting (RMD) zonder terugspoelen van de grondlaag, is qua uiterlijk en kwaliteit vergelijkbaar met lassen gemaakt met GTAW met terugspoelen.
Een belangrijk onderdeel van de corrosiebestendigheid van roestvrij staal is chroomoxide. Maar als het koolstofgehalte in de las te hoog is, zal chroomcarbide ontstaan. Dit bindt het chroom en voorkomt de vorming van het gewenste chroomoxide, dat roestvrij staal zijn corrosiebestendigheid geeft. Als er niet genoeg chroomoxide is, zal het materiaal niet de gewenste eigenschappen hebben en zal corrosie optreden.
Het voorkomen van sensibilisatie komt neer op de keuze van het toevoegmateriaal en de beheersing van de warmte-inbreng. Zoals eerder vermeld, is het belangrijk om een ​​toevoegmateriaal met een laag koolstofgehalte te kiezen voor het lassen van roestvrij staal. Koolstof is echter soms nodig om sterkte te bieden voor bepaalde toepassingen. Warmtebeheersing is vooral belangrijk wanneer toevoegmaterialen met een laag koolstofgehalte geen optie zijn.
Minimaliseer de tijd dat de las en de warmtebeïnvloede zone op hoge temperaturen blijven – doorgaans tussen de 500 en 800 graden Celsius (950 tot 1500 graden Fahrenheit). Hoe korter het solderen in dit temperatuurbereik plaatsvindt, hoe minder warmte er wordt gegenereerd. Controleer en observeer altijd de temperatuur tussen de lagen tijdens het solderen.
Een andere optie is het gebruik van vulmetalen die zijn ontworpen met legeringscomponenten zoals titanium en niobium om de vorming van chroomcarbide te voorkomen. Omdat deze componenten ook de sterkte en taaiheid beïnvloeden, kunnen deze vulmetalen niet in alle toepassingen worden gebruikt.
Gaswolfraambooglassen (GTAW) is de traditionele methode voor het lassen van roestvrijstalen buizen. Hierbij is meestal argon nodig om oxidatie aan de achterzijde van de las te voorkomen. Het gebruik van draadlassen bij roestvrijstalen buizen wordt echter steeds gebruikelijker. Bij deze toepassingen is het belangrijk te begrijpen hoe de verschillende beschermgassen de corrosiebestendigheid van het materiaal beïnvloeden.
Bij het lassen van roestvrij staal met behulp van het gasmetaalbooglassen (GMAW)-proces worden traditioneel argon en koolstofdioxide, een mengsel van argon en zuurstof, of een driegasmengsel (helium, argon en koolstofdioxide) gebruikt. Deze mengsels bevatten doorgaans voornamelijk argon of helium en minder dan 5% koolstofdioxide, omdat koolstofdioxide koolstof toevoegt aan het smeltbad en het risico op sensibilisatie vergroot. Zuiver argon wordt niet aanbevolen voor GMAW-lassen van roestvrij staal.
Gevulde lasdraad voor roestvrij staal is ontworpen om te werken met een traditioneel mengsel van 75% argon en 25% koolstofdioxide. De flux bevat bestanddelen die voorkomen dat koolstof uit het beschermgas de las verontreinigt.
Naarmate GMAW-processen zich hebben ontwikkeld, hebben ze het lassen van roestvrijstalen buizen en pijpen vereenvoudigd. Hoewel sommige toepassingen nog steeds GTAW-processen vereisen, kunnen geavanceerde draadprocessen in veel roestvrijstalen toepassingen een vergelijkbare kwaliteit en een hogere productiviteit bieden.
Binnenlasnaden van roestvrij staal die met GMAW RMD zijn gemaakt, zijn qua kwaliteit en uiterlijk vergelijkbaar met overeenkomstige buitenlasnaden.
De grondlaag met behulp van een aangepast kortsluit-GMAW-proces zoals Miller's Regulated Metal Deposition (RMD) elimineert het terugspoelen bij sommige toepassingen met austenitisch roestvast staal. De RMD-grondlaag kan worden gevolgd door gepulseerd GMAW of gevuld draadbooglassen als vul- en deklaag – een verandering die tijd en geld bespaart in vergelijking met GTAW met terugspoelen, vooral bij grotere buizen.
RMD maakt gebruik van nauwkeurig gecontroleerde metaaloverdracht met kortsluiting om een ​​rustige, stabiele boog en smeltbad te produceren. Dit vermindert de kans op koude lassen of onvoldoende fusie, zorgt voor minder spatten en een hoogwaardigere grondlaag. Nauwkeurig gecontroleerde metaaloverdracht zorgt ook voor een uniforme druppelafzetting, waardoor het smeltbad en daarmee de warmte-inbreng en lassnelheid beter te controleren zijn.
Onconventionele processen kunnen de lasproductiviteit verhogen. Bij gebruik van een RMD (Rapid Metal Debride) kan de lassnelheid 6 tot 12 inch/min bedragen. Omdat het proces de productiviteit verhoogt zonder extra verwarming van de onderdelen, helpt het de eigenschappen en corrosiebestendigheid van roestvrij staal te behouden. De lagere warmte-inbreng van het proces helpt ook de vervorming van het substraat te beheersen.
Dit gepulseerde GMAW-proces zorgt voor kortere booglengtes, smallere boogkegels en minder warmte-inbreng dan conventioneel sproeipulslassen. Omdat het proces een gesloten circuit is, worden boogafwijkingen en variaties in de afstand tussen de tip en het werkstuk vrijwel geëlimineerd. Dit maakt het gemakkelijker om het smeltbad te beheersen bij zowel in-situ als out-of-situ lassen. Tot slot maakt de combinatie van gepulseerd GMAW voor de vul- en deklaag met RMD voor de grondlaag het mogelijk om de lasprocedure uit te voeren met één draad en één gas, waardoor de wisseltijden tussen processen worden geëlimineerd.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat volledig was gewijd aan de metaalbuizenindustrie. Het is tot op de dag van vandaag de enige publicatie in Noord-Amerika die zich op deze sector richt en is uitgegroeid tot de meest betrouwbare informatiebron voor professionals in de buizenbranche.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, heeft u eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle branchebronnen.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, beste praktijken en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.