Roestvrij staal is niet per se moeilijk te bewerken, maar het lassen ervan vereist zorgvuldige aandacht voor details. Het geeft geen warmte af zoals zacht staal of aluminium, en het kan corrosiebestendigheid verliezen als je er te veel warmte in stopt. Aanbevolen procedures helpen om de corrosiebestendigheid te behouden. Afbeelding: Miller Electric
De corrosiebestendigheid van roestvast staal maakt het een aantrekkelijke keuze voor veel kritische buistoepassingen, waaronder toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de farmaceutische industrie, drukvaten en petrochemische industrie. Dit materiaal voert echter geen warmte af zoals zacht staal of aluminium, en verkeerd lassen kan de corrosiebestendigheid ervan verminderen. Twee oorzaken zijn te veel warmtetoevoer en het gebruik van het verkeerde toevoegmateriaal.
Door u aan de hand van een aantal best practices voor het lassen van roestvrij staal te houden, kunt u de resultaten verbeteren en ervoor zorgen dat het metaal zijn corrosiebestendigheid behoudt. Bovendien kunt u door het lasproces te verbeteren de productiviteit verhogen zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.
Bij het lassen van roestvast staal is de keuze van het toevoegmateriaal van cruciaal belang voor de beheersing van het koolstofgehalte. Toevoegmaterialen die voor het lassen van roestvaststalen buizen worden gebruikt, moeten de lasprestaties verbeteren en voldoen aan de toepassingsvereisten.
Zoek naar toevoegmaterialen met een "L", zoals ER308L, omdat deze een lager maximaal koolstofgehalte hebben en zo de corrosiebestendigheid van koolstofarme roestvaststalen legeringen helpen behouden. Het lassen van een basismetaal met een laag koolstofgehalte met standaard toevoegmaterialen verhoogt het koolstofgehalte van de lasverbinding, waardoor het risico op corrosie toeneemt. Vermijd toevoegmaterialen met een "H", omdat deze een hoger koolstofgehalte hebben en zijn ontworpen voor toepassingen die een hogere sterkte bij hoge temperaturen vereisen.
Bij het lassen van roestvast staal is het ook belangrijk om een ​​toevoegmetaal te kiezen met een lage sporenconcentratie (ook wel onzuiverheden genoemd) van elementen. Dit zijn restelementen in de grondstoffen die worden gebruikt om toevoegmetalen te maken, waaronder antimoon, arseen, fosfor en zwavel. Deze kunnen de corrosiebestendigheid van het materiaal aanzienlijk beïnvloeden.
Omdat roestvrij staal erg gevoelig is voor warmtetoevoer, zijn de voorbereiding van de verbinding en de juiste montage van groot belang bij het beheersen van de warmte om de materiaaleigenschappen te behouden. Door openingen tussen onderdelen of een ongelijkmatige pasvorm moet de brander langer op één plek blijven en is er meer toevoegmateriaal nodig om de openingen te vullen. Dit kan leiden tot hitteontwikkeling in het betreffende gebied, waardoor het onderdeel oververhit kan raken. Een slechte pasvorm kan het ook lastiger maken om de opening te overbruggen en de benodigde laspenetratie te verkrijgen. Zorg ervoor dat de onderdelen zo goed mogelijk in het roestvrij staal passen.
Ook de reinheid van dit materiaal is van groot belang. Zeer kleine hoeveelheden verontreiniging of vuil in gelaste verbindingen kunnen defecten veroorzaken die de sterkte en corrosiebestendigheid van het eindproduct verminderen. Reinig het substraat vóór het lassen met een speciale roestvrijstalen borstel die niet is gebruikt op koolstofstaal of aluminium.
Bij roestvast staal is sensibilisatie de belangrijkste oorzaak van verlies van corrosiebestendigheid. Dit kan gebeuren wanneer de lastemperatuur en de afkoelsnelheid te veel schommelen, waardoor de microstructuur van het materiaal verandert.
Deze OD-las op een roestvrijstalen pijp, gelast met behulp van GMAW en gereguleerde metaalafzetting (RMD) zonder terugspoeling van de grondlaag, lijkt qua uiterlijk en kwaliteit op lassen die zijn gemaakt met terugspoeling van GTAW.
Een belangrijk onderdeel van de corrosiebestendigheid van roestvrij staal is chroomoxide. Als het koolstofgehalte in de las echter te hoog is, zal er chroomcarbide worden gevormd. Deze carbiden binden het chroom en voorkomen de vorming van het gewenste chroomoxide, wat roestvrij staal corrosiebestendig maakt. Als er niet genoeg chroomoxide is, zal het materiaal niet de gewenste eigenschappen hebben en zal er corrosie optreden.
Het voorkomen van sensibilisatie hangt af van de keuze van het toevoegmateriaal en de beheersing van de warmtetoevoer. Zoals eerder vermeld, is het belangrijk om voor het lassen van roestvrij staal een toevoegmateriaal met een laag koolstofgehalte te kiezen. Soms is koolstof echter vereist om sterkte te bieden bij bepaalde toepassingen. Warmtebeheersing is vooral belangrijk wanneer toevoegmateriaal met een laag koolstofgehalte geen optie is.
Beperk de tijd dat de las en de warmtebeïnvloede zone op een hoge temperatuur blijven (doorgaans 950 tot 1500 graden Fahrenheit (500 tot 800 graden Celsius)). Hoe korter het solderen in dit bereik duurt, hoe minder warmte er wordt gegenereerd. Controleer en observeer altijd de interpass-temperatuur tijdens het solderen.
Een andere optie is het gebruik van vulmetalen 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) voor de grondlaag is de traditionele methode voor het lassen van roestvrijstalen buizen. Hiervoor is doorgaans backflushing van argon nodig om oxidatie aan de achterzijde van de las te voorkomen. Echter, het gebruik van draadlassen bij roestvrijstalen buizen wordt steeds gebruikelijker. Bij deze toepassingen is het belangrijk om te begrijpen hoe de verschillende beschermgassen de corrosiebestendigheid van het materiaal beïnvloeden.
Bij het lassen van roestvast staal met behulp van het GMAW-proces (Gas Metal Arc Welding) wordt traditioneel gebruikgemaakt van argon en koolstofdioxide, een mengsel van argon en zuurstof of een mengsel van drie gassen (helium, argon en koolstofdioxide). Deze mengsels bestaan ​​meestal voornamelijk uit argon of helium en minder dan 5% koolstofdioxide, omdat koolstofdioxide koolstof toevoegt aan de laspoel en het risico op sensibilisatie vergroot. Zuiver argon wordt niet aanbevolen voor GMAW op roestvast staal.
Gevulde draad voor roestvast staal is ontworpen voor gebruik met een traditioneel mengsel van 75% argon en 25% koolstofdioxide. De vloeimiddel bevat ingrediënten die voorkomen dat koolstof uit het beschermgas de las verontreinigt.
Naarmate GMAW-processen zich verder ontwikkelden, werd het lassen van roestvrijstalen buizen en pijpen eenvoudiger. Hoewel sommige toepassingen nog steeds GTAW-processen vereisen, kunnen geavanceerde draadprocessen in veel roestvrijstalen toepassingen een vergelijkbare kwaliteit en een hogere productiviteit bieden.
RVS ID-lassen die met GMAW RMD zijn gemaakt, zijn qua kwaliteit en uiterlijk vergelijkbaar met overeenkomstige OD-lassen.
De grondlaag waarbij gebruik wordt gemaakt van een aangepast kortsluit-GMAW-proces zoals Miller's Regulated Metal Deposition (RMD), elimineert backflushing in sommige toepassingen met austenitisch roestvast staal. De RMD-grondlaag kan worden gevolgd door gepulste GMAW- of gevulde booglas-vul- en sluitlagen. Deze verandering bespaart tijd en geld in vergelijking met het gebruik van GTAW met backflushing, vooral bij grotere buizen.
RMD maakt gebruik van nauwkeurig gecontroleerde kortsluitmetaaloverdracht om een ​​rustige, stabiele boog en laspoel te produceren. Dit verkleint de kans op koude overlappingen of gebrekkige versmelting, vermindert spatten en levert een hogere kwaliteit van de pijpgrondlaag op. Een nauwkeurig gecontroleerde metaaloverdracht zorgt ook voor een gelijkmatige druppelafzetting en eenvoudigere controle over het laspoelbad en daarmee over de warmte-inbreng en lassnelheid.
Onconventionele processen kunnen de productiviteit van het lassen verhogen. Bij gebruik van een RMD 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 roestvast staal te behouden. De lagere warmtetoevoer van het proces helpt ook bij het beheersen van de vervorming van het substraat.
Dit gepulste GMAW-proces biedt kortere booglengtes, smallere boogkegels en minder warmte-inbreng dan conventionele sproeipulsoverdracht. Omdat het proces een gesloten lus is, worden boogverloop en variaties in de afstand tussen de punt en het werkstuk vrijwel geëlimineerd. Dit zorgt voor een eenvoudigere lasbadcontrole bij lassen op locatie en op afstand. Ten slotte maakt de koppeling van gepulste GMAW voor vul- en sluitrups met RMD voor grondrups het mogelijk om de lasprocedure uit te voeren met één draad en één gas, waardoor procesomschakeltijden worden geëlimineerd.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat zich specifiek richtte op de metaalbuizenindustrie. Vandaag de dag is het nog steeds het enige tijdschrift in Noord-Amerika dat zich specifiek op deze industrie richt en is het uitgegroeid tot de meest betrouwbare bron van informatie voor professionals op het gebied van buizen.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de sector.
Profiteer van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en nieuws uit de branche voor de metaalstansmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudige toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.