Rustfritt stål er ikke nødvendigvis vanskelig å jobbe med, men sveising krever nøye oppmerksomhet på detaljer. Det avgir ikke varme som mildt stål eller aluminium, og det kan miste noe av korrosjonsmotstanden hvis du bruker for mye varme på det. Beste praksis bidrar til å opprettholde korrosjonsmotstanden. Bilde: Miller Electric
Korrosjonsmotstanden til rustfritt stål gjør det til et attraktivt valg for mange kritiske rørapplikasjoner, inkludert høyrent mat og drikke, farmasøytisk industri, trykkbeholdere og petrokjemisk industri. Dette materialet avgir imidlertid ikke varme slik som mildt stål eller aluminium, og feil sveising kan redusere korrosjonsmotstanden. For mye varmetilførsel og feil fyllmateriale er to syndere.
Å følge noen beste fremgangsmåter for sveising av rustfritt stål kan bidra til å forbedre resultatene og sikre at metallet beholder sin korrosjonsmotstand. I tillegg kan oppgradering av sveiseprosessen gi produktivitetsfordeler uten at det går på bekostning av kvaliteten.
Ved sveising av rustfritt stål er valg av tilsettmateriale avgjørende for å kontrollere karboninnholdet. Tilsettmaterialer som brukes til sveising av rør i rustfritt stål, bør forbedre sveiseytelsen og oppfylle kravene til bruken.
Se etter tilsettmetaller med en «L»-betegnelse, for eksempel ER308L, da de gir et lavere maksimalt karboninnhold som bidrar til å opprettholde korrosjonsmotstanden til rustfrie stållegeringer med lavt karboninnhold. Sveising av et lavkarbonbasert basismetall med standard tilsettmetaller øker karboninnholdet i sveiseskjøten, noe som øker risikoen for korrosjon. Unngå tilsettmetaller merket med en «H», da disse gir høyere karboninnhold og er designet for applikasjoner som krever høyere styrke ved forhøyede temperaturer.
Ved sveising av rustfritt stål er det også viktig å velge et tilsettmateriale med lave spornivåer (også kjent som urenheter) av grunnstoffer. Dette er resterende grunnstoffer i råmaterialene som brukes til å lage tilsettmaterialer, inkludert antimon, arsenikk, fosfor og svovel. De kan i stor grad påvirke materialets korrosjonsmotstand.
Siden rustfritt stål er svært følsomt for varmetilførsel, spiller forberedelse av skjøter og riktig montering en nøkkelrolle i å kontrollere varmen for å opprettholde materialegenskapene. På grunn av mellomrom mellom deler eller ujevn passform, må brenneren holde seg på ett sted lenger, og det kreves mer fyllmateriale for å fylle disse hullene. Dette kan føre til at det bygger seg opp varme i det berørte området, noe som kan overopphete delen. Dårlig passform kan også gjøre det vanskeligere å bygge bro over gapet og oppnå nødvendig sveiseinntrengning. Sørg for at delene passer så perfekt som mulig inn i det rustfrie stålet.
Renholdet til dette materialet er også svært viktig. Svært små mengder forurensning eller smuss i sveisede skjøter kan forårsake defekter som reduserer styrken og korrosjonsmotstanden til sluttproduktet. For å rengjøre underlaget før sveising, bruk en spesialbørste i rustfritt stål som ikke har blitt brukt på karbonstål eller aluminium.
I rustfritt stål er sensibilisering hovedårsaken til tap av korrosjonsbestandighet. Dette kan skje når sveisetemperaturen og kjølehastigheten svinger for mye, noe som endrer materialets mikrostruktur.
Denne ytre diametersveisen på rustfritt stålrør, sveiset med GMAW og regulert metallavsetning (RMD) uten tilbakespyling av rotstrengen, ligner i utseende og kvalitet på sveiser laget med tilbakespylet GTAW.
En viktig del av rustfritt ståls korrosjonsbestandighet er kromoksid. Men hvis karboninnholdet i sveisen er for høyt, vil det dannes kromkarbid. Disse binder kromet og forhindrer dannelsen av det ønskede kromoksidet, som gir rustfritt stål korrosjonsbestandighet. Hvis det ikke er nok kromoksid, vil ikke materialet ha de ønskede egenskapene, og det vil oppstå korrosjon.
Forebygging av sensibilisering kommer ned til valg av tilsettmateriale og kontroll av varmetilførsel. Som nevnt tidligere, er det viktig å velge et lavkarbon-tilsettmateriale for sveising av rustfritt stål. Imidlertid er karbon noen ganger nødvendig for å gi styrke til visse bruksområder. Varmekontroll er spesielt viktig når lavkarbon-tilsettmaterialer ikke er et alternativ.
Minimer tiden sveisen og den varmepåvirkede sonen forblir ved forhøyede temperaturer – vanligvis antatt å være 500 til 800 grader Celsius (950 til 1500 grader Fahrenheit). Jo mindre tid lodding bruker i dette området, desto mindre varme genereres det. Sjekk og observer alltid mellomstrengstemperaturen i loddeprosedyren.
Et annet alternativ er å bruke fyllmaterialer designet med legeringskomponenter som titan og niob for å forhindre dannelse av kromkarbid. Fordi disse komponentene også påvirker styrke og seighet, kan ikke disse fyllmaterialene brukes i alle bruksområder.
Gasswolframbuesveising (GTAW) for rotstrengen er den tradisjonelle metoden for sveising av rør i rustfritt stål. Dette krever vanligvis tilbakespyling av argon for å forhindre oksidasjon på baksiden av sveisen. Bruken av trådsveiseprosesser i rør i rustfritt stål blir imidlertid mer og mer vanlig. I disse bruksområdene er det viktig å forstå hvordan de forskjellige beskyttelsesgassene påvirker materialets korrosjonsmotstand.
Ved sveising av rustfritt stål med gassmetallbuesveising (GMAW) brukes tradisjonelt argon og karbondioksid, en blanding av argon og oksygen, eller en tregassblanding (helium, argon og karbondioksid). Vanligvis inneholder disse blandingene hovedsakelig argon eller helium og mindre enn 5 % karbondioksid, ettersom karbondioksid tilfører karbon til smeltebadet og øker risikoen for sensibilisering. Ren argon anbefales ikke for GMAW på rustfritt stål.
Flussmiddeltråd for rustfritt stål er konstruert for å brukes med en tradisjonell blanding av 75 % argon og 25 % karbondioksid. Flussmiddel inneholder ingredienser som er konstruert for å forhindre at karbon fra beskyttelsesgassen forurenser sveisen.
Etter hvert som GMAW-prosessene har utviklet seg, har de forenklet sveising av rør i rustfritt stål. Selv om noen applikasjoner fortsatt kan kreve GTAW-prosesser, kan avanserte trådprosesser gi lignende kvalitet og høyere produktivitet i mange applikasjoner i rustfritt stål.
ID-sveiser i rustfritt stål laget med GMAW RMD har lignende kvalitet og utseende som tilsvarende OD-sveiser.
Rotstrengen som bruker en modifisert kortslutnings-GMAW-prosess, som Millers regulerte metallavsetning (RMD), eliminerer tilbakespyling i noen applikasjoner for austenittisk rustfritt stål. RMD-rotstrengen kan etterfølges av pulset GMAW eller fylle- og lokkstrenger med flukskjernebuesveising – en endring som sparer tid og penger sammenlignet med bruk av GTAW med tilbakespyling, spesielt på større rør.
RMD bruker presist kontrollert kortslutningsmetalloverføring for å produsere en rolig, stabil lysbue og sveisebad. Dette gir mindre sjanse for kalde svingninger eller mangel på smelte, mindre sprut og en høyere kvalitet på rotstrengen i røret. Presis kontrollert metalloverføring gir også jevn dråpeavsetning og enklere kontroll over sveisebadet og dermed varmetilførsel og sveisehastighet.
Ukonvensjonelle prosesser kan øke sveiseproduktiviteten. Ved bruk av en RMD kan sveisehastigheten være 6 til 12 tommer/min. Fordi prosessen øker produktiviteten uten ytterligere oppvarming av deler, bidrar den til å opprettholde egenskapene og korrosjonsmotstanden til rustfritt stål. Den reduserte varmetilførselen til prosessen bidrar også til å kontrollere deformasjon av underlaget.
Denne pulserte GMAW-prosessen gir kortere lysbuelengder, smalere lysbuekjegler og mindre varmetilførsel enn konvensjonell spraypulsoverføring. Siden prosessen er lukket sløyfe, elimineres lysbueavdrift og variasjoner i avstand mellom spiss og arbeidsstykke praktisk talt. Dette gir enklere kontroll av søl for sveising på og utenfor stedet. Til slutt, ved å koble pulsert GMAW for fylle- og toppstreng med RMD for rotstreng, kan sveiseprosedyren utføres med én tråd og én gass, noe som eliminerer prosessbyttetider.
Tube & Pipe Journal ble det første magasinet dedikert til metallrørindustrien i 1990. I dag er det fortsatt den eneste publikasjonen i Nord-Amerika dedikert til industrien, og har blitt den mest pålitelige informasjonskilden for rørfagfolk.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The FABRICATOR, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Få full tilgang til den digitale utgaven av STAMPING Journal, som gir deg de nyeste teknologiske fremskrittene, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The Fabricator på spansk, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.