Varför misslyckas svetsfogar i rostfritt stål med en enda sträng som används vid FCAW konsekvent med inspektioner? David Meyer och Rob Koltz tittar närmare på orsakerna till dessa misslyckanden. Getty Images
F: Vi reparerar svetsade stålskrapor i ett torksystem i en våt miljö. Våra svetsar misslyckades med inspektioner på grund av porositet, underskärningar och spruckna svetsar. Vi svetsar A514 till A36 med 0,045″ diameter, alla positioner, kärnad 309L, 75% argon/25% koldioxidgas för bättre slitstyrka.
Vi provade kolstålselektroder, men svetsarna slits ut för snabbt och vi fann att rostfritt stål presterade bättre. Alla svetsar görs i ett plant läge och är 3/8 tum långa. På grund av tidsbrist gjordes alla svetsar samtidigt. Vad kan orsaka att våra svetsar går sönder?
Underskärning uppstår vanligtvis på grund av svetsparametrar som inte uppfyller specifikationerna, felaktig svetsteknik eller båda. Vi kan inte kommentera svetsparametrar eftersom vi inte känner till dem. Underskärningar som uppstår vid 1F beror vanligtvis på för hög svetspölsdrift eller för hög eller för låg svetshastighet.
Eftersom svetsaren försöker svetsa 3/8″ kan risken för att överhanka brännaren delvis vara orsaken till kälsvetsning i ett stycke med rörtråd med liten diameter. Det verkar dock vara fel verktyg som används snarare än ett tekniskt problem, vilket är anledningen.
Porositet orsakas av föroreningar i svetsen, förlust av eller överskott av skyddsgas, eller överdriven fuktabsorption av flussfylld rörtråd. Du nämner att detta är ett reparationsjobb på vått medium inuti torken, så om svetsarna inte rengörs noggrant kan detta vara den främsta orsaken till hålrummen.
Tillsatsmaterialet du använder är positionsfylld flussfylld rörtråd. Dessa trådtyper har ett system med snabbfrysande slagg. Detta är nödvändigt för att stödja svetsbadet vid svetsning vertikalt uppåt eller över huvudet. Nackdelen med snabbfrysande slagg är att den stelnar före smältbadet under. Om gaserna fortfarande släpps ut fastnar de vanligtvis och uppträder senare i form av porer eller ytliga maskspår. Detta förstärks vid svetsning i ett plant läge med en tråd med liten diameter och försök att lägga en stor svets i ett enda svetsdrag, som i din tillämpning.
Svetssprickbildning i början och slutet av svetsen kan orsakas av ett antal orsaker. Eftersom du lägger en stor sträng med en tråd med liten diameter är det troligt att du upplever otillräcklig smältning (LOF) vid svetsroten. Svetssprickbildning är ett vanligt fenomen på grund av den höga kvarvarande svetsspänningen och LOF vid roten.
För denna trådstorlek bör du använda två eller tre svetsningar för att slutföra 3/8 tum. Kälsvetsar, ingen. Det kan gå snabbare att göra tre defektfria svetsar än att göra en enda defekt svets och sedan behöva laga den.
En annan faktor som kan spela en större roll för svetssprickbildning är den felaktiga nivån av ferrit i svetsen, vilket ofta är den främsta orsaken till sprickbildning. 309L-tråd utvecklades för svetsning av rostfritt stål till kolstål snarare än kolstål till kolstål. Den specifika svetskemin för denna produkt tar också hänsyn till viss utspädning av grundmetallen för båda grundmetallerna. Därför, i tillämpningar som rör rostfritt stål och kolstål, hjälper vissa legeringar som härrör från rostfritt stål till att balansera den kemiska sammansättningen och producera acceptabla mängder ferrit. Att använda ett tillsatsmaterial med cirka 50 % ferrit, såsom 312 eller 2209, eliminerar risken för sprickbildning på grund av lågt ferritinnehåll.
Det bästa sättet att uppnå utmärkt slitstyrka är att svetsa fogen med en vanlig kol- eller rostfri elektrod och sedan lägga till ett lager ytelektrod. Du nämnde dock att du hade mycket snäva tidsbegränsningar och att flersvetsning var utesluten.
Försök att byta till en tråd med större diameter, till exempel 1/16 tum eller större. Att använda en gasskyddad rörtråd med flusskärna är idealiskt eftersom det ger bättre svetsrengöring och bättre luftflödesskydd än tråd utan flusskärna. Men istället för en tråd för alla positioner kan endast en platt och horisontell positionstråd minimera porositet eller maskspårning. Du bör också byta tillsatsmaterial från 309L till 312 eller 2209.
WELDER, tidigare Practical Welding Today, visar upp de riktiga människorna som tillverkar de produkter vi använder och arbetar med varje dag. Denna tidskrift har betjänat svetsbranschen i Nordamerika i över 20 år.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu helt tillgänglig och ger enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Få fullständig tillgång till den digitala utgåvan av STAMPING Journal, som ger de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter för metallstämplingsmarknaden.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The Fabricator på spanska, enkel åtkomst till värdefulla branschresurser.