Svetsning av rör och rörledningar i rostfritt stål kräver ofta efterspolning med argon vid traditionella processer som gasvolframbågsvetsning (GTAW) och skärmad metallbågsvetsning (SMAW). Men kostnaden för gas och uppställningstiden för spolningsprocessen kan vara viktiga, särskilt när rördiametrar och längder ökar.
Vid svetsning av rostfritt stål i 300-serien kan entreprenörer eliminera bakslag i öppna rotkanalsvetsar genom att byta från traditionell GTAW eller SMAW till en förbättrad svetsprocess, samtidigt som de uppnår hög svetskvalitet, bibehåller materialets korrosionsbeständighet och uppfyller The Welding Procedure Specification (WPS) krav på en kortslutningsgasmetallbågsvetsningsprocess (GMAW). Den förbättrade kortslutnings-GMAW-processen ger också ytterligare fördelar vad gäller produktivitet, effektivitet och användarvänlighet, vilket bidrar till att förbättra vinsten.
Rostfria stållegeringar är gynnade för sin korrosionsbeständighet och hållfasthet och används i många rör- och slangapplikationer, inklusive olja och gas, petrokemi och biobränslen. Även om GTAW traditionellt har använts i många rostfria stålapplikationer, har det vissa nackdelar som kan åtgärdas genom förbättrad kortslutnings-GMAW.
För det första, i takt med att bristen på skickliga svetsare fortsätter, är det en ständig utmaning att hitta arbetskraft som är bekanta med GTAW. För det andra är GTAW inte den snabbaste svetsprocessen, vilket hindrar företag som vill öka produktiviteten för att möta kundernas krav. För det tredje kräver det tidskrävande och dyr backspolning av rostfria rör.
Vad är bakblåsning? Spolning är införandet av gas under svetsprocessen för att avlägsna föroreningar och ge stöd. Bakspolningen skyddar baksidan av svetsen från att bilda tunga oxider i närvaro av syre.
Om baksidan inte skyddas under öppen rotkanalsvetsning kan skador på underlaget uppstå. Denna nedbrytning kallas sackarifiering, så kallad eftersom den resulterar i en yta som ser ut som socker inuti svetsen. För att förhindra hoppressning sätter svetsaren in en gasslang i ena änden av röret och pluggar igen rörets ände med en spolningsdamm. De skapade också en ventil i den andra änden av röret. De brukar också tejpa runt skarven. Efter att ha rengjort röret skalade de av en bit tejp runt skarven och började svetsa, och upprepade processen med avskalning och svettning tills rotsträngen var klar.
Eliminera bakslag. Återgångar kan kosta mycket tid och pengar, och i vissa fall lägga till tusentals dollar i projektet. Övergången till en förbättrad kortslutnings-GMAW-process har gjort det möjligt för företaget att slutföra rotsträngar utan bakspolning i många applikationer i rostfritt stål. Svetstillämpningar för rostfria stål i 300-serien är väl lämpade för detta, medan svetstillämpningar för högrena duplexa rostfria stål för närvarande kräver GTAW för rotsträngen.
Att hålla värmetillförseln så låg som möjligt hjälper till att bibehålla arbetsstyckets korrosionsbeständighet. Att minska antalet svetspassager är ett sätt att minska värmetillförseln. Förbättrade kortslutnings-GMAW-processer, såsom reglerad metalldeponering (RMD®), använder exakt kontrollerad metallöverföring för att ge jämn droppdeponering. Detta gör det lättare för svetsaren att kontrollera svetspölen, vilket i sin tur styr värmetillförseln och svetshastigheten. Den lägre värmetillförseln gör att svetspölen fryser snabbare.
Med kontrollerad metallöverföring och snabbare frysning av smältbadet blir smältbadet mindre turbulent och skyddsgasen lämnar GMAW-pistolen relativt ostörd. Detta gör att skyddsgasen kan passera genom den öppna roten, vilket förskjuter atmosfären och förhindrar sackarifiering eller oxidation på baksidan av svetsen. Denna gastäckning tar bara kort tid eftersom pölar fryser mycket snabbt.
Testning har visat att den modifierade kortslutnings-GMAW-processen uppfyller svetskvalitetsstandarderna samtidigt som den bibehåller korrosionsbeständigheten hos det rostfria stålet som när rotsträngen svetsades med GTAW.
En förändring av svetsprocessen kräver att ett företag omcertifierar sin WPS, men en sådan förändring kan ge stora tidsbesparingar och kostnadsbesparingar för ny tillverkning och reparationsarbete.
Öppen rotkanalsvetsning med en förbättrad kortslutnings-GMAW-process erbjuder ytterligare fördelar inom produktivitet, effektivitet och svetsutbildning. Dessa inkluderar:
Eliminerar risken för heta kanaler till följd av att mer metall kan avsättas för att öka rotkanalens tjocklek.
Utmärkt tolerans för hög och låg snedställning mellan rörsektioner. Tack vare smidig metallöverföring kan processen enkelt överbrygga mellanrum upp till 3⁄16 tum.
Båglängden är jämn oavsett elektrodförlängning, vilket kompenserar för operatörer som kämpar med att upprätthålla jämn förlängning. En mer lättkontrollerad svetspöl och jämn metallöverföring kan minska utbildningstiden för nya svetsare.
Minska stilleståndstiden för processomställningar. Samma tråd och skyddsgas kan användas för rot-, fyllnings- och täckkanaler. En pulserad GMAW-process kan användas förutsatt att kanalerna är fyllda och täckta med minst 80 % argonskyddsgas.
För verksamheter som vill eliminera backspolning i applikationer i rostfritt stål är det viktigt att följa fem viktiga tips för att lyckas när man byter till en modifierad kortslutnings-GMAW-process.
Rengör rörens insida och utsida för att avlägsna eventuella föroreningar. Använd en stålborste avsedd för rostfritt stål för att rengöra fogens baksida minst 2,5 cm från kanten.
Använd ett tillsatsmaterial av rostfritt stål med hög kiselhalt, såsom 316LSi eller 308LSi. Det högre kiselinnehållet underlättar vätning av smältbadet och fungerar som ett deoxidationsmedel.
För bästa prestanda, använd en skyddsgasblandning som är speciellt framtagen för processen, såsom 90 % helium, 7,5 % argon och 2,5 % koldioxid. Ett annat alternativ är 98 % argon och 2 % koldioxid. Svetsgasleverantören kan ha andra rekommendationer.
För bästa resultat, använd en avsmalnande spets och munstycke för att lokalisera gastäckningen. Koniskt munstycke med inbyggd gasdiffusor ger utmärkt täckning.
Observera att användning av den modifierade kortslutningsprocessen för GMAW utan bakgas producerar en liten mängd glödskal på baksidan av svetsen. Detta flagnar vanligtvis av när svetsen svalnar och uppfyller kvalitetsstandarder för petroleum-, kraftverks- och petrokemiska tillämpningar.
Jim Byrne är försäljnings- och applikationschef för Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Tube & Pipe Journal blev den första tidskriften som ägnades åt metallrörsindustrin år 1990. Idag är den fortfarande den enda publikationen i Nordamerika som är inriktad på branschen och har blivit den mest betrodda informationskällan för rörproffs.
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.