Het lassen van roestvast staal vereist de keuze van het beschermgas om de metallurgische samenstelling en de bijbehorende fysische en mechanische eigenschappen te behouden. Gebruikelijke beschermgaselementen voor roestvast staal zijn onder meer argon, helium, zuurstof, kooldioxide, stikstof en waterstof (zie afbeelding 1). Deze gassen worden in verschillende verhoudingen gecombineerd om te voldoen aan de behoeften van verschillende leveringswijzen, draadsoorten, basislegeringen, gewenst lasrupsprofiel en voortloopsnelheid.
Vanwege de slechte thermische geleidbaarheid van roestvrij staal en de relatief "koude" aard van kortsluitoverdrachtsgasmetaalbooglassen (GMAW), vereist het proces een "tri-mix" gas bestaande uit 85% tot 90% helium (He), tot 10% Argon (Ar) en 2% tot 5% koolstofdioxide (CO2). potentiaal van helium bevordert vonkvorming na kortsluiting;in combinatie met zijn hoge thermische geleidbaarheid, verhoogt het gebruik van He de vloeibaarheid van het smeltbad. De Ar-component van Trimix zorgt voor algemene afscherming van het lasbad, terwijl CO2 fungeert als een reactieve component om de boog te stabiliseren (zie afbeelding 2 voor hoe verschillende beschermgassen het lasrupsprofiel beïnvloeden).
Sommige ternaire mengsels kunnen zuurstof als stabilisator gebruiken, terwijl andere een He/CO2/N2-mengsel gebruiken om hetzelfde effect te bereiken. Sommige gasdistributeurs hebben eigen gasmengsels die de beloofde voordelen bieden. Dealers bevelen deze mengsels ook aan voor andere transmissiemodi met hetzelfde effect.
De grootste fout die fabrikanten maken, is proberen GMAW-roestvrij staal kort te sluiten met hetzelfde gasmengsel (75 Ar/25 CO2) als zacht staal, meestal omdat ze geen extra cilinder willen beheren. Dit mengsel bevat te veel koolstof. In feite zou elk beschermgas dat voor massieve draad wordt gebruikt, maximaal 5% koolstofdioxide moeten bevatten. Het gebruik van grotere hoeveelheden resulteert in een metallurgie die niet langer wordt beschouwd als een L-kwaliteit legering (L-kwaliteit heeft een koolstofgehalte van minder dan 0,03%). het beschermgas kan chroomcarbiden vormen, die de corrosieweerstand en mechanische eigenschappen verminderen. Er kan ook roet op het lasoppervlak verschijnen.
Als een kanttekening: bij het selecteren van metalen voor het kortsluiten van GMAW voor de 300-serie basislegeringen (308, 309, 316, 347), moeten fabrikanten de LSi-klasse selecteren. LSi-vulstoffen hebben een laag koolstofgehalte (0,02%) en worden daarom vooral aanbevolen wanneer er een risico op intergranulaire corrosie bestaat. Een hoger siliciumgehalte verbetert de laseigenschappen, zoals bevochtiging, om de kruin van de las af te vlakken en samensmelting bij de teen te bevorderen.
Fabrikanten moeten voorzichtig zijn bij het gebruik van kortsluitoverdrachtsprocessen. Onvolledige versmelting kan het gevolg zijn van het doven van de boog, waardoor het proces ondermaats is voor kritieke toepassingen. In situaties met een hoog volume, als het materiaal zijn warmte-invoer kan ondersteunen (≥ 1/16 inch is ongeveer het dunste materiaal dat wordt gelast met behulp van de pulse spray-modus), zal een pulse spray-overdracht een betere keuze zijn. Waar materiaaldikte en laslocatie dit ondersteunen, heeft spray-overdracht GMAW de voorkeur omdat dit een meer consistente versmelting biedt.
Deze hoge warmteoverdrachtsmodi vereisen geen He-beschermgas. Voor sproeioverdrachtslassen van legeringen uit de 300-serie is een gebruikelijke keuze 98% Ar en 2% reactieve elementen zoals CO2 of O2. Sommige gasmengsels kunnen ook kleine hoeveelheden N2 bevatten. N2 heeft een hoger ionisatiepotentieel en thermische geleidbaarheid, wat bevochtiging bevordert en zorgt voor sneller reizen of verbeterde doorlaatbaarheid;het vermindert ook vervorming.
Voor GMAW met gepulseerde sprayoverdracht kan 100% Ar een acceptabele keuze zijn. Omdat de gepulseerde stroom de boog stabiliseert, heeft het gas niet altijd actieve elementen nodig.
Het smeltbad is langzamer voor ferritisch roestvast staal en duplex roestvast staal (50/50 verhouding van ferriet tot austeniet). Voor deze legeringen zal een gasmengsel zoals ~70% Ar/~30% He/2% CO2 een betere bevochtiging bevorderen en de voortbewegingssnelheid verhogen (zie afbeelding 3). Soortgelijke mengsels kunnen worden gebruikt om nikkellegeringen te lassen, maar leiden tot de vorming van nikkeloxiden op het lasoppervlak (bijv. toevoeging van 2% CO2 of O2 is voldoende om de oxidegehalte, dus fabrikanten moeten ze vermijden of bereid zijn er veel tijd aan te besteden).Schurend omdat deze oxiden zo hard zijn dat een staalborstel ze meestal niet zal verwijderen).
Fabrikanten gebruiken roestvaststalen draad met poedergevulde draad voor lassen op locatie, omdat het slaksysteem in deze draden een "plank" vormt die het smeltbad ondersteunt terwijl het stolt. Omdat de samenstelling van het poeder de effecten van CO2 vermindert, is roestvaste staaldraad met draadkern ontworpen voor gebruik met 75% Ar/25% CO2 en/of 100% CO2-gasmengsels. en afzettingssnelheden kunnen de totale laskosten verlagen. Bovendien gebruikt de draad met gevulde draad een conventionele DC-uitgang met constante spanning, waardoor het basislassysteem minder duur en minder complex is dan gepulste GMAW-systemen.
Voor legeringen uit de 300- en 400-serie blijft 100% Ar de standaardkeuze voor gaswolfraambooglassen (GTAW). Tijdens TIG van sommige nikkellegeringen, vooral bij gemechaniseerde processen, kunnen kleine hoeveelheden waterstof (tot 5%) worden toegevoegd om de voortbewegingssnelheid te verhogen (merk op dat nikkellegeringen, in tegenstelling tot koolstofstaal, niet vatbaar zijn voor waterstofscheuren).
Voor het lassen van superduplex en superduplex roestvast staal zijn respectievelijk 98% Ar/2% N2 en 98% Ar/3% N2 goede keuzes. Helium kan ook worden toegevoegd om de bevochtigbaarheid met ongeveer 30% te verbeteren. d pool koelt snel af, overtollig ferriet blijft achter wanneer 100% Ar wordt gebruikt. Wanneer een gasmengsel met N2 wordt gebruikt, roert de N2 in de gesmolten plas en bevordert de vorming van austeniet.
Roestvast staal moet beide zijden van de verbinding beschermen om een ​​afgewerkte las met maximale corrosieweerstand te produceren. Als de achterkant niet wordt beschermd, kan dit leiden tot "versuikering" of uitgebreide oxidatie die kan leiden tot soldeerfouten.
Strakke stootfittingen met consistent uitstekende pasvorm of strakke insluiting aan de achterkant van de fitting hebben mogelijk geen ondersteuningsgas nodig. Hier is het belangrijkste probleem om overmatige verkleuring van de door hitte beïnvloede zone als gevolg van oxide-ophoping te voorkomen, die vervolgens mechanisch moet worden verwijderd. Technisch gezien is een beschermgas vereist als de temperatuur aan de achterkant hoger is dan 500 graden Fahrenheit. Een meer conservatieve benadering is echter om 300 graden Fahrenheit als drempel te gebruiken. Idealiter zou de steun lager moeten zijn 30 PPM O2. De uitzondering is als de achterkant van de las wordt gegutst, geslepen en gelast om een ​​volledige penetratielas te verkrijgen.
De twee favoriete ondersteunende gassen zijn N2 (goedkoopste) en Ar (duurdere). Voor kleine samenstellingen of wanneer Ar-bronnen direct beschikbaar zijn, kan het handiger zijn om dit gas te gebruiken en de N2-besparingen niet waard. Er kan tot 5% waterstof worden toegevoegd om oxidatie te verminderen. Er is een verscheidenheid aan commerciële opties beschikbaar, maar zelfgemaakte steunen en zuiveringsdammen zijn gebruikelijk.
De toevoeging van 10,5% of meer chroom geeft roestvrij staal zijn roestvaste eigenschappen. Het behouden van deze eigenschappen vereist een goede techniek bij het selecteren van het juiste lasbeschermgas en het beschermen van de achterkant van de verbinding. Roestvrij staal is duur en er zijn goede redenen om het te gebruiken. Het heeft geen zin om te bezuinigen op beschermgas of het kiezen van toevoegmaterialen hiervoor. staal.
Blijf op de hoogte van het laatste nieuws, evenementen en technologie op het gebied van alle metalen via onze tweemaandelijkse nieuwsbrieven die exclusief voor Canadese fabrikanten zijn geschreven!
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van Canadian Metalworking, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van Made in Canada en Welding, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.