Roestvrij staal lassen

Het lassen van roestvrij staal vereist extra aandacht voor materiaaleigenschappen, hittebeheersing en zuiverheid om defecten zoals vervorming, scheuren en sensibilisering te voorkomen. Tijdens het lassen bereiken de temperaturen van het roestvrij staal grenzend aan de las een niveau waarop microstructurele transformaties optreden. Daarom is TIG-lassen de meest gebruikelijke techniek vanwege de precisie en geschiktheid voor de eigenschappen van roestvrij staal.

 

Beschrijving

 

Roestvast staal wordt onderverdeeld in verschillende typen op basis van de microstructuur en samenstelling, die de mechanische eigenschappen, corrosieweerstand en lasbaarheid beïnvloeden. De belangrijkste typen zijn austenitische, ferritische, martensitische, duplex- en precipitatie-roestvaste staalsoorten, en elk type heeft specifieke lasoverwegingen en geschikte lastechnieken vanwege verschillen in thermische geleidbaarheid, thermische uitzetting en gevoeligheid voor defecten zoals scheuren of sensibilisatie.

 

 

Roestvrij staalsoorten en lastechnieken

 

Roestvast staal is een legering op ijzer-basis die 15% of meer chroom bevat, samen met een bepaald percentage nikkel, wat buitengewone corrosie-bestendige eigenschappen kan bieden. Het chroomgehalte kan samen met andere legeringselementen worden aangepast om aan specifieke eindgebruik- of productievereisten te voldoen. Hieronder vindt u een overzicht van de meest voorkomende roestvaststaalsoorten.

 

• √Austenitisch roestvrij staal

Hoog chroomgehalte (16-26%) en nikkel (6-22%), vaak met molybdeen (bijv. 304, 316). Het is niet-magnetisch, uitstekende corrosieweerstand en goede vervormbaarheid, en het is gevoelig voor sensibilisering (carbideprecipitatie) als het gedurende langere perioden wordt blootgesteld aan 450-850 graden, wat leidt tot intergranulaire corrosie. Bovendien heeft het een hoge thermische uitzetting en een lage thermische geleidbaarheid, waardoor het risico op vervorming toeneemt. Populaire kwaliteiten zijn 304, 304L (koolstofarm), 316, 316L (koolstofarm), 321 (gestabiliseerd met titanium). Vanwege hun goede corrosiebestendige eigenschappen worden ze veel gebruikt in voedselverwerkende apparatuur, chemische tanks, leidingen, bouw, infrastructuur, telecom en medische industrie.

Geschikte lastechnieken

1. 1. TIG-lassen (GTAW) wordt ten zeerste aanbevolen voor dunne secties en kritische toepassingen vanwege de nauwkeurige hittebeheersing, waardoor gevoeligheid en vervorming worden geminimaliseerd. Gebruik argon of argon-helium-beschermgas.
2. 2. MIG/MAG-lassen (GMAW) is geschikter voor dikkere secties en snellere productie, waarbij een tri-gasmengsel (argon, helium, CO2) wordt gebruikt om de boog te stabiliseren en spatten te verminderen.
3. 3. Elektrodelassen (SMAW) wordt normaal gesproken gebruikt voor reparaties ter plaatse of voor niet-kritische toepassingen met elektroden met een laag-koolstofgehalte (bijvoorbeeld E308L voor 304L).

•  
• √Ferritisch roestvrij staal

Hoog chroom (10,5-30%), laag nikkel en laag koolstofgehalte (bijvoorbeeld 430), het is magnetisch, matige corrosieweerstand en lagere kosten dan austenitische kwaliteiten. Ondertussen is het minder gevoelig voor sensibilisatie, maar gevoelig voor korrelgroei en verbrossing bij hoge temperaturen, en het heeft een lagere thermische uitzetting dan austenitische kwaliteiten, waardoor het risico op vervorming wordt verminderd. De gebruikelijke kwaliteiten zijn 409, 430, 439, en dit type ferritisch metaal wordt veel gebruikt voor uitlaatsystemen voor auto's, keukenapparatuur en industriële apparatuur.

Geschikte lastechnieken:

1. 1. TIG-lassen (GTAW) is geschikt voor dunne secties en lassen van hoge- kwaliteit, die een goede controle over de warmte-inbreng kunnen bieden om korrelgroei te voorkomen.
2. 2. MIG/MAG-lassen (GMAW) effectief voor dikkere materialen en sneller lassen. Gebruik op argon-gebaseerd beschermgas met een laag CO2-gehalte om overmatige oxidatie te voorkomen.
3. 3. Elektrodelassen (SMAW) is acceptabel voor niet-kritische toepassingen met de juiste elektroden (bijv. E430).

 

• √Martensitisch roestvrij staal

Hoog chroomgehalte (11,5-18%), matig koolstofgehalte en laag nikkelgehalte (bijvoorbeeld 410), en het is magnetisch, hoge sterkte en hardheid, maar lagere corrosieweerstand vergeleken met andere typen. Daarom is het gevoelig voor waterstof-geïnduceerd scheuren en vereist het voorverwarmen en een warmtebehandeling na het lassen om broosheid te voorkomen. Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid en een lagere thermische uitzetting. De gebruikelijke kwaliteiten zijn 410, 420, 440 en worden veel gebruikt voor chirurgische instrumenten en turbinebladen.

Geschikte lastechnieken:

1. 1. TIG-lassen (GTAW), geschikt voor precisie en controle over de warmte-inbreng door gebruik van argon-beschermgas.
2. 2. Stick Welding (SMAW), veel gebruikt voor reparaties of dikkere secties met bijpassende elektroden (bijv. E410).
3. 3. MIG/MAG-lassen (GMAW), minder gebruikelijk maar kan worden gebruikt voor dikkere materialen met gecontroleerde parameters.

 

• √Duplex roestvrij staal

Uitgebalanceerde mix van austeniet en ferriet met een hoog chroomgehalte (20-30%), molybdeen en stikstof (bijv. 2205), en combineert hoge sterkte en uitstekende corrosieweerstand, vooral in chloride-omgevingen. Hoewel het gevoelig is voor sigmafasevorming (brosse intermetaal) als het onjuist wordt gelast bij hoge temperaturen. Het heeft een matige thermische uitzetting en geleidbaarheid. De gebruikelijke kwaliteiten zijn 2205, 2507 enz., en ze worden veel gebruikt in olie- en gaspijpleidingen, chemische verwerking en maritieme omgevingen.

Geschikte lastechnieken:

1. 1. TIG-lassen (GTAW), ideaal voor lassen van hoge-kwaliteit met gecontroleerde warmte-inbreng om sigmafasevorming te voorkomen door argon of argon-stikstofbeschermgas te gebruiken.
2. 2. MIG/MAG-lassen (GMAW), geschikt voor dikkere secties met het juiste beschermgas (argon-heliummengsel met laag CO2-gehalte).
3. 3. Elektrodelassen (SMAW) voor veldlassen met duplex-specifieke elektroden (bijv. E2209).

 

• √Neerslag-Verharden van roestvrij staal

Bevat legeringselementen zoals aluminium, koper of niobium voor versterking door warmtebehandeling (bijvoorbeeld 17-4 PH), en heeft een hoge sterkte en matige corrosieweerstand, waarvoor gecontroleerd lassen vereist is om over-veroudering of verlies van mechanische eigenschappen te voorkomen. De populaire kwaliteiten zijn 17-4 PH, 15-5 PH, en ze worden veel gebruikt voor lucht- en ruimtevaartcomponenten, kernreactoren en zeer sterke bevestigingsmiddelen.

Geschikte lastechnieken:

1. 1. TIG-lassen (GTAW) voor precisie en minimale warmte-inbreng om de mechanische eigenschappen te behouden.
2. 2. MIG/MAG-lassen (GMAW), geschikt voor dikkere secties met gecontroleerde parameters.

 

 

Overwegingen bij het lassen van roestvrij staal

 

Roestvast staal heeft een hoge thermische geleidbaarheid en een lage thermische uitzetting, wat leidt tot een groter risico op vervorming en kromtrekken tijdens het lassen. Bovendien is het gevoelig voor sensibilisatie (verlies van corrosieweerstand) als het te lang wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, vooral bij austenitische kwaliteiten zoals 304 en 316. Om deze lasfouten te voorkomen, moet de lasser rekening houden met de volgende aspecten:

 

• √Voor-Reiniging

Reinig de lasverbinding van verontreinigingen zoals verf, olie, vet, primers, snijmiddelen en andere koolwaterstoffen. Dergelijke verontreinigingen kunnen koolstof in de las introduceren, de corrosieweerstand aantasten en de verbinding verzwakken. Een belangrijke opmerking is dat de lasser een speciale roestvrijstalen borstel moet gebruiken om de verbinding schoon te maken, en ervoor moet zorgen dat hij geen borstel gebruikt die eerder op koolstofstaal werd gebruikt, omdat deze het roestvrijstalen werkstuk zou kunnen verontreinigen.

• √Selectie van vuller

Het kiezen van het juiste vulmateriaal, afhankelijk van de omvang van het werk, moet overeenkomen met de kwaliteit van het roestvrij staal, waardoor bijna dezelfde eigenschappen worden bereikt.

• √Lasverbindingsontwerp

Het ontwerp van de lasverbinding vormt een aanvulling op de lasstructuur, de lastechniek en het materiaal, en is een van de belangrijkste factoren die de sterkte en kwaliteit van de lasverbindingen bepalen. Daarom is het van cruciaal belang om de krachten te begrijpen die op de lassen worden uitgeoefend. Door dit in het verbindingsontwerp te integreren, wordt structureel falen voorkomen.

• √Graadselectie

Kwaliteitsselectie, verschillende kwaliteiten (bijv. austenitisch, ferritisch, martensitisch, duplex) gedragen zich verschillend, lage-koolstofkwaliteiten (bijv. 304L, 316L) kunnen het risico op carbideprecipitatie en intergranulaire corrosie minimaliseren.

• √Controle van de warmte-invoer

Controle over de warmte-inbreng kan overmatige hitte korrelgroei, vervorming en verlies van corrosieweerstand veroorzaken. Het is verstandig om een ​​lage warmte-inbreng te gebruiken en langdurige blootstelling aan hoge temperaturen te vermijden. Over het algemeen moet de lasstroom ongeveer 20% minder zijn dan bij koolstofstaal om corrosie te voorkomen.

• √Beschermgas

Beschermgas, de keuze van het beschermgas bij processen als MIG- en TIG-lassen is van cruciaal belang om het smeltbad tegen vervuiling te beschermen. De juiste samenstelling van het beschermgas verkleint het risico op lasfouten en verbetert het algehele resultaat van de las.

 

Om verantwoord lassen te kunnen maken, moet een ervaren lasser daarom rekening houden met een uitgebreide parameter, waaronder roestvrij staal, lastechniek, warmte-inbreng, beschermgas, stroomtoevoer, toortshoek, voortbewegingssnelheid en afzettingssnelheid. Alleen door effectief gebruik te maken van deze lasparameters kan de lasser lassen van hoge en consistente kwaliteit bereiken.

 

Defecten en preventies

 

De meest voorkomende lasfouten in roestvrij staal zijn scheuren, porositeit, slakinsluitingen, gebrek aan smelting, onvolledige penetratie, ondersnijdingen, spatten en vervorming, samen met vervuiling door ijzerdeeltjes, hittetinten en lasbederf. Deze defecten verminderen de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van de las en kunnen het gevolg zijn van onjuiste reiniging, onjuiste elektrode-/gasinstellingen, overmatige warmte-inbreng of een lage thermische geleidbaarheid.

 

• √Kromtrekken

Roestvrij staal heeft een lage thermische geleidbaarheid en een hoge thermische uitzetting, waardoor het gevoelig is voor kromtrekken. Overmatige warmte-inbreng tijdens het lassen of een snelle verandering in de temperatuur zet het metaal onder spanning, wat resulteert in vervorming als het afkoelt. De meest gebruikelijke oplossing is het verminderen van de warmte-inbreng en tegelijkertijd het vermijden van slechte laskwaliteit als gevolg van onvolledige versmelting tussen de werkstukken. Een andere oplossing is het creëren van een koellichaam door koper of messing achter of naast de lasnaad te klemmen, waardoor onnodige warmte wordt geabsorbeerd.

 

• √Kraken

Scheuren kunnen optreden tijdens of na het lassen en kunnen worden beïnvloed door hoge thermische spanningen of onjuiste koelsnelheden.

Er zijn twee hoofdtypen kraken: heet kraken en koud kraken. Heetscheuren vindt plaats tijdens het stollen van het lasproces als gevolg van een overmatige hoeveelheid onzuiverheden zoals zwavel of fosfor in de las, waardoor het smeltpunt van bepaalde gebieden kan dalen, waardoor er scheuren kunnen ontstaan ​​naarmate het metaal stolt. Het komt vaak voor in zones met hoge- temperaturen van de las. Koudscheuren treedt op nadat de las enige tijd is afgekoeld, variërend van enkele uren tot enkele dagen, en wordt vaak veroorzaakt door restspanning die na het lassen in het metaal achterblijft of door waterstof die in de las wordt geabsorbeerd. Om scheurvorming te voorkomen is het verstandig om de juiste vulmaterialen te gebruiken en de afkoelsnelheid zeer zorgvuldig te controleren. Ondertussen kan het voorverwarmen van het basismateriaal een goede manier zijn om de thermische spanning vóór het lassen te verminderen.

 

• √Porositeit

Het is een defect waarbij gaszakken vastzitten in de lasnaden, wat leidt tot kleine holtes of holtes, en wordt vaak veroorzaakt door verontreinigingen zoals vuil, olie en roest, die gassen in het laswerk kunnen introduceren. Deze gassen worden vervolgens opgesloten in het gesmolten lasbad en vormen holtes terwijl het metaal afkoelt. Het gebruik van onjuist beschermgas kan ook porositeit veroorzaken. Vocht en vocht op basismateriaal of vulstoffen kunnen tijdens het lassen verdampen, waardoor er gasbellen in de las ontstaan. Daarom is het belangrijk om het basismateriaal en de vulstaven schoon en droog te houden en het juiste beschermgas te gebruiken om een ​​consistente stroom tijdens het lasproces te behouden.

 

• √Slechte fusie

Slechte las ontstaat wanneer het lasmetaal niet goed samensmelt met het basismateriaal en er zwakke plekken in de verbinding ontstaan ​​waar de twee materialen niet volledig met elkaar zijn verbonden. Dit kan de algehele sterkte van de las ernstig verminderen en verhoogt het risico op falen. Dit defect wordt vaak veroorzaakt door onvoldoende warmte, een onjuiste lashoek en een hoge voortbewegingssnelheid.

 

• √Lasspatten

Het zijn kleine druppeltjes gesmolten metaal die tijdens het lassen uit het smeltbad worden geduwd en de las niet echt verzwakken. Ze beïnvloeden echter wel het uiterlijk, wat kan leiden tot onnodig nabehandelingswerk. De spatten worden vaak veroorzaakt door hoge stroominstellingen die overmatige spatten kunnen veroorzaken wanneer het gesmolten metaal met geweld uit het smeltbad wordt geworpen. Een onjuiste booglengte en een onjuist beschermgas kunnen ook spatten veroorzaken tijdens het lassen van roestvrij staal. Daarom is het belangrijk om spatten te verminderen, de huidige instellingen aan te passen en een stabiele boog te behouden, terwijl u tegelijkertijd het juiste beschermgas gebruikt met een constante stroom door de las.

 

 

Het lassen van roestvrij staal vereist aandacht voor veel parameters, zoals materiaaleigenschappen, beschermgas, vulstoffen, warmte-inbreng en zuiverheid om defecten zoals vervorming, scheuren en sensibilisatie te voorkomen. De ervaren lassers van Fabmann volgen de beste praktijken om de machine in te stellen met de juiste spanning en stroomsterkte, en ze weten hoe ze moeten lassen met de juiste voortbewegingssnelheid op basis van de dikte van het roestvrijstalen materiaal en het type roestvrij staal om corrosie{1}}bestendige lassen van hoge kwaliteit te verkrijgen. Fabmann levert hoogwaardige roestvrijstalen op maat gemaakte beugels voor de zonne-energie-industrie, machineonderdelen enventilatie dekselsvoor de woningbouwsector.