Vad det handlar om
När rostfritt stål svetsas mot olegerat stål blandas båda materialen med tillsatsmaterialet i svetsen. Tillsatsmaterialet måste väljas så att denna blandning varken blir hård och sprickbenägen eller känslig för varmsprickor. Sådana fogar kallas blandfogar.
Svetsen måste uppfylla kraven från båda grundmaterialen. Beroende på svetsgodsets sammansättning finns risk för:
- härdsprickor, om det finns för lite krom och nickel i svetsgodset och martensit bildas,
- varmsprickor, om svetsgodset stelnar utan ferrit,
- försprödning genom sigmafas, om det finns för mycket ferrit och krom.
Grunderna om mikrostrukturen finns i Mikrostruktur, deltaferrit och varmsprickor.
Uppblandningen avgör
Utan tillsatsmaterial skulle svetsen bestå av ungefär hälften olegerat och hälften rostfritt stål. I Schaeffler-diagrammet ligger denna blandning i martensitområdet och skulle härda. Ett överlegerat tillsatsmaterial drar tillbaka svetsgodset till det säkra området.
Så fungerar kontrollen med Schaeffler-diagrammet:
- Beräkna krom- och nickelekvivalenterna för båda grundmaterialen ur deras analys, helst ur kontrollintyget 3.1, annars ur standardanalysen.
- Mittpunkten mellan de två punkterna är grundmaterialblandningen.
- Rita in tillsatsmaterialets punkt och förbind den med blandningen.
- Svetsgodset ligger på denna linje, närmare tillsatsmaterialet eller blandningen beroende på uppblandningen. ISER-informationsbladet räknar i sitt exempel med 25 % grundmaterial.
Schaeffler-kalkylatorn för olika grundmaterial gör detta, inklusive uppblandning.
Exempel: S355 mot 1.4301
Med typiska analyser har blandningen av S355 och 1.4301 en kromekvivalent på cirka 9,6 och en nickelekvivalent på cirka 8,1, alltså i martensitområdet. Med tillsatsmaterial beror resultatet på uppblandningen:
| Tillsatsmaterial | 20 % uppblandning | 30 % uppblandning | 40 % uppblandning |
|---|---|---|---|
| 308LSi (19 9 L Si) | cirka 7 % ferrit | cirka 4 % ferrit | ingen ferrit kvar |
| 309LSi (23 12 L Si) | cirka 7 % ferrit | cirka 5 % ferrit | knappt 1 % ferrit |
| 307 (18 8 Mn) | helaustenitiskt | helaustenitiskt | helaustenitiskt |
Egen beräkning med Schaeffler-diagrammet och typiska analyser; verkliga värden beror på intygen.
- 309L behåller några procent ferrit vid normal uppblandning och är därför säkert mot varmsprickor. Det tål mest uppblandning och är därför standard för blandfogar.
- 308L fungerar vid liten uppblandning, men förlorar sin ferrit vid stor uppblandning och närmar sig martensitområdet.
- 307 stelnar helaustenitiskt. Manganet stabiliserar austeniten och binder svavel som mangansulfid, vilket motverkar risken för varmsprickor.
Välja tillsatsmaterial
Vid liten uppblandning räcker tillsatsmaterial av typ 18 8 Mn eller 20 10 3; vid större uppblandning behövs de högre legerade typerna 23 12 L eller 23 12 2 L.
| Förband | Tillsatsmaterial enligt ISO 14343-A (AWS) | Anmärkning |
|---|---|---|
| Rostfritt mot olegerat stål, liten uppblandning | 18 8 Mn (307), 20 10 3 L | t.ex. täcksträngar, TIG med mycket tillsats |
| Rostfritt mot olegerat stål, större uppblandning | 23 12 L (309L), 23 12 2 L (309LMo) | t.ex. rot, MAG, kälsvetsar |
| Två austenitiska sorter, t.ex. 1.4301 mot 1.4401 | matchande den lägre legerade sorten, t.ex. 19 9 L (308L) | – |
| Austenitiskt mot duplex 1.4462 | 22 9 3 N L (2209) eller 19 12 3 L (316L) | – |
| Ferritiskt kromstål | 19 9 L Si, 19 12 3 L Si, 18 8 Mn, 23 12 L eller nickelbaserat Ni6082 | om inte färglikhet, svavelangrepp eller lika värmeutvidgning talar emot |
Efter ISER-informationsblad 823 (2019) och DVS 0931. För ferritiska kromstål i tjocka komponenter bör de sista strängarna på mediesidan svetsas med ferritiskt tillsatsmaterial. För byggprodukter som omfattas av byggregler får endast godkända tillsatsmaterial användas.
Typ 29 9 (312) med mycket hög ferrithalt används för förband med svårsvetsade stål eller stål med okänd sammansättning. Mer om val av tillsatsmaterial i Välja tillsatsmaterial.
I praktiken
Målet är en så jämn och inte för hög uppblandning som möjligt.
- Process: Blandfogar svetsas främst med belagd elektrod och gasskyddade processer, se Processerna i översikt.
- Begränsa uppblandningen: Inträngningen i grundmaterialen avgör uppblandningen. Med fler strängar och mindre inträngning förblir den lägre.
- Värmestyrning efter det känsligare materialet: om det olegerade stålet behöver förvärmas gäller det även här. Förvärmningstemperaturer ger kalkylatorn för förvärmningstemperatur.
- Håll isär verktygen: Slipdamm från olegerat stål får inte hamna på det rostfria stålet, annars bildas flygrost, se Fogberedning och häftsvetsning.
Galvanisk korrosion vid förbandet
Rostfritt stål är det ädlare materialet. Kommer båda i kontakt med en elektrolyt kan det olegerade stålet korrodera kraftigare vid förbandet.
Detta är kritiskt framför allt när det rostfria stålets yta är stor jämfört med det olegerade stålets yta. Det kan undvikas genom att isolera materialen från varandra eller genom att skydda det olegerade stålet med en beläggning som sträcker sig över svetsen en bit in på det rostfria stålet.
Vanliga frågor
Kan jag svetsa rostfritt mot olegerat stål med 308L?
Vid liten uppblandning ofta ja, men 309L är säkrare. Vid stor uppblandning, till exempel i roten, förlorar 308L sin ferrit och kan närma sig martensitområdet.
Kan jag svetsa rostfritt mot olegerat stål med en tråd för olegerat stål?
Nej. Svetsgodset skulle inte vara korrosionsbeständigt, och uppblandningen med krom och nickel från det rostfria stålet kan få det att härda och spricka.
Måste blandfogar formeras?
Ja, om rotsidan av det rostfria stålet ska förbli korrosionsbeständig. Annars bildas anlöpningsfärger där, se Rotskydd och formering.
Läs vidare: artiklar om svetsning av rostfritt stål
Serien går från materialet via process, gas och rotskydd till den provade fogen. En översikt finns på Svetsning av rostfritt stål.
- Vad som gör stålet rostfritt
- Mikrostruktur, deltaferrit och varmsprickor
- Välja tillsatsmaterial
- Processerna i översikt
- Skyddsgaser
- Värmetillförsel och mellansträngstemperatur
- Fogberedning och häftsvetsning
- Rotskydd och formering
- Anlöpningsfärger, betning, passivering
- Duplex och superduplex
- Svetsfel och korrosionsskador
- Provning och arbetsskydd
Om författaren
Robert Lahnsteiner, Ing., är internationell svetsingenjör (IWE) och verkställande direktör för MIGAL.CO GmbH. Efter utbildning i telekommunikation och elektronik vid HTL Braunau arbetade han från 1983 i arton år med svetsteknik hos Fronius. Sedan 2001 leder han tillsammans med Martin Erl MIGAL.CO, tillverkaren av svetstråd i aluminium i Landau an der Isar. Hans fokusområden är tillsatsmaterial för aluminium, trådtillverkning och trådmatning samt övervakning av svetsprocesser. Inom DVS har han i omkring 30 år arbetat i den tekniska kommittén FA03 ”Bågsvetsning” och är ordförande för arbetsgruppen 2.4.4 ”MIG-svetsning av aluminium”.