Svetsa duplex och superduplex: ferrithalt, tillsatsmaterial, gas och värmestyrning

Av Robert Lahnsteiner, internationell svetsingenjör (IWE) · Uppdaterad: november 2026

Duplexstål består av ungefär hälften ferrit och hälften austenit. Austeniten ger seghet och allmän korrosionsbeständighet, ferriten hållfasthet och beständighet mot spänningskorrosion. Vid svetsning gäller det att bevara denna balans.

I leveranstillståndet ställs mikrostrukturen in genom upplösningsbehandling vid 1020 till 1100 °C och snabb avsvalning: en ferritisk grundmassa med cirka 45 till 60 % austenit. Jämfört med austenitiska stål erbjuder duplexstål:

• betydligt högre hållfasthet, vilket medger tunnare väggar,
• mycket god beständighet mot gropfrätning,
• högre beständighet mot spänningskorrosion, särskilt i kloridhaltiga medier,
• lägre värmeutvidgning.

I svetsat tillstånd används duplexstål i allmänhet mellan −50 och +250 °C, superduplexstål upp till +220 °C.

De skiljs åt genom PRE-talet, som beskriver beständigheten mot gropfrätning: duplex under 40, superduplex från 40. Lean duplex-sorter innehåller lite eller inget molybden.

PRE = % Cr + 3,3 · % Mo + 16 · % N

Sorter enligt EN 10088 med riktvärden för PRE-talet enligt DVS 0946. För volframhaltiga sorter beräknas talet ibland inklusive volfram. Om PRE-talet, se även Vad som gör stålet rostfritt.

Duplexstål stelnar till en början helt ferritiskt. Först vid avsvalningen omvandlas en del av ferriten till austenit. Vid svetsning finns lite tid för detta, därför innehåller svetsen mer ferrit än grundmaterialet.

• Avsvalningstid t12/8: avgörande är tiden mellan 1200 och 800 °C. Den måste vara tillräckligt lång för att tillräckligt med austenit ska bildas.
• Överlegerade tillsatsmaterial: tillsatsmaterialen innehåller mer nickel och kväve än grundmaterialet. Båda främjar austenit och kompenserar för den korta avsvalningstiden.
• För länge varmt är också dåligt: vid längre uppehåll mellan cirka 300 och 1000 °C bildas sigmafas, chifas, kromnitrider och karbider; kring 475 °C finns risk för försprödning. Det kostar seghet och korrosionsbeständighet.

Grunderna om mikrostrukturen finns i Mikrostruktur, deltaferrit och varmsprickor.

DVS 0946 rekommenderar 30 till högst 70 FN i svetsgodset. Därunder sjunker beständigheten mot spänningskorrosion; däröver försämras seghet, duktilitet och korrosionsbeständighet.

• Svetsgods som är uppblandat med grundmaterial har i allmänhet mer ferrit. I TIG-svetsgods anses upp till 85 FN i allmänhet ännu acceptabelt.
• För austenithalten anger DVS 0946 likaså 30 till 70 % om ingen upplösningsbehandling görs.
• Mäta: magnetiskt enligt ISO 8249. Utvärdering på metallografiskt slipprov har i ringprovningar visat sig opålitlig, eftersom ferriten är mycket fin och ojämnt fördelad.
• Uppskatta: med WRC-1992-diagrammet, som går upp till 100 FN och tar hänsyn till kväve och koppar. Schaeffler och DeLong täcker inte duplexområdet tillförlitligt: kalkylator för Schaeffler, DeLong och WRC.

För duplex är typ 22 9 3 N L (AWS 2209) det mest använda tillsatsmaterialet, för superduplex 25 9 4 N L (2594). Båda är överlegerade med nickel jämfört med grundmaterialet.

Enligt DVS 0946, ISO 14343 och ISER-informationsblad 823. Basiskt belagda elektroder ger högre seghet än rutila och föredras för rötter före pulverbågsvetsning. Anvisningarna från stål- och tillsatsmaterialtillverkarna har företräde.

Val av tillsatsmaterial för alla rostfria stål: Välja tillsatsmaterial.

Kväve i skyddsgasen främjar austenit och kompenserar för kväveförluster. Väte har inget i svetsgasen att göra, eftersom det kan försköra duplexstål.

• Inte för mycket kväve: för höga halter i svetsgodset leder till porer och kromnitrider. Vid TIG-svetsning tar svetsen upp mindre kväve än vid MIG/MAG-svetsning, och mer med många strängar.
• Syre i gasen kan sänka svetsgodsets seghet något.
• Superduplex med MIG/MAG är benäget för porer. Undersökningar visade de bästa resultaten med argon, cirka 30 % helium och mycket lite CO₂, kring 0,5 %. Ännu mindre CO₂ gör ljusbågen instabil. Även trådchargen spelar en roll.
• Rotskydd med argon, kväve eller argon-kväve. Vätehaltiga gaser endast med högst 10 % H₂, helst 5 %, och endast utan spalt, så att inget kommer in i ljusbågen.

Mer i Skyddsgaser och Rotskydd och formering.

Duplex behöver ett värmefönster: tillräckligt med värme för austeniten, men inte så mycket att sigmafas bildas.

• Sträckenergi enligt DVS 0946: duplex 5 till 25 kJ/cm, superduplex 2 till 15 kJ/cm.
• Mellansträngstemperatur: duplex högst 250 °C enligt DVS 0946 (DVS 0931 anger 150 °C), superduplex högst 150 °C.
• Superduplex med höga krav: för TIG-svetsning rekommenderar facklitteraturen också att begränsa mellansträngstemperaturen till 100 °C och sträckenergin till 10 kJ/cm. Om roten översvetsas med hög energi kan dess beständighet mot gropfrätning minska.
• Förvärmning behövs oftast inte, eftersom moderna duplexstål innehåller mer än 0,15 % kväve. Från cirka 10 mm godstjocklek kan 100 °C vara lämpligt för att minska egenspänningar, likaså vid rötter och olika godstjocklekar under hög inspänning.
• Kyl inte konstgjort: tryckluft eller vatten mellan strängarna är inte tillåtet.

Beräkna sträckenergin: Värmetillförsel och mellansträngstemperatur.

Lite uppblandning, alltid med tillsatsmaterial, större fogvinklar.

• Fogvinkel 70 till 80° i stället för 60°: smältbadet är mer trögflytande, och en snäv vinkel främjar bindfel.
• Tillför tillräckligt med tillsatsmaterial vid TIG-svetsning. Undvik svetsning utan tillsats och kosmetisk omsmältning av svetsen, eftersom svetsgodset annars blir för ferritiskt. Utan tillsats fungerar det endast på tunna, fritt krympande delar, med efterföljande upplösningsbehandling, om möjligt sprickprovning och kvävehaltig skyddsgas.
• Häftsvetsar med tillsatsmaterial: de svalnar snabbt, blir ferritrika och kan spricka. Förvärm vid behov.

Mer om detta: Fogberedning och häftsvetsning.

I regel behövs ingen värmebehandling. Om det behövs kommer endast upplösningsbehandling i fråga.

Den löser upp intermetalliska faser och återställer förhållandet mellan ferrit och austenit: värm upp snabbt, 1020 till 1050 °C, håll i 5 minuter efter fullständig genomvärmning, släck sedan i vatten. Om upplösningsbehandling görs är även en lägre austenithalt i svetsgodset dessförinnan acceptabel, men sprickor i nästan helt ferritiskt svetsgods måste undvikas.

Kan jag svetsa duplex med 316L?

Inte duplex mot duplex: svetsen skulle få lägre hållfasthet och korrosionsbeständighet än grundmaterialet. För att foga 1.4462 med ett austenitiskt stål passar både 22 9 3 N L och 19 12 3 L.

Varför har min svets mer ferrit än plåten?

Eftersom omvandlingen till austenit inte hinner fullbordas under den snabba avsvalningen efter svetsningen. Överlegerade tillsatsmaterial, tillräckligt med värme och kväve i gasen motverkar detta.

Kan jag formera duplex med formeringsgas?

I begränsad omfattning: högst 10 % väte, helst 5 %, och utan spalt. Argon, kväve eller argon-kväve är enklare.

Vad är lean duplex?

Duplexsorter med lite molybden och nickel, som 1.4362. De är billigare, och deras PRE-tal är lägre. De svetsas med tillsatsmaterial av typ 23 7 N L eller 22 9 3 N L.

Serien går från materialet via process, gas och rotskydd till den provade fogen. En översikt finns på Svetsning av rostfritt stål.

1. Vad som gör stålet rostfritt
2. Mikrostruktur, deltaferrit och varmsprickor
3. Välja tillsatsmaterial
4. Processerna i översikt
5. Skyddsgaser
6. Värmetillförsel och mellansträngstemperatur
7. Fogberedning och häftsvetsning
8. Rotskydd och formering
9. Anlöpningsfärger, betning, passivering
10. Foga rostfritt med olegerat stål
11. Svetsfel och korrosionsskador
12. Provning och arbetsskydd