SVETSNING AV VERKTYGSSTÅL. Svetsning av verktygsstål

Transkript

1 Svetsning av verktygsstål 1

2 Innehåll Inledning... 3 Allmän information om svetsning av verktygsstål... 3 Svetsmetoder för verktygsstål... 4 Arbetsplatsen... 5 Tillsatsmaterialets egenskaper... 6 Iakttag försiktighet med väte... 8 Förhöjd arbetstemperatur Arbetsgång vid svetsning Svetsreparation av varmarbetsstål plastformstål kallarbetsstål Uppgifterna i denna trycksak bygger på vårt nuvarande kunnande och är avsedda att ge allmän information om våra produkter och deras användningsområden. De får således inte anses utgöra någon garanti för att de beskrivna produkterna har vissa egenskaper eller är lämpliga för speciella ändamål. 2

3 Inledning Vanligtvis anses stål med högre kolhalt än 0,2 % ha dåliga svetsegenskaper, vilket innebär att verktygsstål med en kolhalt av 0,3 2,5 % är svåra att svetsa och att många stålleverantörer avråder från svetsning. Den förbättrade kvaliteten på tillsatsmaterialen, mera avancerad svetsutrustning, framstegen inom svetsteknologin och inte minst den förbättrade verktygsstålskvaliteten har tillsam-mans bidragit till att verktygssvetsning numera utgör en realistisk möjlighet, vilken kan ge betydande ekonomiska fördelar. Vi på Uddeholm Tooling vet att verktygsstål ofta behöver svetsas detta gäller i synnerhet dyrbara verktyg såsom pressgjutningsverktyg, stora hejarstansar, plastformar, klipp- och pressverktyg där reparation och justering med hjälp av svetsning utgör ett kostnadsmässigt mycket fördelaktigt alternativ till framställning av nya verktyg. Allmän information om svetsning av verktygsstål Verktygsstål innehåller 0,3 2,5 % kol samt legeringsämnen såsom mangan, krom, molybden, volfram, vanadin och nickel. Det största problemet vid svetsning av verktygsstål härrör från materialets höga härdbarhet. Svetsen svalnar snabbt när värmekällan avlägsnas och svetsgodset och en del av den värmepåverkade zonen härdar. Denna omvandling ger upphov till spänningar, eftersom svetsen vanligtvis utgör ett kraftigt tvångsingrepp med åtföljande risk för sprickbildning om den inte utförs omsorgsfullt. Här följer en beskrivning av den svetsutrustning, svetsmetodik och tillsatsmaterial, som erfordras för framgångsrik svetsning av verktygsstål. Naturligtvis utgör också svetsarens skicklighet och erfarenhet en väsentlig faktor för ett bra resultat. Om tillräcklig omsorg läggs ned på arbetet är det möjligt att åstadkomma svetsreparationer eller korrigeringar vilka knappast ger sämre verktygsfunktioner än grundmaterialet. Verktygssvetsning kan bli aktuell vid: renovering och reparation av spruckna eller slitna verktyg förnyelse av skadade eller slitna skäreggar, t ex på plåtstansningsverktyg justering av bearbetningsfel vid verktygstillverkning konstruktionsförändringar. Arbetsplatsen 3

4 Svetsmetoder för verktygsstål METALLBÅGSVETSNING () Princip En elektrisk ljusbåge, alstrad av en likström- eller växelströmkälla, tänds mellan en belagd, stavformad elektrod och arbetsstycket, se figur 1. Elektroderna består av en central trådkärna, vanligtvis av stål med låg kolhalt, täckt med en beläggning av pressat pulver (flux). Denna beläggning har en komplex sammansättning som utgörs av järnpulver, pulveriserade ferrolegeringar, slaggbildare och lämpligt bindemedel. Elektroden förbrukas under inverkan av ljusbågen i samband med svetsning och droppar av smält metall överförs till arbetsstycket. Kontakt med den omgivande luften under droppövergången från elektroden till arbetsstycket, liksom i samband med att svetsgodset stelnar och svalnar, förhindras delvis av slagg som bildas av beståndsdelar i elektrodbeläggningen och delvis av gaser som uppstår när elektroden smälter. Svetsgodsets sammansättning styrs genom valet av elektrodbeläggning. Strömkälla För -svetsning går det att använda såväl en likström- som en växelströmkälla. I vilket fall skall dock strömkällan kunna ge, för den aktuella elektroden, lämplig spänning och ström. Normala bågspänningar är: normalutbyteselektroder: V högutbyteselektroder: V. Uddeholms tillsatsmaterial är av normalutbytestypen och lämplig strömkälla är en likströmsenhet med 70 V tomgångsspänning som kan ge 250 A/ 30 V vid 35 % intermittens. GASVOLFRAMSVETSNING () Princip Vid -svetsning förbrukas den elektrodstav, som används för tändning av bågen, under svetsningen. Den elektrod, som används vid svetsning, är tillverkad av volfram eller volframlegering med mycket hög smältpunkt (3300 C) och den förbrukas därför inte under svetsförloppet, se figur 2. Bågen tänds ursprungligen genom att en högfrekvensspänning läggs på spalten mellan elektrod och arbetsstycke. Den jonisering, som blir följden av detta möjliggör bågtändning utan att elektroden behöver vara i kontakt med arbetsstycket. Volframelektroden är alltid ansluten till minuspolen på en likströmkälla, eftersom detta håller värmeutvecklingen och därmed risken för att elektroden smälter på en miniminivå. Strömmen leds till elektroden via en kontakt inuti -brännaren. Eventuellt tillsatsmaterial, som behövs vid svetsningen, matas in snett i ljusbågen i form av stav eller tråd. Oxidering av smältan förhindras av en inertgassköld som från -brännaren strömmar ut över elektrod och svets. Strömkälla -svetsning kan utföras med en vanlig -strömkälla, förutsatt att denna kompletteras med ett -styrdon. Brännaren skall vara vattenkyld och kunna klara en minimiström av 250 A vid 100 % intermittens. Gaslins är också önskvärd för att inertgasskyddet skall bli så effektivt som möjligt. Svetsningen underlättas om strömmen kan ökas steglöst från noll till optimal nivå. Fig. 1 Arbetsstycke Smältbad Slagg Svets METODER Metallbågsvetsning () Elektrodhållare +Pol Pol Strömkälla Svetsomformare Svetslikriktare Electrod Arbetsstycke Svetslikriktare Svetsbrännare Volframelektrod Fig. 2 Arbetsstycke Tillsatsmaterial METODER Gasvolframsvetsning () Shielding gas Svets Skyddsgas Kylvatten Strömkälla Pol + Pol 4

5 Arbetsplatsen Nedanstående utrustning är att betrakta som minimikrav (utöver själva svetsutrustningen) för att kunna utföra tillfredsställande svetsarbete på verktygsstål. TORKSKÅP De belagda elektroder, som används för -svetsning är synnerligen hygroskopiska och får inte komma i kontakt med något annat än torr luft. I annat fall kommer svetsen att bli vätebemängd. Följaktligen skall svetsplatsen vara utrustad med ett torkskåp för förvaring av elektroder. Skåpet skall vara termostatstyrt mellan C. Elektroderna skall tas ur emballagen och ligga lösa på hyllställ. För svetsning utanför den normala svetsplatsen är det också lämpligt att ha en bärbar, och uppvärmd behållare att bära elektroderna i. FÖRVÄRMNINGSUTRUSTNING Det går inte att svetsa verktygsstål vid rumstemperatur utan stora risker för sprickbildning och vanligtvis är det nödvändigt att förvärma verktyget innan några försök att svetsa kan göras. Även om det visserligen är möjligt att med framgång svetsa verktyg förvärmda i ugn finns risker att temperaturen sjunker alltför kraftigt innan arbetet avslutas. Följaktligen rekommenderas att verktyget hålls på korrekt temperatur med hjälp av en elektrisk värmebox (se nedan) som matas från en strömreglerad likströmkälla. Denna utrustning möjliggör också likformig och kontrollerad uppvärmning av verktyget. För mindre reparationer och justeringsarbeten kan verktyget förvärmas med gaslåga. Behållare med flytande propan bör då finnas tillgänglig på svetsplatsen SLIPMASKINER Följande skall finnas tillgängligt: Skivslipmaskin med en slipskiva med minimimåtten 180 mm Ø x 6 mm för fogberedning och bortslipning av eventuella defekter som kan uppstå under svetsningen. Planslipmaskin som klarar minst r/min. för slipning av mindre defekter samt den färdiga svetsen. Om en svetsad form skall efterpoleras eller fotoetsas kan det vara nödvändigt att förfoga över en slipmaskin som kan ge tillräckligt fin yta. Element för isolerad förvärmningsbox. ARBETSBÄNK Vid kritiska svetsarbeten av den typ, som utförs på verktygsstål, är det särskilt viktigt att svetsaren har en bekväm arbetsställning. Således skall arbetsbänken vara stabil, ha rätt höjd och vara tillräckligt plan för att det skall gå att lägga upp arbetsstycket på ett säkert och noggrant sätt. En fördel är om arbetsbänken är roterbar och kan justeras i vertikalled, eftersom båda dessa faktorer underlättar svetsarbetet. Torkskåp för förvaring av elektroder. 5

6 Tillsatsmaterialets egenskaper Svetsgodsets kemiska sammansättning bestäms av sammansättningen hos tillsatsmaterialen och grundmaterialet samt i vilken utsträckning grundmaterialet smälts ned under svetsningen. Tillsatselektroden eller -tråden skall blanda sig lätt med det smälta grundmaterialet till ett svetsgods som: har enhetlig sammansättning, hårdhet och reaktion på värmebehandling är fritt från icke-metalliska inneslutningar, porer eller sprickor har lämpliga egenskaper för den aktuella verktygsapplikationen. Eftersom svetsfogarna i verktygsstål har hög hårdhet är de särskilt känsliga för sprickbildning, som kan börja vid slaggpartiklar eller porer. Detta innebär att det använda tillsatsmaterialet skall kunna ge en förstklassig svets. Likaså är det nödvändigt att tillsatsmaterialet tillverkas under mycket strikt analysstyrning för att hårdheten på svetsen och reaktionen på värmebehandlingen skall kunna reproduceras från en tillverkningssats till en annan. Högkvalitativa tillsatsmaterial erfordras också om en form skall poleras eller fotoetsas efter svetsningen. Uddeholms tillsatsmaterial för svetsning uppfyller dessa krav. Tillsatsmaterial för -svetsning framställs vanligen ur elektroslaggraffinerat material, medan belagda elektroder är av basisk typ, vilka är vida överlägsna rutilelektroder beträffande svetsens renhet. En annan fördel med basiska, belagda elektroder jämfört med rutilelektroder är att de förra ger en mycket lägre vätehalt i svetsgodset. Rent generellt skall det tillsatsmaterial, som används för svetsning av verktygsstål, ha en kemisk sammansättning liknande grundmaterialet. Vid svetsning i glödgat tillstånd, t ex om ett verktyg måste justeras under pågående tillverkning, är det viktigt att tillsatsmaterialet har samma värmebehandlingsegenskaper som grundmaterialet, annars kommer det svetsade området i det färdiga verktyget att uppvisa en annan hårdhetsgrad. Stora sammansättningsskillnader medför också ökad risk för sprickbildning i samband med härdningen. Uddeholms tillsatsmaterial för svetsning är uppbyggda så att de skall passa motsvarande stålsorter (QRO 90 Weld och QRO 90 -Weld rekommenderas för samtliga Uddeholms varmarbetsstål), oavsett om svetsning utförs på glödgat eller seghärdat grundmaterial. Klart är att svetsgodset på svetsade verktyg kräver olika egenskaper för olika användningsområden. För de tre viktigaste användningsområdena för verktygsstål (kallarbetsstål, varmarbetsstål och plastformstål) är de viktigaste svetsgodsegenskaperna: Kallarbetsstål Hårdhet Seghet Slitstyrka Varmarbetsstål Hårdhet Anlöpningsbeständighet Seghet Slitstyrka Beständighet mot varmsprickor Plastformstål Hårdhet Slitstyrka Polerbarhet Fotoetsbarhet Dessa egenskaper behandlas kortfattat enligt följande. Tillsatsmaterial för -svetsning från Uddeholm. 6

7 HÅRDHET Om verktyget svetsas i seghärdat tillstånd är det viktigt att svetsgodset uppvisar samma hårdhet som grundmaterialet. I sådana fall kan mindre svetsar utföras utan att verktyget behöver efteranlöpas. Samtliga tillsatsmaterial från Uddeholm uppfyller detta krav, se figur 3. Fig. 3 Hårdhetsprofil för en svetsfog i Impax Supreme. -svetsning med användning av Impax Weld- elektroder. HV Grund- Värmepåverkamaterial zon Svetsgods Yta mm Avstånd från yta Observera den enhetliga hårdhetsfördelningen, som är enbart marginellt högre än ursprungshårdheten samt den mycket smala värmepåverkade zonen med bara en måttlig hårdhetsökning kring själva smältlinjen. ANLÖPNINGSBESTÄNDIGHET Om verktyget skall värmebehandlas efter svetsningen och grundmaterialet är i glödgat tillstånd skall svetsgodsets seghärdningsdata likna grundmaterialets, så att samma hårdhetsgrad uppnås i båda materialen, se nedanstående figur. HRC Austenitiseringstemperatur 1020 C QRO 90 WELD QRO 90 SUPREME C Anlöpningstemperatur (hålltid 2 x 2h) Fig. 4 Jämförelse mellan anlöpningskurvor för QRO 90 Supreme och svetsgods erhållet genom -svetsning med QRO 90 Weldelektroder. SEGHET Trots att vi rör oss med något som i princip utgörs av gjutgods, kan svetsgodset i verktygsstål vara förvånansvärt segt som en följd av den relativt fina mikrostruktur som uppstår genom den snabba stelningstakten. Rent generellt förbättras dock segheten genom en efterföljande värmebehandling. Detta innebär att större svetsreparationer på ett fullhärdat verktyg alltid skall anlöpas efter svetsningen, även om hårdhetsgraden i svetsat skick överensstämmer mellan svetsgods och grundmaterial. För kallarbetsstål erfordas mycket höga hårdhetsgrader och därför är det lämpligt att använda mjukare tillsatsmaterial för bottensträngarna och sluta med en hård elektrod på verktygets arbetsyta. På detta sätt erhålls en segare reparationsyta än om den hårda elektroden används rakt igenom. SLITSTYRKA På samma sätt som för verktygsstål ökar slitstyrkan hos svetsgodset med hårdheten och legeringshalten. Uddeholms tillsatsmaterial för svetsning är så sammansatta att de ger svetsgods med samma slitstyrka som motsvarande grundmaterial. BESTÄNDIGHET MOT VARMSPRICKOR Varmsprickor uppstår vanligtvis snabbare i svetsar på verktyg av varmarbetsstål än i grundmaterialet p g a sämre varmhållfasthet, anlöpningsbeständighet eller seghet (duktilitet). Om man använder ett tillsatsmaterial, som ger ett svetsgods med bättre varmhållfasthet och varmhårdhet, kan dock varmsprickningsbeständigheten bli lika stor eller t o m bättre än grundmaterialets. QRO 90 Weld och -Weld ger svetsar med utmärkt beständighet mot varmsprickor. HRC Austenitiseringstemperatur 1020 C QRO 90 WELD ORVAR SUPREME C Hålltid 2 x 1h Fig. 5 QRO 90 Weld uppvisar bättre anlöpningsbeständighet än grundmaterialet Orvar Supreme (H13). 7

8 POLERBARHET För formverktyg, som behöver poleras efter svetsningen, är det viktigt att svetsgodset inte skiljer sig speciellt från grundmaterialet vad gäller sammansättning eller hårdhet. I annat fall kommer svetskonturen att synas efter poleringen, vilket ger motsvarande märke på plastdetaljen. Svetsning med Impax Weld och Stavax Weld (eller -Weld ) tillsatsmaterial på Impax Supreme och Stavax ESR ger normalt svetsar som i alla avseenden är helt osynliga efter polering, förutsatt att rätt svetsprocedur används. FOTOETSBARHET Svetsgodset och grundmaterialet måste också ha liknande sammansättning om den svetsade ytan på en plastform skall struktureras via fotoetsning. Annars kommer svetsen och grundmaterialet att reagera olika på gravyren, vilket ger motsvarande märke på plastdetaljen. Normalt kan svetsar på Impax Supreme och Stavax ESR med Impax Weld och Stavax Weld (eller -Weld ) inte urskiljas efter fotoetsning under förutsättning att rätt svetsprocedur används. Iakttag försiktighet med väte! Svetsar i verktygsstål har hög hårdhet och är därför särskilt känsliga för kallsprickning till följd av att väte tränger in i samband med svetsningen. I många fall alstras väte p g a att vattenånga absorberas av den hygroskopiska beläggningen på -elektroder, se nedanstående figur. Förekommande vätgasmängd (Basisk) Gasmetallbåge Belagda elektroder (Rutil) Droppelektrod (CO 2 ) Mycket låg Låg Medium Hög Vätgaskoncentration i ml/100 g svetsgods. Fig. 6 Typiska förekommande vätgasmängder och vätehalter i svetsgodset för olika svetsmetoder och elektrodtyper. Stavax Weld/-Weld och Impax Weld/-Weld har en kemisk sammansättning passande motsvarande stålsort, vilket ger ett perfekt resultat efter polering eller fotoetsning av det svetsade verktyget. 8

9 En svetsfogs känslighet för vätesprickning beror på: Svetsgodsets mikrostruktur olika mikrostrukturer är olika vätekänsliga. Stålets hårdhetsgrad ju högre hårdhet desto högre känslighet. Spänningsbelastningen. Mängden diffusionsväte som tränger in i samband med svetsning. MIKROSTRUKTUR/HÅRDHET De karaktäristiska mikrostrukturer, som ger hög hårdhet i den värmepåverkade zonen och svetsgodset, d v s martensit och bainit, är särskilt känsliga med avseende på väteförsprödning. Denna känslighet minskas, om än marginellt, genom anlöpning. SPÄNNINGSBELASTNING Spänningarna i svetsfogar härrör från tre källor: Sammandragning i samband med att smältbadet stelnar. Temperaturskillnader mellan svetsfog, värmepåverkad zon och grundmaterial. Omvandlingsspänningar när svetsen och den värmepåverkade zonen hårdnar under avsvalningen. I allmänhet når spänningsbelastningen kring svetsfogen upp till en storleksordning lika sträckgränsens, vilken är mycket hög för härdat verktygsstål. Det är ytterst svårt att åtgärda detta med svetsuppbyggnaden (strängplacering och strängsekvens). Inga spänningsreducerande åtgärder hjälper dock om svetsen utsätts för kraftiga väteföroreningar. DIFFUSIONSVÄTEHALT Beträffande svetsfogarnas känslighet för kallsprickning är detta den faktor som är lättast att åtgärda. Genom att vidta ett antal enkla försiktighetsåtgärder, går det att avsevärt reducera mängden väte som tränger in i samband med svetsningen. Förvara alltid belagda elektroder i uppvärmt förvaringsskåp eller uppvärmd behållare sedan emballaget väl öppnats. Föroreningar på fogytan eller omgivande verktygsyta, t ex olja, rost eller färg, utgör en vätekälla. Följaktligen skall ytorna i såväl fogen som på verktyget runt om fogen slipas ned till ren metall omedelbart innan svetsningen påbörjas. Om förvärmning utförs med propan låga bör observeras att detta kan ge upphov till fuktbildning på de verktygsytor som inte direkt berörs av lågan. Värmebehandling av ett pressgjutningsverktyg efter svetsning. 9

10 Förhöjd arbetstemperatur Huvudskälet till att svetsa verktygsstål vid förhöjd temperatur härör från den höga härdbarheten och därav följande sprickkänslighet hos svetsar och värmepåverkade zoner i verktygsstål. Svetsning på ett kallt verktyg medför snabb avsvalning av svetsgodset och den värmepåverkade zonen mellan läggningen av strängarna med åtföljande omvandling till spröd martensit och därmed risk för sprickbildning. Sprickor, som bildas i svetsen, kan mycket väl breda ut sig genom hela verktyget om detta är kallt. Följaktligen skall verktyget under svetsningen hållas vid C över M S -temperaturen (martensitfasens begynnelsetemperatur) för den aktuella stålsorten. Observera att egentligen är den kritiska temperaturen svetsgodsets M S, vilken kanske inte är densamma som för grundmaterialet. I vissa fall kan det vara så att grundmaterialet är fullt härdat och har anlöpts vid en temperatur lägre än M S - temperaturen. Således kommer förvärmning av verktyget för svetsning, att förorsaka en minskning av hårdheten. Så måste exempelvis de flesta, vid låg temperatur anlöpta, kallarbetsstål förvärmas till en temperatur över anlöpningstemperaturen, vilken vanligtvis ligger runt 200 C. Hårdhetsminskningen måste accepteras för att åstadkomma en korrekt förvärmning och dämpa risken för sprickbildning i samband med svetsningen. Under flersträngssvetsning av ett korrekt förvärmt verktyg kommer större delen av svetsen att förbli austenitisk under hela svetsförloppet och långsamt omvandlas i och med att verktyget svalnar. Detta säkerställer en enhetlig hårdhet och mikrostruktur över hela svetsen jämfört med den situation där varje sträng omvandlas till martensit mellan läggningarna bortsett från risken för sprickbildning i det senare fallet. Av detta framgår klart att hela svetsförloppet skall avslutas medan verktyget ännu är varmt. Delsvetsningar, där verktyget får svalna och därefter åter förvärmas för avslutning av arbetet, rekommenderas inte eftersom det då HV Grundmaterial (460) Smältlinje Svetsgods föreligger avsevärd risk för att verktyget spricker. Även om det är möjligt att förvärma verktyg i ugn finns risken att temperaturen är ojämn, vilket skapar spänningar, och att temperaturen sjunker alltför kraftigt innan svetsningen är avslutad i synnerhet om verktyget är litet. Det bästa sättet att förvärma och hålla verktyget vid erforderlig temperatur under svetsningen är att använda en isolerad låda med element i väggarna se föregående bild. Nedanstående figur visar skillnader i hårdhetsfördelning i svetsfogar utförda på verktyg förvärmda i ugn respektive isolerad låda. Det framgår klart att det ugnsförvärmda verktyget uppvisar avsevärt större hårdhetsspridning än det som förvärmts i en isolerad låda mm Förvärmningstemperatur 350 C i ugn. Förvärmningstemperatur 350 C i isolerad låda. Fig. 7 Hårdhetsfördelning i svetsfogar utförda med QRO 90 Weld, där förvärmningen skett i ugn och i isolerad låda. Förvärmning i isolerad låda. 10

11 Arbetsgång vid svetsning Inte ens med den allra bästa utrustning och rätt sammansatta tillsatsmaterial går det att svetsa verktygsstål med framgång, om inte stor omsorg läggs på fogberedning, själva svetsarbetet och korrekt värmebehandling efter svetsningen. FOGBEREDNING Vikten av noggrann fogberedning kan inte nog betonas. Sprickor skall slipas bort så att fogbottnen är rundad och fogflankerna sluttar med en vinkel av minst 30 i förhållande till vertikalplanet. Fogbottnens bredd skall vara minst 1 mm större än den största elektroddiameter som kommer till användning. Erosions- eller varmsprickningsskador på verktyg i varmarbetsstål skall slipas ned till friskt material. Samtliga verktygsytor omedelbart intill den avsedda svetsfogen, liksom själva fogytorna, måste slipas ned till ren metall. Innan svetsning påbörjas skall de slipade områdena kontrolleras med spricksökningsmedel för att säkerställa att samtliga defekter avlägsnats. Verktyget skall svetsas omedelbart sedan fogberedningen avslutats, eftersom det annars finns risk för att fogytorna förorenas av damm, fukt eller smuts. Fogberedning Fel! Rätt! SVETSENS UPPBYGGNAD Till att börja med skall fogytorna täckas med ett lämpligt antal strängar. Detta grundskikt skall utföras med en elektrod med liten diameter, max. 3,25 mm, eller med -svetsning, maxström 120 A. Det andra skiktet utförs med samma elektroddiameter och ström som det första för att undvika en alltför omfattande värmepåverkad zon. Tanken är att eventuella hårda, spröda mikrostrukturer, som kan bildas i grundmaterialets värmepåverkade zon för grundskiktet, skall anlöpas av värmen från det andra skiktet varigenom sprickbildningstendensen reduceras. Resten av fogen kan svetsas med högre ström och grövre elektroder. Toppsträngarna skall byggas upp med ordentlig råge. Även små svetsar skall innehålla minst två strängar. Sista stränglagret slipas bort. Under svetsningen skall ljusbågen hållas kort och strängläggningen ske distinkt. Elektroden skall vinklas 90 mot fogflankerna för att ge så små smältdiken som möjligt. Dessutom skall elektroden hållas i vinkel i förhållande till svetsriktningen. Bågen skall tändas i fogen och inte på verktygsytor som ej skall svetsas. Tändsåret utgör en sannolik plats för början till sprickbildning. För att undvika porer skall detta smältas upp helt i samband med att svetsningen påbörjas. Svetsuppbyggnad 1. Grundskikt 2. Andra skikt 3. Uppfyllning Om återstart sker med delvis använd -elektrod skall dess spets rengöras från slagg, vilket underlättar bågtändningen samtidigt som en potentiell orsak till porositet minskas. Vid uppbyggnad av kanter eller hörn kan både tid och tillsatsmaterial sparas genom att en platta av koppar eller grafit används som stöd för svetsgodset, se nedanstående figur. Användning av ett sådant stöd innebär också att smältbadet blir varmare, vilket minskar riskerna för porbildning. Låga strömmar måste användas vid uppbyggnad av skarpa kanter eller hörn. Om koppar eller grafitstöd används skall en extra spalt om 1,5 mm finnas mellan stödet och den önskade svetsytan, eftersom slaggen tar upp ett visst utrymme (-svetsning). Arbetsstycke Slaggutrymme Elektrod Kopparplatta Fig. 8 En kopparplatta som stöd för svetsen vid hörnuppbyggnad. För reparation eller korrigering av dyrbara verktyg, exempelvis plastformar med polerat eller strukturerat formrum, är det viktigt att god kontakt råder mellan återledarkabeln och verktyget. Dålig kontakt ger problem med sekundär ljusbågsbildning och den dyrbara ytan kan skadas av brännsår. Sådana verktyg skall placeras på en kopparplatta som ger bästa möjliga kontakt. Kopparplattan måste förvärmas tillsammans med verktyget. Den färdiga svetsen skall rengöras noggrant och inspekteras innan verktyget får svalna. Eventuella defekter, exempelvis brännsår eller smältdiken skall åtgärdas omedelbart. Sedan verktyget svalnat kan svetsytan slipas ned 11

12 till samma plan som det omgivande verktyget före eventuell vidare behandling. På plastformar, där de svetsade områdena skall poleras eller fotoetsas, skall toppsträngarna läggas med svetsning för att minska risken för porer eller inneslutningar i svetsgodset. VÄRMEBEHANDLING EFTER SVETSNING Beroende på verktygets ursprungliga skick kan följande värmebehandlingar utföras efter svetsningen: Anlöpning Mjukglödgning samt härdning + anlöpning i vanlig ordning Avspänningsglödgning. Anlöpning Fullt härdade verktyg, som reparationssvetsas skall om möjligt anlöpas efter svetsningen. Anlöpningen förbättrar svetsgodsets seghet och är särskilt viktig när det svetsade området utsätts för höga påfrestningar i drift, t ex kall- och varmarbetsverktyg. Anlöpningstemperaturen skall väljas så, att svetsgodsets och grundmaterialets hårdhetsgrader passar samman. Ett undantag från denna regel utgör det fall när svetsgodset uppvisar avsevärt förbättrad anlöpningsbeständighet jämfört med grundmaterialet, t ex Orvar Supreme svetsat med QRO 90 Weld. I detta fall skall svetsen anlöpas vid högsta möjliga temperatur som medför att grundmaterialet behåller sin hårdhet typiskt 20 C under tidigare anlöpningstemperatur. Produktbroschyrerna, för Uddeholms verktygsstål och tillsatmaterial för svetsning, visar anlöpningsdiagram som kan användas som underlag för anlöpningsförhållanden för svetsade verktyg. Mycket små reparationer behöver inte anlöpas efter svetsningen, men en anlöpning bör ändå utföras om det är möjligt. 12 Mjukglödgning Verktyg som svetsas med anledning av konstruktionsförändringar eller bearbetningsfel i samband med tillverkningen och som befinner sig i mjukglödgat tillstånd behöver värmebehandlas efter svetsning. Eftersom svetsgodset härdat under avsvalningen efter svetsningen är det synnerligen önskvärt att mjukglödga svetsen före härdning av verktyget. Den aktuella mjukglödgningscykeln är densamma som rekommenderas för grundmaterialet. Det svetsade området kan därefter maskinbearbetas och verktyget kan yt- och värmebehandlas på vanligt sätt. Även om verktyget kan färdigställas enbart genom slipning av svetsen, rekommenderas först mjukglödgning för att minska sprickbildningen i samband med värmebehandlingen. Avspänningsglödgning Ibland utförs avspänningsglödgning efter svetsning för att reducera kvarvarande spänningar. För mycket omfattande eller kraftigt avgränsade svetsar är detta en viktig åtgärd. Om svetsen skall anlöpas eller mjukglödgas behövs normalt ingen avspänningsglödgning. Dock skall förhärdat verktygsstål, t ex Impax Supreme svetsat med Impax Weld eller Impax -Weld avspänningsglödgas efter svetsning, efter som vanligtvis ingen annan efterbehandling utförs. Temperaturen för avspänningsglödgning skall väljas så, att vare sig grundmaterialet eller det svetsade området mjuknar alltför mycket under detta moment. Om Impax Supreme skall maskinbearbetas efter svetsning är det absolut nödvändigt att formen avspänningsglödgas så att korrekt måttstabilitet uppnås. Mycket små svet reparationer eller svetskorrigeringar kräver normalt ingen avspännings-glödgning. Ytterligare information För ytterligare information om värmebehandling av svetsade verktyg se produktbroschyrerna för aktuell stålsort och/eller tillsatsmaterial.

13 Följande tabeller ger detaljerad information om svetsreparation eller svetskorrigering av verktyg, tillverkade i Uddeholms verktygsstål, för varmarbets-, plastformnings- och kallarbetsapplikationer. SVETSREPARATION AV VARMARBETSSTÅL Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning VIDAR SUPREME Mjukglödgat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning ORVAR SUPREME/ Värmebehandling. ORVAR 2 Se produktbroschyr Microdized Mjukglödgat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning för aktuell stålsort. QRO 90 SUPREME Mjukglödgat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning DIEVAR Mjukglödgat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning UTP 73G HB Avspänningsglödga ALVAR 14 Seghärdat (SMAW) ESAB OK C HB Ingen stora reparationer. VIDAR SUPREME Härdat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Anlöpning ORVAR SUPREME/ C under ORVAR 2 föregående anlöp- Microdized Härdat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Anlöpning ningstemperatur. QRO 90 SUPREME Härdat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Anlöpning DIEVAR Härdat (SMAW) QRO 90 WELD Min. 325 C HRC Anlöpning Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning DIEVAR -WELD VIDAR SUPREME Mjukglödgat (GTAW) QRO 90-WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning ORVAR SUPREME/ Värmebehandling ORVAR 2 DIEVAR -WELD Se produktbroschyr Microdized Mjukglödgat (GTAW) QRO 90 -WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning för aktuell stålsort. QRO 90 SUPREME Mjukglödgat (GTAW) QRO 90 -WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning DIEVAR -WELD DIEVAR Mjukglödgat (GTAW) QRO 90 -WELD Min. 325 C HRC Mjukglödgning UTPA 73G4 Avspänningsglödga ESAB OK C HB stora reparationer. ALVAR 14 Seghärdat (GTAW) Tigrod HB Ingen QRO 90 -WELD VIDAR SUPREME Härdat (GTAW) DIEVAR -WELD Min. 325 C HRC Anlöpning ORVAR SUPREME/ C under ORVAR 2 QRO 90 -WELD föregående anlöp- Microdized Härdat (GTAW) DIEVAR -WELD Min. 325 C HRC Anlöpning ningstemperatur. QRO 90 SUPREME Härdat (GTAW) QRO 90 -WELD Min. 325 C HRC Anlöpning DIEVAR -WELD DIEVAR Härdat (GTAW) QRO 90 -WELD Min. 325 C HRC Anlöpning 13

14 SVETSREPARATION AV PLASTFORMSTÅL Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning Avspänningsglödga IMPAX SUPREME Seghärdat (SMAW) IMPAX WELD C HB Ingen stora reparationer. UTP 73G2 Anlöpningstem- GRANE Härdat (SMAW) UTP 67S C HRC Anlöpning peratur C Avspänningsglödga HOLDAX Seghärdat (SMAW) IMPAX WELD C HB ingen stora reparationer. 280 HB Svetsning av Elmax ELMAX Härdat Inconel 625 type ca. 56 HRC Anlöpning bör undvikas p g a (SMAW) UTP C (botten resp. vid 200 C stor risk för spricktopplagren) bildning. CALMAX Mjukglödgat (SMAW) CALMAX/CARMO WELD C HRC Mjukglödgning Se produktbroschyr Kontakta närmaste CALMAX Härdat (SMAW) CALMAX/CARMO WELD C HRC Anlöpning Uddeholmskontor. Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning Värmebehandling Se produktbroschyr STAVAX ESR Mjukglödgat (GTAW) STAVAX -WELD C HRC Mjukglödgning för aktuell stålsort. Anlöpningstem- STAVAX ESR Härdat (GTAW) STAVAX -WELD C HRC Anlöpning peratur C STAVAX SUPREME Glödgat (GTAW) STAVAX -WELD C HRC Glödgning C, 5 timmar STAVAX SUPREME C under före- Härdat (GTAW) STAVAX -WELD C HRC Anlöpning gående anlöpn.temp. Avspänningsglödga IMPAX SUPREME Seghärdat (GTAW) IMPAX -WELD C HB Ingen stora reparationer. UTPA 73G2 Anlöpningstem- GRANE Härdat (GTAW) UTPA 67S C HRC Anlöpning peratur C Anlöpningstem- RAMAX 2 Seghärdat (GTAW) STAVAX -WELD C HRC Anlöpning peratur 530 C Avspänningsglödga HOLDAX Seghärdat (GTAW) IMPAX -WELD C HB Ingen stora reparationer. Svetsning av Elmax Anlöpning bör undvikas p g a ELMAX Härdat (GTAW) UTPA C ~56 HRC vid 200 C stor risk för sprickbildning. CALMAX/ CALMAX Mjukglödgat (GTAW) CARMO -WELD C HRC Mjukglödgning Se produktbroschyr CALMAX/ Kontakta närmaste CALMAX Härdat (GTAW) CARMO -WELD C HRC Anlöpning Uddeholmskontor. Upplösnings- CORRAX behandlat (GTAW) CORRAX -WELD Ingen HRC Åldring Beroende på Se produktbroschyr CORRAX Åldrat (GTAW) CORRAX -WELD Ingen HRC hårdhet 14

15 SVETSREPARATION AV KALLARBETSSTÅL Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning ARNE Härdat (SMAW) AWS E C 300 HB ESAB OK HRC FERMO Seghärdat (SMAW) C Anlöpning UTP 67S HRC RIGOR Härdat (SMAW) Castolin C HRC Castolin N 102 VIKING Härdat (SMAW) C HRC Inconel 625 type 280 HB SVERKER 21 Härdat (SMAW) UTP 67S C HRC Castolin HRC Anlöpning SVERKER 3 Härdat (SMAW) Castolin C HRC Grundskikten svetsas med mjukt svetsgod. Välj tillsatsmaterial för toppskikten som ger lämplig hårdhet. Beträffande Fermo och Carmo, kan små reparationer utföras i rumstemperatur. Inconel 625 typ 280 HB VANADIS 4 Härdat (SMAW) Castolin C HRC Anlöpning AWS E HB UTP HRC Anlöpning SLEIPNER Härdat (SMAW) Castolin C HRC CARMO Seghärdat (SMAW) CALMAX/CARMO WELD C HRC Anlöpning CALMAX (SMAW) Se Svetsreparation av plastformstål OBS! Tillsatsmaterial med hög kolhalt rekommenderas inte för -svetsning p g a risk för sprickbildning. Uddeholms Svets- Förvärmnings- Hårdhet efter Värmeverktygsstål Tillstånd metod Tillsatsmaterial temperatur svetsning behandling Anmärkning ARNE Härdat (GTAW) AWS ER C 300 HB UTPA 67S HRC FERMO Seghärdat (GTAW) C Anlöpning UTPA 73G HRC RIGOR Härdat (GTAW) Castotig C HRC VIKING Härdat (GTAW) C SVERKER 21 SVERKER 3 Härdat Härdat (GTAW) (GTAW) Inconel 625 type UTPA 73G2 UTPA 67S UTPA 696 Castotig C C 280 HB HRC HRC HRC HRC Anlöpning Inconel 625 type 280 HB UTPA 73G HRC UTPA HRC Anlöpning VANADIS 4 Härdat (GTAW) Castotig C HRC Grundskikten svetsas med mjukt svetsgod. Välj tillsatsmaterial för toppskikten som ger lämplig hårdhet. Beträffande Fermo och Carmo, kan små reparationer utföras i rumstemperatur. Castotig 5 ska inte användas för mer än 4 lager (risk för sprickbildning) AWS ER HB UTPA HRC Anlöpning SLEIPNER Härdat (GTAW) Castotig C HRC CALMAX/CARMO CARMO Seghärdat (GTAW) -WELD C HRC Anlöpning CALMAX (GTAW Se Svetsreparation av plastformstål 15