På-/Reparations-svetsning - kostnadseffektivt mot korrosion, slitage och haverier Svetslärarmöte 2015 Hans Åström. wwwwölkwölk

Transkript

1 På-/Reparations-svetsning - kostnadseffektivt mot korrosion, slitage och haverier Svetslärarmöte 2015 Hans Åström Varför påsvetsning? Hållfasthetskrav och ytkrav kan inte kombineras. Ekonomi kostnaderna sänks genom att använda ett o-/ låglegerat basmaterial och göra en på påsvetsning med ett dyrare höglegerat material. Reparationer man önskar återställa ursprunglig form och yta hos detaljen. 1

2 Innehåll Påsvetsmetoder - svetsteknik Tillsatsmaterial för påsvetsning Exempel på val av tillsatsmaterial för att korrosions och slitageskydd Reparationssvetning av gjutjärn Exempel på applikationer? Påsvetsmetoder Belagd elektrod Uppblandning 20-30% TIG 15-25% Gasmetallbågsvetsning 10-25% Pulverbågsvetsning 15-25% Plasma 3-10% Electroslag Strip claddíng 3-5% 2

3 Uppblandningen beror förutom svetsmetod på: Svetsparametrar Sträng överlapp Brännar vinkel (MIG/MAG) Skyddsgas För att minimera uppblandning 50% överlapp Svetsa med push teknik 3

4 MIG påsvetsning med Cromamig 625 1lager 2,7mm Uppblandning 7% 2lager 5,7mm Uppblandning 2% 3lager 7,8mm Uppblandning <1% Stora påsvets objekt Strip Cladding 4

5 Plasmapåsvetsning med PTA-teknik Tillsatsmaterial för påsvetsning ISO/TR klassificerar material för hårdsvetsing Klassificering av Fe-baserade typer genom sin mikrostruktur E-H-Fe-FS Mostly ferritic steel with second phase E-H-Fe-M1 Low-alloy martensitic steel E-H-Fe-M2 Tool steel martensite with secondary hardening E-H-Fe-M3 Stainless steel martensite E-H-Fe-M4 Maraging steel martensite E-H-Fe-MA Approximately equal amounts of martensite and austenite E-H-Fe-MK Martensite with alloy carbides E-H-Fe-MEK Martensite with austenite-carbide eutectic E-H-Fe-A Austenitic stainless steel with little or no ferrite E-H-Fe-AF Austenitic stainless steel with more than 30 FN E-H-Fe-AM Austenitic manganese steel with low or no chromium E-H-Fe-AMC Austenitic manganese steel with chromium nearly equal to manganese E-H-Fe-AK Austenitic manganese steel containing alloy carbides E-H-Fe-PAE Primary austenite with austenite-carbide eutectic E-H-Fe-NE Near-eutectic austenite-carbide iron E-H-Fe-PKE Primary chromium carbides with austenite-carbide eutectic E-H-Fe-KKA Primary chromium carbides with alloy carbides and austenitecarbide eutectic 5

6 Legeringsinnehåll i Fe-bas typer C-halt % % legering Några exempel HB beroende på C-halten Exempel: ELGALOY HARD 30 3,5C 30Cr 58-61HRC Exempel: ELGALOY HARD 100 6

7 Klassificering av Fe-baserade typer genom sin mikrostruktur Co-baserade kallas också för Stellite Att mäta slitagestyrkan mot abrasiv nötning beskrivs i standarden ASTM 65A 7

8 Val av tillsatsmaterial för på- / reparations- svetsning. Vilen kravprofil? -Slitagetyp -Korrosionskrav -Hög temperatur -Grundmaterialets svetsbarhet 8

9 Slitage typer: Ren abrasiv nötning tex. Matarskruvar Påsvets med primära Cr-karbider tex Elagaloy Hard 100 Abrasion kombinerade med slag tex. Krossdetaljer. Deformationshårdnande typ tex Elgaloy Mix 18, 200Hv 450HV Martensitisk + karbider tex. Elgaloy Hard 60 Påsvetsning som korrosionsskydd: Exempel-påsvetsning av C-stål för att nå en syrafast yta Tillsatsmaterial 309MoL-0,02C 0,8Mn 22,8Cr 12,8Ni 2,4Mo Uppblandning 20% 0,03C 0,8Mn 21,9Cr 12,3Ni 2,3Mo 0,05C 0,8Mn 18,2Cr 10Ni 1,9Mo 0,15C 1Mn 9

10 För korrosionsskydd av stora tryckkärl används ofta strip cladding med pulverbågsvetsning. Basmaterial är av typen CrMo-stål Typiska påsvetsmaterial är -625 NiCrMo-typ -Mellanlager 309L + topplager 347 Typisk tillsatsmaterial förbrukning för stora kärl ton Påsvetsning mot hög temperatur, korrosion och slitage MIG påsvetsning paneler Med Cromamig 625 NiCrMo legering 10

11 Svetsning av gjutjärn med belagd elektrod: Två elektrodtyper Ni och NiFe, när skall man välja typ? Egenskap Ni NiFe Gjutjärnstyp Grått gjutjärn Alla typer Varmsprickrisk Bearbetbarhet Hög on gjutjärnet har hög halt S,P Bäst men HAZ hård Mindre risk Sämre Färgmatchning Nej Bättre Tjockt gods Nej Ja Svetsprocedur reparation av gjutjärn 1. Mejsla ur sprickan under förvärmning till ca 300 grader. 2. Slipa ur sprickan så inga skarpa hörn finns. 3. Svets sprickan under förvärmning 300 C. 4. Låt detaljen svalna långsamt. Om det inte är möjligt att förvärma detaljen använd Kall svetsteknik 11

12 Kallsvetsning av gjutjärn: 1. Svetsa korta strängar utan pendling ca 50mm 2. Purra strängen innan den svalnat för att motverka krympning. 3. Låt svetsen slana till max 50 grader innan man fortsätter svetsa. 4. Butter hala fogytan innan man fortsätter svetsa. 5. Fyll fogen med låg värmetillförsel utan pendling 6. Planera strängläggningen så att strängar mot grundmaterialet värmebehandlas. 12

13 Några applikationsexempel Påsvetsning av rördetaljer i sopförbränningsanläggning utsatta för höga temperaturer och korrosion. Cromamig Cr64Ni9Mo3,6Nb Spårvägs- / Järnvägsapplikationer Mix 18-3,6Mn18Cr9,5Ni/ 18B-5,5Mn18Cr9,5Ni båda är helaustenitiska Hårdhet 200HV men deformationshårdnar till ca 450HV Slitage vid rullkontaktytutmattning 13

14 Reparation av spårvagnsräls Elgaloy Mix 18B Reparation av järnvägsräls Mix 18-3,2 mm Mix 18-4,0 mm Mix 18B -3,2 mm 14

15 Reparation av växeltunga Mix 18-3,2 mm Mix 18-4,0 mm Mix 18B -3,2 mm Hårdsvets mot abrasiv nötning Elgaloy Hard 60-0,7C8Cr0,5Mo0,4V 57-60HRC Elgaloy Hard 100-3,5C30Cr 58-61HRC 15

16 Reparation av sprucken löpring till cementugn. Utmejsling av sprickan 16

17 Svetsning med Croamarod 82 0,3Si 7Mn 18Cr 2,2Nb Ni-bas 17

18 Varför använda Ni-bas vid massiva svetreparationer? En populär elektrod vid svetreparationer är av typ 29Cr 9Ni tex Cromarod 312 Denna elektrodtyp är inte lämplig vid stora reparationer eller när förvärmning krävs Detta beror på att strukturen är austenit med hög ferrithalt. Ferriten omvandlas till spröd sigmafas vid hög temperatur. Ni-bas elektroder av typ Cromarod 82 är inte känslig för hög temperatur, strukturen är stabil Reparationssvetning av maskinfundament i gjutjärn Kallsvetsning med NiFe elektrod Fundamentet efter bearbetning 18