TIG-svetsning av rostfritt stål ställer högre krav på teknik och utrustning än svetsning av vanligt konstruktionsstål. Det handlar inte bara om att hålla en stabil ljusbåge - gasbehandlingen, elektrodvalet och efterbehandlingen är lika kritiska för ett lyckat resultat. Den som förstår varför rostfritt beter sig annorlunda under svetsen kan undvika de vanligaste misstagen och få skarvar som håller både mekaniskt och estetiskt.
Varför rostfritt är mer krävande
Rostfritt stål innehåller minst 10,5% krom, vilket bildar det tunna oxidskikt som ger materialet sin korrosionsbeständighet. Just detta oxidskikt är också källan till de flesta problem vid svetsning. Kromet reagerar med syre och bildar kromoxid vid höga temperaturer, vilket resulterar i de karaktäristiska värmefärgerna och i värsta fall en oxiderad svets som förlorat sin korrosionsbeständighet.
Rostfritt leder värme ungefär hälften så bra som kolstål och har en högre värmeutvidgningskoefficient. Det innebär att värme koncentreras i fogzonen och att materialet rör sig mer vid uppvärmning och nedkylning. Distorsion och egennspänningar är påtagliga problem om man inte arbetar metodiskt och håller värmetillförseln under kontroll.
Gasskydd - gaslins och rätt flöde
Gasskyddet är det viktigaste skyddet mot oxidation under svetsen. Standard TIG-koppling med vanlig kolleringsring ger ett turbulent gasflöde som blandar in luft i kanten av gasskyddet. För rostfritt stål räcker det inte.
En gaslins - en porös metallfilter som ersätter standardkolleringen - ger ett laminärt, jämnt gasflöde som skyddar en större area kring svetsbadet. Med gaslins kan du också använda en större skyddsglaskopp, vanligtvis 10-12 mm i diameter, vilket ytterligare förbättrar gasskyddet. Resultatet märks tydligt: skarvens yta blir blankare och ren med bara lätta guldtoner istället för mörka oxidband.
Gasmängden ska anpassas till dysdiameter och svetsposition. Tumregel: 6-8 liter per minut för en 10 mm-dysa vid plansvetsen. Högre flöde hjälper inte - det skapar turbulens och försämrar gasskyddet. Argon av svetsningskvalitet, 99,998% renhet eller bättre, är standardvalet. Heliumtillsatser används ibland vid speciella krav på inbrängning, men för de flesta tillämpningar är ren argon den rätta lösningen.
Rätt svetsgaser och gasreglerare från tillverkare som SIEVERT och CFH är en förutsättning för att gasskyddet ska fungera som avsett.
Elektrodval och slipning
Volframelektroden för TIG-svetsning av rostfritt ska vara ceriumlegerad med grå markering (WCe20). Den antänder lättare än pure-wolfram, ger stabil ljusbåge och är inte radioaktiv som thoriumvarianten (WT20). Elektrodens diameter väljs efter strömstyrkan: 1,6 mm för upp till 150 A, 2,4 mm för upp till 250 A.
Slipningen är avgörande och förbises ofta. Elektroden ska slipas i längsriktningen - aldrig på tvären - med ett spetsigt koniskt slut. En bra riktlinje är en konlängd motsvarande 2 till 2,5 gånger elektrodens diameter. Grova tvärslipade repor skapar oregelbunden ljusbåge och ger instabila svetsar.
Använd en separat slipskiva uteslutande för volframelektroder. Kontaminering från kolstål eller smuts stör ljusbågen och kan ge porer i svetsmetallen. En nyslipade och ren elektrod är grunden för ett stabilt TIG-resultat.
Värmefärger och betning
Värmefärgerna som bildas vid TIG-svetsning av rostfritt stål berättar om gasskydds- och värmestyrning. Färgerna uppkommer när kromoxidet på ytan varierar i tjocklek beroende på temperatur:
- Silver till ljust guld: Bra gasskydd, acceptabel värmeinmatning
- Mörkgul till brons: Acceptabelt för icke-kritiska tillämpningar
- Blå till lila: Svagt gasskydd, hög temperatur - kräver åtgärd
- Grå eller svart: Allvarlig oxidation, svetsens korrosionsbeständighet är komprometterad
För applikationer med höga krav på korrosionsbeständighet - livsmedelsindustri, marina miljöer eller kemisk process - räcker det inte att bara ha silvrigt utseende. Svetszonen behöver betas och passiveras.
Betning med fosforsyre- eller salpetersyrebaserade betmedel löser kromoxidet och ger en ren metallyta. Efterföljande passivering med salpetersyra eller specialprodukter bygger upp ett nytt, komplett oxidskikt. Processen tar 15-30 minuter och kräver hantering av frätande medel med rätt skyddsutrustning - syrabeständiga handskar och skyddsglasögon är ett minimum.
Betpasta är det vanligaste formatet för lokala svetsskarvar. Den appliceras med pensel, verkar och sköljs sedan av med vatten. Betvätskor passar bättre för bad-behandling av hela detaljer.
Rotskydd med formiergas
Vid svetsning av rör eller behållare i rostfritt stål exponeras svetsbadet på insidan mot luft. Utan skydd uppstår kraftig oxidation och en grov, oxiderad rotyta som dels ser dålig ut, dels är svag och korroderar snabbt.
Formiergas - en blandning av 95% kvävgas och 5% vätgas - tillförs på insidan av rörfogen under svetsning. Kvävgasen tränger ut syret medan vätgasen reducerar eventuella oxider. Resultatet är en blank, slät rotyta utan oxidation.
Tekniken kallas purging och kräver att fogzonen tätas med tejp, expanderande pluggar eller speciella purgingverktyg. Gasflödet ska ha tid att skölja ut all luft ur utrymmet innan svetsningen påbörjas - räkna med minst tre till fem volymer av det aktuella röravsnittet. Syrehalten kan mätas med en syrgasmätare; under 100 ppm är acceptabelt, under 50 ppm är optimalt för krävande tillämpningar.
Formiergas är brandfarlig på grund av vätgasinnehållet och kräver god ventilation. Håll alltid tillräckligt avstånd från antändningskällor och följ tillverkarens säkerhetsanvisningar.
Vanliga nybörjarfel
För hög strömstyrka är det vanligaste misstaget. Rostfritt leder värme dåligt och överhettas snabbt. Börja 10-15% lägre än du skulle använda för kolstål av samma tjocklek. Tunna rör på 1-2 mm godstjocklek kräver ofta under 60 A.
För långsam svetsning koncentrerar värmen och ger onödigt bred värmepåverkad zon. Håll ett jämnt, relativt snabbt tempo och ta pauser om materialet värms upp för mycket. Syftet är att begränsa den totala värmeinmatningen.
Felaktig elektrodgeometri - trubig eller tvärslipade elektroder - ger instabil ljusbåge och dålig sveiskontroll. Slipa om elektroden om ljusbågen vandrar eller sprider sig onormalt.
För kort gasefterflöde - att ta bort skyddsgas för tidigt medan svetsbadet fortfarande är varmt - ger blå och svarta oxider direkt vid svetsens slut. Håll kvar gasefterflödet tills svetsen svalnat under 300 grader, vilket normalt tar 8-15 sekunder beroende på godstjocklek.
Kontaminering från kolstål via verktyg, borstar eller slipskivor som tidigare använts på kolstål kan ge inbränd järn på ytan. Järnet rostar och ger fläckar på det rostfria stålet. Håll isär utrustningen strängt - egna borstar och slipskivor enbart för rostfritt.
Sammanfattning
TIG-svetsning av rostfritt stål ger utmärkta resultat när tekniken stämmer. Investera i en gaslins och rätt dysestorlek, slipa elektroden noggrant i längsriktningen, håll strömstyrkan lägre än för kolstål och ge gasskyddet tid både under och efter svetsning. Formiergas för rotskydd är nödvändigt vid rör och behållare med krav på korrosionsbeständighet. Kontrollera värmefärgerna löpande och beta fogzonen på applikationer med hårda kemiska eller hygieniska krav. Svetsmaskiner med stabil TIG-funktion från märken som JASIC och RIMAC i svets-sortimentet ger de reglermöjligheter som krävs för precist arbete i rostfritt.
