Ruostumattoman teräksen hitsauksen suojakaasut. Seminaariristeily , SHY Turku. Jyrki Honkanen Oy AGA Ab

Transkriptio

1 Ruostumattoman teräksen hitsauksen suojakaasut. Seminaariristeily , SHY Turku. Jyrki Honkanen Oy AGA Ab

2 Sisältö. Seoskaasujen komponentit Perussuositukset Mikroseostukset AGAn suojakaasut rst:n hitsaukseen Vinkki juurensuojaukseen 01/06/2016 Page 2

3 Suojakaasun komponentit, ominaisuudet inertit kaasut Ar He N 2 Inertti Ilmaa raskaampi Helposti ionisoituva Inertti Ilmaa kevyempi Vaikeasti ionisoituva Leveämpi valokaari Hyvä lämmönjohtavuus Reagoimaton Austeniitin suosija => ei reagoi materiaalien kanssa => suojaa sulaa tehokkaasti ilman vaikutuksilta => helpottaa kaaren sytytystä => ei reagoi materiaalien kanssa => tarvitaan suurempi kaasun virtausnopeus => suurempi He-pitoisuus vaikeuttaa valokaaren sytytystä => argonia suurempi jännite => vähentää liitosvirheen vaaraa => parempi lämmönsiirto kaaresta työkappaleeseen => hyvä kostutus, matala hitsi => mahdollistaa suuremman hitsausnopeuden => reagoi korkeissa lämpötiloissa sulan metallin kanssa => inertti käyttäytyminen alhaisissa lämpötiloissa => esim. täysin austeniittiset ja duplex-teräkset

4 Suojakaasun komponentit, ominaisuudet aktiiviset kaasut CO 2 Aktiivinen Kaarta vakauttava Korkea ionisaatiopotentiaali Hajoaa valokaaressa (endoterminen) => reagoi materiaalien kanssa, hapettava => oksidinmuodostus => suurempi jännite, suuri lämmönsiirto => CO 2 CO + ½ O 2, käyttää lämpöä => tilavuuden kasvu, hyvä suojavaikutus Rekombinaatio (exoterminen) => CO + ½O 2 CO 2 => luovuttaa lämpöä, levittää hitsiä O 2 H 2 Aktiivinen Kaarta vakauttava Alhainen ionisaatiopotentiaali Vähentää pintajännitystä Aktiivinen Korkea ionisaatiopotentiaali Korkein lämmönjohtavuus Kuristaa valokaarta Vaarana huokosmuodostus => voimakkaasti hapettava => oksidinmuodostus => matalampi jännite, pienempi lämmöntuonti => aaltoileva hitsin reuna, liitosvirheen vaara asentohitsauksessa => pelkistävä => suurempi jännite, suuri lämmönsiirto => hyvä kostutus, parantaa lämmönsiirtoa => mahdollistaa suuremman hitsausnopeuden => korkea energiatiheys => rajoitettu materiaalivalikoima, H 2 -pitoisuus

5 Suojakaasujen komponentit, MAG Standardi Added value Ar + CO 2 + O 2 + NO + He + N 2 + (H 2 ) Peruskaasu Kaaren vakaus Juoksevuus Työympäristö Otsonin poisto Esilämmitys Juoksevuus Kostutus Tunkeuma Metallurgia Korroosio Lujuus Esilämmitys Juoksevuus Kostutus Pelkistävä 01/06/2016 Fußzeile Page 5

6 Suojakaasujen komponentit, TIG Standardi Added value Ar + NO + He + H 2 + N 2 Peruskaasu Työympäristö Otsonin poisto Kaaren vakaus Esilämmitys Juoksevuus Kostutus Tunkeuma Esilämmitys Juoksevuus Kostutus Tunkeuma Pelkistävä Metallurgia Korroosio Lujuus 01/06/2016 Fußzeile Page 6

7 Vedyn vaikutus tunkeumaan Kaasu Ar Ar + 2% H 2 Ar + 6.5% H 2 Ar + 10% H 2 Ar + 15% H 2 U [V] I [A] 100 v [cm/min] 30.0 Kaasun virtaus 10 l/min Perusaine (AISI 304), s = 8 mm, elektrodi WT20, Ø 3.2 mm 01/06/2016 Fußzeile Page 7

8 Vedyn avulla pienemmät muodonmuutokset Argon VARIGON H5 01/06/2016 Fußzeile Page 8

9 Hitsin pinta, argon vs. VARIGON H2 VARIGON H2 = Ar + 2% H 2 MISON H2 = Ar + 2% H 2 + 0,03% NO

10 Heliumin vaikutus tunkeumaan Kaasu Ar Ar + 25% He Ar + 50% He Ar + 75% He 100% He U [V] I [A] 100 v [cm/min] 30.0 Kaasun virtaus 10 l/min Perusaine (AISI 304), s = 8 mm, elektrodi WT20, Ø 3.2 mm 01/06/2016 Fußzeile Page 10

11 Helium: vaikutus kostutukseen ja tunkeumaaan Ruostumattoman teräksen (AISI 304) MAG-hitsaus Ar + 2% CO 2 Ar + 2% CO % He Ar + 2% CO % He 01/06/2016 Fußzeile Page 11

12 Sisältö. Seoskaasujen komponentit Perussuositukset Mikroseostukset AGAn suojakaasut rst:n hitsaukseen Vinkki juurensuojaukseen 01/06/2016 Page 12

13 Kaasun valinta: Rst:n MIG/MAG-hitsaus (umpilanka) Teräs Standardi Added value / vaihtoehto Ferriittinen, martensiittinen Ar + 2% CO 2 Ar + 2% O 2 Ar + 30% He + 2% CO 2 Ar + 30% He + 1% O 2 Austeniittinen Ar + 2% CO 2 Ar + 30% He + 2% CO 2 Duplex Ar + 2% CO 2 Ar + 30% He +2 % CO 2 Ar + 30% He + 1,8% N 2 Ar + 30% He + 1% O 2 Super duplex Ar + 30% He + 1,8% N 2 Ar Ar + 30% He 01/06/2016 Fußzeile Page 13

14 Kaasun valinta: TIG-hitsaus Teräs Standardi Added value / vaihtoehto Ferriittinen, martensiittinen Austeniittinen Duplex Ar Ar Ar + 2% H 2 Ar Ar + 30% He Ar + 30% He Ar + 50% He Ar + 30% He Ar + 5% H 2 Ar + 50% He Ar + 30% He + 1,8% N 2 Super duplex Ar + 30% He + 1,8% N 2 Ar + 70% He 01/06/2016 Fußzeile Page 14

15 Joitain poimintoja Teräs Suojakaasusuositus 254 SMO, 654 SMO MISON Ar (Ar + 0,03% NO) MISON He30 (Ar + 30% He + 0,03% NO) 904L CRONIGON He (Ar + 30% He + 1% O 2 ) MISON He30 (Ar + 30 % He + 0,03% NO) SAF 2507 MISON Ar (Ar + 0,03% NO) MISON N2 (Ar + 30% He + 1,8% N 2 + 0,03% NO) Nicrofer 6025HT CRONIGON Ni30 (Ar + 5% He + 5% N 2 + 0,05% CO 2 ) (Linde) Nicrofer 3127 CRONIGON Ni10 (Ar + 30% He + 2% H 2 + 0,05% CO 2 ) (Linde) 01/06/2016 Page 15

16 Sisältö. Seoskaasujen komponentit Perussuositukset Mikroseostukset AGAn suojakaasut rst:n hitsaukseen Vinkki juurensuojaukseen 01/06/2016 Page 16

17 Mikroseostukset: vaikutus kaaren vakauteen ja pinnan laatuun He Perusaine: seos 59, Nicrofer 5923 (NiCr23Mo16Al) CO 2 Lisäaine: FM59, Ø1.2mm v w = 9 m/min v t = 60 cm/min H 2 Pulssi MIG/MAG Argon Ar + 50%He Ar + 50%He + 0,05%CO 2 Ar + 30%He + 2%H 2 + 0,05%CO 2 VARIGON He50 CRONIGON Ni20 CRONIGON Ni10 01/06/2016 Fußzeile Page 17

18 MAG, Ni-seokset: rajoitettu CO 2 -pitoisuus CRONIGON Ni20 Ar + 0,05% CO % He CRONIGON Ni10 Ar + 0,05% CO % He +2% H 2 Peruskaasu Valokaaren vakautus Peruskaasu Optimaalinen kostutus, suurempi hitsausnopeus Suurempi hitsausnopeus, metallurgia CRONIGON Ni30 Ar + 0,05% CO 2 + 5% He + 5% N

19 Vaikutus hitsausnopeuteen ja hitsin muotoon Perusaine: Nicrofer 5923 (NiCr23Mo16Al) Prosessi: MAGp Ainepaksuus: 5 mm Suojakaasu v Argon VARIGON He 50 (Ar + 50% He) CRONIGON Ni10 (Ar + 0,05% CO % He + 2% H 2 ) 25 cm/min 35 cm/min 50 cm/min

20 Sisältö. Seoskaasujen komponentit Perussuositukset Mikroseostukset AGAn suojakaasut rst:n hitsaukseen Vinkki juurensuojaukseen 01/06/2016 Page 20

21 AGAn suojakaasut ruostumattoman teräksen hitsaukseen MIG/MAG, umpilanka MISON 2 (Ar + 2 % CO 2 + 0,03 % NO) Austeniittiset, ei-austeniittiset, duplex MISON 2He (Ar + 30 % He + 2 % CO 2 + 0,03 % NO) Austeniittiset, runsasseost. austeniittiset, duplex CRONIGON S2 (Ar + 2 % O 2 ) Ei-austeniittiset, austeniittiset, duplex CRONIGON He (Ar + 30 % He + 1 % O 2 ) Ei-austeniittiset, austeniittiset, duplex CRONIGON He30C (Ar + 30 % He + 0,5 % CO 2 ) Duplex, super-duplex, runsasseost. austeniittiset MISON He30 (Ar + 30 % He + 0,03 % NO) Super-duplex, runsasseost. austeniittiset MISON N2 (Ar + 30 % He + 1,8 % N 2 + 0,03 % NO) Super-duplex MISON Ar (Ar + 0,03 % NO) Super-duplex, ei-austeniittiset 01/06/2016 Page 21

22 AGAn suojakaasut ruostumattoman teräksen hitsaukseen MIG/MAG, rutiilitäytelanka MISON 18 (Ar + 18 % CO 2 + 0,03 % NO) MISON 8 (Ar + 8 % CO 2 + 0,03 % NO) TIG MISON Ar, Argon (Ar + 0,03 % NO), (Ar) Austeniittiset, ei-austeniittiset, duplex MISON H2 (Ar + 2 % H 2 + 0,03 % NO) Austeniittiset MISON He30 (Ar + 30 % He + 0,03 % NO) Runsasseost. austeniittiset, duplex MISON N2 (Ar + 30 % He + 1,8 % N 2 + 0,03 % NO) Super-duplex VARIGON H5 (Ar + 5 % H 2 ) Austeniittiset VARIGON He50 (Ar + 50 % He) Runsasseost. austeniittiset, duplex, ei-austeniittiset VARIGON He70 (Ar + 70 % He) Super-duplex 01/06/2016 Page 22

23 Sisältö. Seoskaasujen komponentit Perussuositukset Mikroseostukset AGAn suojakaasut rst:n hitsaukseen Vinkki juurensuojaukseen 01/06/2016 Page 23

24 Perinteinen tapa. Suojattava alue suljetaan kaasutiiviiksi ja sen jälkeen huuhdellaan hitaasti suojakaasulla happivapaaksi hitsirailon kautta. Vasta tämän jälkeen voidaan hitsaaminen aloittaa. Hitsauksen jälkeistä huuhtelua on jatkettava kunnes hitsi on jäähtynyt alle 250 C. Kaasun virtausnopeus esihuuhtelussa 5-10 l/min, hitsauksen aikana 2-3 l/min. Helium / FORMIER 10 Argon

25 Huuhteluaika. Esim: Ø 20 cm. Tilavuus: π x 10 2 x cm 3 = 9,4 l tarvittava kaasun määrä: 10 x 9,4 l = 94 l huuhteluaika: 94 l / 10 l/min 9,5 min Huuhteluaika (min) Sisähalkaisija (mm) Putken pituus: 300 mm Kaasun virtaus: 10 l/min

26 Lopputulos. Vaikka olisi käytetty oikeita juuren suojauksen menetelmiä, voi hitsin juureen silti tulla värivirhe. Tämä ei johdu hapen läsnäolosta, vaan siitä että metallihuurut kondensoituvat hitsisulan viileämmille sivualueille.

27 ARCLINE Cleanflow juurensuojajärjestelmä. ARCLINE Cleanflow toimii tehokkaasti juurensuojana. Koska huuhdeltavan alueen poikkileikkaus on vain muutamia millimetrejä putken halkaisijasta, huuhtelukaasu pakotetaan virtaamaan putken seinämää pitkin. Nopea huuhtelu Tehokas metallihuurujen poisto Tehokas jäähdytys Kaasun syöttö

28 Lopputulos. ARCLINE Cleanflow:n ainutlaatuinen kaasun virtaus putken seinämää pitkin puhaltaa metallihuurut pois kuumilta pinnoilta ja jättää täysin kirkkaan hitsin. Ei enää kallista jälkipuhdistusta. Soveltuu putkille mm.

29 ARCLINE Cleanflow, case. Hitsattaessa elektrolyyttisesti kiillotettua putkea ( 74mm, s=1mm) lopputuloksena oli ruskea värivirhe putken sisäpinnalla. Jälkitarkastuksessa värivirhe vaadittiin poistettavaksi lisäpuhdistuksella. Edes kaasuhuuhtelun lisääminen ei poistanut värivirhettä, vaan lisäpuhdistus tarvittiin hyväksyttävän lopputuloksen saavuttamiseksi. Perinteinen menetelmä CLEANFLOW Kaasun virtaus (l/min) Huuhteluaika (min) Hitsausaika (min) Jäähdytysaika (min) Kokonaisaika (min) Kaasun kokonaiskulutus (l) Kokonaiskustannus ( ) Käyttäen ARCLINE Cleanflow menetelmää voitiin värivirheen syntyminen estää. Tällä saavutettiin kaikkiaan 38 % kustannushyöty. Hitsauskust. /hitsi Huuhtelukaasu Työkustannus Hitsauskaasu Perinteinen menetelmä Cleanflow

30 Kiitos mielenkiinnosta! 01/06/2016 Fußzeile Page 30