Svejsning af rustfrit stål 304 og 316: tilsatsmateriale, varmeinput og passivering

Valg af tilsatsmateriale

Standardreglen er at svejse én kvalitet op:

• 304/304L svejses med 308L-tilsatsmateriale.
• 316/316L svejses med 316L-tilsatsmateriale, som indeholder det molybdæn, der er nødvendigt for at bevare modstanden mod grubetæring.
• Uens samlinger (304 til kulstofstål) bruger et overlegeret tilsatsmateriale såsom 309L.

"L" betyder noget: tilsatsmaterialets kulstof holdes på eller under 0.03%, så afsætningen selv modstår sensibilisering. Hvor et grundmateriale er almindelig 304 eller 316 (ikke L), er brugen af L-kvalitets tilsatsmateriale og kontrol af varmeinput det primære forsvar for svejsemetallet.

Varmeinput og sensibilisering

Mellem omtrent 450 °C og 850 °C kombinerer krom sig med kulstof og danner karbider ved korngrænserne — sensibilisering — og efterlader kromudtømte zoner, der korroderer fortrinsvis (svejsenedbrydning, knivlinjeangreb). Rustfri praksis arbejder derfor på den modsatte måde af kulstofstål:

• Hold varmeinput lavt til moderat (almindeligvis i området 0.5–1.5 kJ/mm, afhængigt af proces).
• Begræns interpass-temperaturen, typisk til omkring 150 °C.
• Brug stringer-strenge frem for brede vævningsbevægelser, og lad samlingen afkøle mellem strengene.

Austenitisk rustfrit stål leder også varme dårligt og udvider sig omtrent halvanden gang så meget som kulstofstål, så kontrol af deformation (balancerede sekvenser, tilbagetrinssvejsning, tilstrækkelig fiksering) er en del af proceduren, ikke en eftertanke.

Teknikpunkter

• Afskærmning: rodsiden af rør- og pladesvejsninger har brug for en inert baggas (argon-spuling), indtil roden er forseglet af flere millimetre metal; en oxideret, sukret rod har dårlig korrosionsbestandighed og udmattelsesydelse.
• Renlighed: dedikerede børster og slibemidler kun til rustfrit stål; jernforurening fra delte kulstofstålsværktøjer indlejres og ruster. Affedt før svejsning.
• Brug aldrig det rustfrie emne som arbejdsbænk til slibning af kulstofstål i nærheden — forurening med slibestøv er en almindelig årsag til mystiske rustpletter.

Efter svejsning: rengøring og passivering

Svejsning efterlader anløbningsfarve — en kromudtømt oxidfilm, hvis strå- til blå farver signalerer reduceret korrosionsbestandighed nedenunder. Til korrosionsbrug skal anløbningsfarven og det udtømte lag fjernes:

1. Mekanisk rengøring (rustfri børstning, fine slibemidler) til let brug.
2. Bejdsning med salpetersyre/flussyre-pasta eller -bad for fuld genoprettelse af overfladen.
3. Passivering i salpetersyre eller citronsyre (efter ASTM A967-praksis) genopbygger kromoxidfilmen på en allerede ren overflade. Passivering er ikke et rengøringsmiddel — det fjerner ikke kraftig anløbningsfarve eller glødeskæl.

En korrekt svejset, rengjort og passiveret 316-samling bør være umulig at skelne i korrosionsydelse fra grundmetallet; at springe eftersvejsningstrinnene over er den sædvanlige grund til, at den ikke er det.

Almindelige defekter og deres årsager

• Porøsitet: næsten altid forurening — fugt, fedt, maling eller zink på samlingsfladerne eller et afskærmningsproblem (tabt gasdækning, træk). Rustfrit stål viser forureningsporøsitet hurtigere end kulstofstål, fordi smeltebadet er mindre tilgivende over for snavsede overflader.
• Sukret rod: utilstrækkelig bagspuling; roden oxiderer til en ru, sværtet, korrosionsudsat overflade, som ikke kan repareres udefra.
• Revnedannelse: sjælden i 304/316 selv (den austenitiske struktur med et lille ferritindhold i afsætningen modstår størkningsrevner), men en reel risiko, når det forkerte tilsatsmateriale bruges på uens samlinger, eller når kulstofforurening kommer ind i smeltebadet — endnu en grund til dedikerede værktøjer og ren tråd.