Roestvast staal 304 en 316 lassen: toevoegmateriaal, warmte-inbreng en passiveren

Keuze van toevoegmateriaal

De standaardregel is één kwaliteit hoger te lassen:

• 304/304L wordt gelast met 308L-toevoegmateriaal.
• 316/316L wordt gelast met 316L-toevoegmateriaal, dat het molybdeen bevat dat nodig is om de putcorrosiebestendigheid te behouden.
• Voor ongelijksoortige verbindingen (304 aan koolstofstaal) wordt een overgelegeerd toevoegmateriaal zoals 309L gebruikt.

De "L" is van belang: het koolstofgehalte van het toevoegmateriaal wordt op of onder 0.03% gehouden, zodat het lasmetaal zelf bestand is tegen sensibilisatie. Wanneer een basismetaal gewoon 304 of 316 is (geen L), vormen het gebruik van L-kwaliteit toevoegmateriaal en het beheersen van de warmte-inbreng de belangrijkste bescherming voor het lasmetaal.

Warmte-inbreng en sensibilisatie

Tussen ongeveer 450 °C en 850 °C verbindt chroom zich met koolstof tot carbiden aan de korrelgrenzen — sensibilisatie — waardoor chroomverarmde zones achterblijven die bij voorkeur corroderen (lasbederf, meslijncorrosie). De praktijk voor roestvast staal werkt daarom omgekeerd aan die voor koolstofstaal:

• Houd de warmte-inbreng laag tot matig (doorgaans in de orde van 0.5–1.5 kJ/mm, afhankelijk van het proces).
• Beperk de tussenlaagtemperatuur, doorgaans tot ongeveer 150 °C.
• Gebruik stringer-rupsen in plaats van brede zwaairupsen en laat de verbinding tussen de lagen afkoelen.

Austenitisch roestvast staal geleidt warmte bovendien slecht en zet ongeveer anderhalf keer zoveel uit als koolstofstaal, zodat vervormingsbeheersing (gebalanceerde volgorden, backstep-lassen, adequaat opspannen) deel uitmaakt van de procedure en geen bijzaak is.

Aandachtspunten voor de techniek

• Beschermgas: de wortelzijde van pijp- en plaatlassen heeft een inert backinggas nodig (argon purge) totdat de wortel door enkele millimeters metaal is afgedicht; een geoxideerde, gesuikerde wortel heeft een slechte corrosiebestendigheid en vermoeiingssterkte.
• Reinheid: gebruik borstels en schuurmiddelen die uitsluitend voor roestvast staal zijn bestemd; ijzerverontreiniging van gedeeld koolstofstaalgereedschap zet zich vast en roest. Ontvet vóór het lassen.
• Gebruik het roestvaststalen werkstuk nooit als werkbank om in de buurt koolstofstaal te slijpen — verontreiniging door slijpstof is een veelvoorkomende oorzaak van mysterieuze roestplekken.

Na het lassen: reinigen en passiveren

Lassen laat aanloopkleuren achter — een chroomverarmde oxidefilm waarvan de stro- tot blauwe kleuren duiden op verminderde corrosiebestendigheid daaronder. Voor corrosieve toepassing moeten de aanloopkleur en de verarmde laag verdwijnen:

1. Mechanisch reinigen (borstelen met roestvaststaal, fijne schuurmiddelen) voor lichte toepassingen.
2. Beitsen met salpeterzuur/waterstoffluoride-pasta of -bad voor volledig herstel van het oppervlak.
3. Passiveren in salpeterzuur of citroenzuur (volgens ASTM A967-praktijk) herstelt de chroomoxidefilm op een reeds schoon oppervlak. Passiveren is geen reiniger — het verwijdert geen zware aanloopkleur of walshuid.

Een correct gelaste, gereinigde en gepassiveerde 316-verbinding moet in corrosiegedrag niet te onderscheiden zijn van het moedermetaal; het overslaan van de stappen na het lassen is de gebruikelijke reden dat dit niet zo is.

Veelvoorkomende defecten en hun oorzaken

• Porositeit: vrijwel altijd verontreiniging — vocht, vet, verf of zink op de verbindingsvlakken, of een probleem met de gasbescherming (verloren gasafdekking, tocht). Roestvast staal vertoont verontreinigingsporositeit eerder dan koolstofstaal, omdat het smeltbad minder vergevingsgezind is voor vuile oppervlakken.
• Gesuikerde wortel: onvoldoende backing purge; de wortel oxideert tot een ruw, zwartgeblakerd, corrosiegevoelig oppervlak dat van buitenaf niet kan worden hersteld.
• Scheurvorming: zeldzaam in 304/316 zelf (de austenitische structuur met een klein ferrietgehalte in het lasmetaal is bestand tegen stollingsscheuren), maar een reëel risico wanneer het verkeerde toevoegmateriaal wordt gebruikt bij ongelijksoortige verbindingen of wanneer koolstofverontreiniging in het smeltbad terechtkomt — nog een reden voor speciaal gereedschap en schone draad.