2205 är ett duplex rostfritt stål (cirka 22% krom, 5–6% nickel, 3% molybden, 0,15% kväve), och den ideala strukturen är hälften ferrit och hälften austenit – hälften säkerställer hållfasthet och spänningskorrosionsbeständighet, hälften säkerställer seghet och svetsbarhet. Svetsning handlar om att hitta balansen mellan dessa två.
Bedömning i en mening
Ingen förvärmning, kontrollera värmetillförseln, mellanlagringstemperatur högst 150℃, tillsatsmaterialet måste matcha, skyddsgasen måste tillsättas kväve. Om någon av dessa fem punkter bryts blir svetsfogens korrosionsbeständighet märkbart lägre än grundmaterialets – trots att den ser helt normal ut.
Varför värmetillförseln är central
Värmetillförseln (enhet kJ/mm) bestämmer svetsfogens kylhastighet, och kylhastigheten bestämmer fasförhållandet:
- För hög värmetillförsel (långsam kylning): för mycket ferrit, och kromnitrider fälls ut i ferriten, korrosionsbeständigheten och segheten minskar samtidigt;
- För låg värmetillförsel (för snabb kylning): austeniten hinner inte bildas, ferritandelen blir för hög, segheten försämras och sprickbenägenheten ökar;
- Det vanliga genomförbara intervallet är 0,5–2,5 kJ/mm (plåttjocklek, fogtyp och tillsatsmaterialets diameter påverkar, måste fastställas enligt WPS);
- Mellanlagringstemperatur ≤150℃, om den är högre ska man pausa – denna punkt är lättast att förbise på plats, eftersom den inte syns om den inte dokumenteras.
Värmetillförsel = spänning × ström × 60 ÷ svetshastighet (mm/min) ÷ 1000. Beräkna det och skriv in det i WPS, inte "på känn".
Tillsatsmaterial och skyddsgas
- Tillsatsmaterial ER2209 (matchar duplex), 316L tillsatsmaterial får inte användas – austenitiskt tillsatsmaterial ger en helt austenitisk svetsfog, och både hållfastheten och spänningskorrosionsbeständigheten försämras;
- Tillsätt kväve i skyddsgasen: vanligtvis Ar + 2–3% N₂. Kväve är ett austenitbildande element, och vid svetsningens höga temperaturer försvinner kväve, om det inte kompenseras blir ferriten för hög;
- Baksideskydd (argonfyllning) måste också tillsättas kväve eller åtminstone säkerställa tillräckligt skydd, annars oxiderar roten och blir svart.
Hur man verifierar ferrithalten
Mät med ferritmätare (Feritscope) i svetsfogen och värmepåverkad zon, vanligt acceptansintervall är 35–65% (olika projekt/standarder kan variera, fastställs enligt tekniska krav). Observera tre punkter:
- Mätpunkterna måste omfatta svetsfogens centrum, smältlinjen och värmepåverkad zon, att bara mäta svetsfogens centrum missar den mest kritiska positionen;
- Ferritmätarens avläsning är en indirekt magnetisk mätning med inneboende fel, medelvärde av flera mätningar på samma position krävs;
- Vid tvist, verifiera med metallografisk metod (gradering enligt standardatlas), vilket är mer övertygande än instrumentet.
Vanliga fallgropar
- Förvärmning: duplexstål behöver ingen förvärmning, förvärmning ökar värmetillförseln och leder bara till för hög ferrit;
- Rengöring med kolstålsverktyg och kolstålsstålborste – järnföroreningar gör att svetsfogen rostar först;
- Ingen betning och passivering efter svetsning: oxidfärgen på duplexstålets svetsfog måste avlägsnas, annars kan passivfilmen inte återbildas;
- Vid flerlagers flersträngssvetsning utan kontroll av mellanlagringstemperaturen blir det varmare och varmare, och de sista strängarna överskrider ackumulerat värmetillförseln;
- Att betrakta "lösningsglödgning efter svetsning" som en rutinoperation: integrerad lösningsglödgning används endast vid extremt höga krav, vanligtvis löses det genom att kontrollera värmetillförseln.
För duplexstålsprojekt, meddela oss plåttjocklek, fogtyp och tillämplig standard. Vi kan tillhandahålla matchande tillsatsmaterial och provstycken enligt din WPS, samt materialcertifikat per batch – duplexstålets kostnad ligger inte i stålpriset, utan i en enda reparation.
