Blog Ko Buijs - Wel of niet gloeien na het lassen van duplex
Ko Buijs – www.innometconsultancy.nl
Na het TIG-lassen van duplex roestvast staal wordt normaal gesproken geen warmtebehandeling toegepast. Dit kan echter in sommige gevallen toch wel noodzakelijk zijn indien bijvoorbeeld de afkoeling te traag verloopt en daarom wordt er in deze column daar enige aandacht aan besteed. Het ferrietgehalte in het lasmetaal is afhankelijk van de chemische samenstelling en de warmtehuishouding. De chemische samenstelling van de uiteindelijke lasverbinding wordt bepaald door de mate van opmenging met het basismateriaal en de chemische samenstelling van het lastoevoegmateriaal. De warmtehuishouding is afhankelijk van de heat input, interpass temperatuur en materiaaldikte. Om duplex optimaal te lassen is het van belang dat de heat input en interpass temperatuur binnen de gestelde grenzen blijven.
De microstructuur van duplex roestvast staal is een samenstelling van austeniet en ferriet. De ideale balans van 50% ferritisch en 50% austeniet wordt verkregen door een juiste chemische samenstelling en een warmtebehandeling op 1050°C, gevolgd door afschrikken in water. Deze structuur kan worden afgeleid uit het fasediagram. De stolling begint ferritisch en zal bij het passeren van de soliduslijn een volledige ferritische structuur bezitten. Bij verdere afkoeling zal een gedeeltelijke omzetting naar austeniet plaatsvinden.
Wanneer deze afkoeling zeer traag verloopt, bestaat er een kans dat het ferriet nagenoeg volledig wordt omgezet naar austeniet en dat is immers niet de bedoeling. Dat is vooral van toepassing bij zeer zware wanddiktes die gelast moeten worden. Indien deze omzetting naar austeniet heeft plaatsgevonden, kan men het materiaal gloeien op 1050°C waardoor er weer een evenredige verdeling ontstaat van ferriet en austeniet. Wanneer dit materiaal vervolgens wordt afgeschrikt in water, wordt deze structuur als het ware ingevroren.
De aanwezigheid van ferriet is van invloed op de taaiheid van duplex roestvast staal en daarom mag het ferrietgehalte bij voorkeur niet onder de 40% en boven de 60% uitkomen. Door het lasmetaal qua samenstelling aan te passen kan dat een acceptabele hoeveelheid ferriet opleveren dat bij normale afkoelsnelheden ontstaat. Dit kan bereikt worden door een elektrode of toevoegdraad te gebruiken met een hoger nikkelgehalte.
Hierbij kan men denken aan een verhoging van circa 5 naar 9% nikkel. Ook de toevoeging van 0,12-0,20% stikstof (N) aan duplex roestvast staal vergroot het austenietgebied. Als gevolg daarvan wordt minder ferriet gevormd bij kritische afkoelsnelheden. Daarom wordt voor het lassen van molybdeenvrij duplex (EN 1.4463) en standaard duplex (EN 1.4462) bij voorkeur lastoevoegmateriaal gebruikt met 22% Cr, 9% Ni, 3% Mo en 0,15% N. Voor het lassen van superduplex (UNS S32750) wordt meestal lastoevoegmateriaal toegepast met 25% Cr, 9% Ni, 4% Mo en 0,25% N.
Langs naad gelaste duplex buizen worden na het lassen altijd oplossend gegloeid en afgeschrikt. Hierdoor wordt een eventueel verstoorde verhouding tussen ferriet en austeniet hersteld.
Ferriet is zeer gevoelig voor waterstofbrosheid en deze gevoeligheid is veel groter dan die van austeniet. Daarom dient men alle maatregelen te nemen om te voorkomen dat er waterstofopname via de lasboog in het lasmetaal zal komen. Ook het gebruik van waterstofhoudend backinggas moet sterk worden afgeraden omdat dit waterstofbrosheid kan veroorzaken van de ferrietzone. Dit kan eerder plaatsvinden dan men veelal denkt omdat bij het lassen van austenitisch roestvast staal veelal enkele procenten waterstof aan het backinggas wordt toegevoegd om het laatste zuurstof te binden. Men zal dus bij het lassen van duplex bewust na moeten denken om deze gewoonte opzij te zetten.
Enkele andere tips t.b.v. het lassen zijn:
• Pas de juiste lasnaadvorm toe en leg bij zware lasverbindingen eerst een dikke grondlaag gevolgd door een normale laslaag. De reden hiervan is dat een zwaardere eerste laag een betere corrosiebestendigheid oplevert. Door de volgende laag met een geringe heat input te lassen, wordt een smalle zone van de eerste laag uitgegloeid. Wordt de tweede laag met een te hoge heat input gelast dan bestaat er een grote kans dat er zich ongewenste uitscheidingen in de eerste laag vormen waardoor de corrosiebestendigheid zal afnemen.
• Zijn er extra hoge eisen t.a.v. de corrosiebestendigheid dan kan men het beste bij standaard duplex (1.4462) eerst een grondlaag leggen van superduplex.
• Elektroden moeten goed droog zijn en men dient deze altijd aan te strijken in de lasnaad.
• Houdt rekening met krimp want de krimpvervorming van duplex roestvast staal is groter dan die van koolstofstaal en kleiner dan die van austenitisch roestvast staal.
• Slijp eventuele kraters altijd uit want door de krimp bestaat de kans op kraterscheuren. Tijdens dit slijpen dient men aanloopkleuren te vermijden.
www.innometconsultancy.nl
