Tillsats-, hjälp- och verktygsmaterial
- Trådelektrodsorter
- Olegerade och låglegerade stålsorter
- Höglegerade stål och nickelbaslegeringar
- Aluminium och aluminiumlegeringar
- Övriga material
Trådelektrodsorter
Trådelektroder för MIG/MAG-svetsning av olegerade stål och finkornigt stål är standardiserade i SS-EN 440. Standarden skiljer beroende på den kemiska sammansättningen mellan 11 olika sorter av svetstrådar. Den innehåller dock även sådana svetstrådsorter som endast är vanliga i andra länder i Europa. I Tyskland används endast sorterna G2Si1, G3Si1 och G4Si1 i nämnvärd omfattning för olegerat stål. Dessa innehåller i nämnd ordningsföljd tilltagande halter av kisel och mangan, närmare bestämt från 0,65 till 0,9 % kisel och från 1,10 till 1,75 % mangan. För finkornigt stål används även sorterna G4Mo och G3Ni1 och G3Ni2. Homogenelektroder för svetsning av dessa stålsorter omfattas av SS-EN 758. Här skiljer man, beroende på fyllningens sammansättning, mellan rutiltyper, basiska typer och metallpulvertyper. Utöver kärntrådarna för MIG/MAG-svetsning standardiseras även självskyddande kärntråd i SS-EN 758, som svetsas utan ytterligare tillsats av skyddsgas. De används ofta för fyllnadssvetsning. Trådelektroder, för svetsning av värmebeständiga stål standardiseras i SS-EN 12070, homogenelektroder för dessa stålsorter i SS-EN 12071. Trådelektroderna omfattar varianterna som endast är molybdenlegerade och trådar med 1, 2, 5 och 9 % krom till trådelektroder med 12 % krom. Bland de övriga legeringselementen finns molybden, vanadin och volfram. Det finns homogenelektroder med upp till 5 % krom. Trådelektroder, för svetsning av icke rostande och värmebeständiga stål standardiseras i SS-EN 12072, homogenelektroder för dessa stålsorter i SS-EN 12073. Standarderna skiljer mellan tillsatser för martensitiska/ferritiska kromstål, austenitiska stål, ferritiska/austenitiska stål och helaustenitiska mycket korrosionsbeständiga stål, vidare mellan speciella typer och värmebeständiga typer.
Material för MIG/MAG-svetsning
Olegerade och låglegerade stålsorter
Olegerade och låglegerade stål svetsas under blandgaserna M1, M2, M3 eller under ren koldioxid. På grund av den låga sprutbildningen, framförallt i det övre effektområdet, dominerar dock blandgaserna i Tyskland. Dessa stålsorter kan i allmänhet svetsas bra med MAG-metoden. Ett undantag är högkolhaltiga sorter som E 360, med cirka 0,45 % C. På grund av processernas höga inträngning tar svetsgodset, på grund av blandning, upp relativt mycket kol och det bidrar därmed till risk för värmesprickor. Detta kan åtgärdas med alla åtgärder som minskar inträngning och därmed reducerar blandningen. Åtgärderna omfattar låga strömstyrkor liksom svetsning på svetsgods som befinner sig något framför – Försiktig! Risk för bindfel Vid olegerade och låglegerade stål uppstår porbildning huvudsakligen på grund av kväve. Detta kan bero på uppblandning vid svetsning av stål med hög halt av kväve, till exempel nitrerade stål. Oftast tas dock kvävet upp från luften till följd av en ofullständig skyddgasklocka. Ett säkrare skydd säkerställs när korrekt skyddsgasmängd har ställts in och virvelrörelser till exempel på grund av svetssprut i skyddsgasmunstycket eller instabila processer förhindras i skyddsgasströmmen. Koldioxid som skyddsgas är mindre känslig mot denna typ av porbildning än blandgaser. Hos blandgaser avtar känsligheten med ökande CO2-halt.
Höglegerade stål och nickelbaslegeringar
Även dessa materialgrupper kan i princip svetsas bra med MIG/MAG-processen. För höglegerade stål används argon-/syre-blandningar med 1–5 % syre (M1.1) eller argon med CO3-halter på upp till 2,5 % (M1.2) som skyddsgas. En betydande nackdel utgör oxidhinnan vid svetsning av korrosionsbeständiga stål, som blir kvar på och bredvid fogen efter svetsningen. Denna måste tas bort helt genom borstning, betning eller blästring innan komponenten kan användas eftersom det försämrar korrosionsbeständigheten. Kostnaderna för rengöring är vid MAG-svetsade fogar större än vid manuell elektrodsvetsning slagövertäckningen förhindrar syret att få åtkomst till fogytan vid högre temperaturer. En del av de ekonomiska fördelarna av delvis mekanisk svetsning kan därför gå förlorade på grund av de högre kostnaderna för efterbearbetningen. Med hänsyn till detta förhåller sig CO2-haltiga blandgaser något fördelaktigare än O2-haltiga. De används därför allt mer. Koldioxidandelen i skyddsgasen får dock inte vara för hög, eftersom gasen som sönderfaller i ljusbågen leder till leder till förkolning av svetsgodset och därmed till minskad korrosionsbeständighet. Den tillåtna CO2-halten är därför begränsad till max. 5 %. Vid svetsning av korrosionsbeständiga stål måste man undvika all överhettning eftersom det kan leda till försprödning och minskad korrosionsbeständighet på grund av utsöndring av kromkarbid. Därför måste värmeinträngningen kontrolleras och materialet måste eventuellt få möjlighet att kylas ner emellan genom inläggning av avkylningspauser. Hos materialen i gruppen med helaustenitiska stål används även ”kall” svetsning för att undvika värmesprickor. Eftersom austenitiska stål inte försprödas av väte kan man även blanda i några procent väte i argonet för att öka effektiviteten (ökning av svetshastigheten). På grund av risken för porbildning ska H2-halten dock inte överstiga 7 %. Duplexstål, som har en tvåfasstruktur av austenit och ferrit, har däremot ännu högre tendens till väteinducerad sprickbildning. Nickelbaslegeringar MIG-svetsas som regel under argon. Vid rent nickel och vid några legeringar kan låga vätetillsatser minska ytspänningen och därmed förbättra fogbilden.
Aluminium och aluminiumlegeringar
Aluminiummaterial MIG-svetsas huvudsakligen. Argon används som regel som skyddsgas. På grund av den stora värmeledningsförmågan hos aluminium är heliumtillsatser särskilt fördelaktiga. Helium förbättrar, som redan nämnts, värmeledningsförmågan och värmeinnehållet i skyddgasomgivningen. Detta leder till djupare och bredare inträngning. Där man inte behöver djupare inträngning, t.ex. vid svetsning av tunna plåtar, kan man svetsa snabbare vid samma inträngningsform. Tjockare tvärsnitt av aluminium måste förvärmas på grund av materialets höga värmeledningsförmåga. Detta säkrar inte bara tillräcklig inträngning utan minskar även portendensen, eftersom svetsgodset har mer tid för avgasning under stelningen. Vid användning av heliumhaltiga skyddsgaser – brukligt är halter på mellan 25 och 50 % – kan man minska på förvärmningen och vid tunnare väggtjocklekar kan man helt avstå från förvärmningen. Detta väger delvis upp det högre priset för heliumhaltiga gaser. Det är inte någon svårighet att åtgärda det högsmältande oxidlagret på smältbadet vid MIG-svetsning eftersom pluspolen ligger på elektroden (katodisk rengöring). Trots det är det lämpligt att ta bort oxidlagret precis innan svetsningen genom att skrapa eller borsta, eftersom den är hygroskopisk och därefter för in väte i svetsgodset. Väte är den enda orsaken till porbildning vid svetsning av aluminiummaterial. Aluminium har relativt hög löslighet för väte i flytande tillstånd, i fast tillstånd är däremot denna gas nästan inte löslig i metall. Varje form av väte, som tas upp vid svetsningen, måste därför lämna svetsgodset innan det härdar för att inte några porer ska bildas. Detta är inte alltid möjligt, framför allt vid tjockare gods. Fullständigt porfria fogar kan därför inte uppnås vid tjockare väggtjocklekar i aluminiummaterial. Vi har redan tidigare nämnt den fördelaktiga effekten av förvärmning. AlMg- och AlSi-legeringar har tendens till värmesprickor vid Si-halter på ungefär 1 % samt vid Mg-halter på ungefär 2 %. Dessa legeringsområden ska undvikas vid val av tillsatsmaterial. Oftast förhåller sig nästa högre legerade trådelektrod bättre än en typlik elektrod.
Övriga material
Utöver de redan nämnda materialen är det dessutom ganska vanligt att man MIG-svetsar koppar och kopparlegeringar. Rent koppar måste på grund av den höga värmeledningsförmågan förvärmas till relativt hög temperatur för att undvika bindfel. Svetsgodset från bronstrådar, t.ex. sådana av aluminium- eller tennbrons, har goda glidegenskaper. Det används därför för fyllnadssvetsning av glidytor. Vid sådana svetsningar på järnmaterial måste inträngningen hållas låg med hjälp av lämpliga åtgärder, eftersom järn endast har låg löslighet i koppar. Det innesluts i form av kulor i svetsgodset och försämrar användningsegenskaperna. Ungefär samma sak gäller vid MIG-lödning. Denna metod används t.ex. för att foga samman förzinkade plåtar inom biltillverkningen. Som tillsatsmedel används trådelektroder av kisel- eller tennbrons. På grund av den lägre smältpunkten hos dessa bronser minskas zinkavdunstningen. Det uppstår färre porer och skyddet från zinklagret bibehålls fram till fogen och på plåtarnas baksida. Även här ska helst inte någon inträngning uppstå i stålmaterialet utan bindningen ska, som vid hårdlödning, endast ske genom diffusions- och adhesionskrafter. Detta uppnås genom anpassade svetsparametrar och en särskild brännarhållare, varvid ljusbågen endast bränner på det flytande smältbadet.
