Undervisningsmateriale Til Asymmetriske fuger Proces 111/

Transkript

1 Undervisningsmateriale Til Asymmetriske fuger Proces 111/ Carsten Sehested Andersen, Tine Mathiesen Hagen, Kaj Kærsig Christensen AMU-FYN

2 Indhold Målbeskrivelse... 1 Målgruppe... 1 Teoriafsnit... 2 Beskrivelse af opgaverne... 2 Opbygning af strenge ved svejsning PA... 3 Opbygning af strenge ved svejsning PE... 4 Slibning... 5 Specielt værktøj... 6 Basiske elektroder... 8 Kontaktdyse afstand... 9 Forvarme Mellemstrengs-temperatur Typiske fejl ved svejsning af asymmetriske fuger... 12

3 Målbeskrivelse Deltageren kan ud fra såvel kravgrundlag, tegninger, svejseprocedurespecifikationer samt mundtlig/ skriftlig instruktioner selvstændigt udføre lysbue/ Mag svejsning af asymmetriske fuger i svær stålplade, sikkerheds- og miljømæssigt korrekt. Deltageren kan udføre svejsningerne under hensyntagen til forhøjet arbejdstemperatur og anvendelse af strengeteknik i alle svejsepositioner i materialegrupperne 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, jævnfør CR/ ISO i godstykkelser over 14 mm. Deltageren kan endvidere vurdere kvaliteten af eget arbejde i henhold til kravene i DS/ ISO Deltageren har endvidere teoretisk viden om forhold, der har betydning for praktisk anvendelse af lysbue/ Mag svejsning til svejsning af asymmetriske fuger på følgende måder: Svejsemetoder og udstyr, materialelære/ metallurgi, tilsatsmaterialer, svejsefejl og kontrolmetoder, svejserækkefølge og procedure, fugeformer og tildannelse, certificering af svejsere, miljø og sikkerhed, kvalitetssikring af svejsearbejde, varmebehandling. Målgruppe Målgruppen er faglærte eller ufaglærte der har eller søger beskæftigelse som svejsere indenfor sværindustrien. Det er en fordel at have gennemført og inden påbegyndelse af dette kursus. Dette undervisningsmateriale indeholder ikke alle elementer fra målbeskrivelsen i teoriafsnittet. Der er lagt vægt på det som adskiller sig fra kurserne, stumpsøm i rør 111 /( 40091) og stumpsøm i rør 138/136 (40103). 1

4 Teoriafsnit Beskrivelse af opgaverne Opgaverne består af øvelser, som alle har til formål at træne det, som er specielt til svejsning af asymmetriske fuger i svær godstykkelse, nemlig opbygning af svejsningen med strengeteknik. Alle øvelserne udføres med 3-5mm spalte og 8-10 mm. spalte. Øvelse 1+1A, 2+2A og 3+3A er øvelser i, at træne svejsning i ½ v-fuge i plade, henholdsvis med en bundstreng og flerstrengs- bundstreng. Øvelse 4+4A, 5+5A, 6+6A 0g 7+7A er alle asymmetriske fuger i plade, hvor der også trænes i, at svejse bundstreng med en streng og flere strenge. Øvelse 8 udføres i rør på plade PH med en spalte på 8-10mm. PA-Øvelse 5+5A PF A+7-7A PF-45 -øvelse 6-6A+7-7A PE- øvelse 4+4A Billedet illustrerer hvordan øvelserne hænger sammen med den afsluttende prøve 2

5 Opbygning af strenge ved svejsning PA 3

6 Opbygning af strenge ved svejsning PE 4

7 Slibning Det er vigtigt at sørge for at slibesporene ikke bliver for dybe og for smalle Det gælder hele vejen igennem svejsningen Forkert slib Korrekt slib Forkert slib Korrekt slib 5

8 Specielt værktøj For at forebygge fejl i mellem strengene ved svejsning af specielle fugetyper, hvor adkomsten er besværlig, kræves specielt værktøj Man skal være opmærksom på at det kræver særlig godkendelse af udstyret hvis slibeskivens størrelse er mere end 230 mm Specielt fremstillet slibemaskine til slibning af svært fremkommelige fuger Her ses et eksempel på de forskellige gaskopper man kan bruge til svejsning af asymmetriske fuger Fra venstre: ø10mm -ø12mm -ø18mm Eksempler på forskellige gasdyser Der kræves specielle gaskopper for, at kunne komme så langt ind i fugens bund som muligt ved svejsning med proces 136. Vi anbefaler brug af ø10-12mm gaskop ved svejsning af opfyldning, der hvor udstikket ellers ville være for langt, ved brug af en ø18mm gaskop. Gasflowet skal indstilles så det passer til dysens diameter for at undgå turbolens i gassen, ved for stort gastryk. Omvendt skal gasflowet være tilstrækkeligt til, at kunne beskytte smeltebadet, se svejsevejledningen. 6

9 skabeloner til ophæftning Det kan være en fordel og lette arbejdet, hvis man fremstiller nogle skabeloner til måling af grader mellem pladerne, da der arbejdes med forskellige grader i de forskellige svejsestillinger. Svanehalse: en specielt bygget svanehals kan lette adgangen ved svejsning i asymmetriske fuger Det kan lette arbejdet og sikre de rette vinkler under svejsning, hvis man vælger en svanehals som kan drejes rundt i forskellig vinkler. 7

10 Basiske elektroder Basiske elektroder har to fremragende egenskaber. Slagsejheden af svejsemetallet er bedre, specielt ved lave temperaturer og de er mere modstandsdygtige over for revner end andre beklædningstyper. Det kræver dog, at basiske elektroder opbevares tørt. Det kan være i varmeskab eller varmespand. En anden mulighed er at anvende vakuumpakkede elektroder. På et arbejdssted hvor der anvendes basiske elektroder vil der være instruktioner eller procedurebeskrivelser på, hvordan de basiske elektroder skal håndteres. Et eksempel kunne være, at man får elektroderne udleveret i et værkstedsbur, hvor svejserens identifikation bliver påført sammen med tidspunktet for udleveringen. Elektroderne skal kasseres efter max. 12 timer. Eksempel på elektroder i vakuumpakning Generelt er basiske elektroder gode at svejse dybe V fuger, og lignende svært tilgængelige steder. Den har ikke et strømtab, som ved Mag svejsning med langt stick-out. En negativ side ved at bruge elektrode ved bundstrengen er slibearbejdet ved start/stop. I dette materiale er svejsevejledningerne udført med 2,5 mm elektroder. I en produktion vil de emner der skal svejses typisk være sværere godstykkelser og stører diametre end øvelserne i dette hæfte, så her vil det ofte være mere passende at svejse bundstrenge med 3,2 mm elektroder, som er beregnet til bundstrengs svejsning. 8

11 Kontaktdyse afstand De fleste strømkilder til MAG svejsning er af konstantspændingstypen. Det betyder at strømmen(amp) bliver påvirket af den afstand der er mellem kontaktdysen og emnet under svejsning. Øges udstiks-længden (stick- out) vil strømmen (amp) falde og det betyder mindre indtrængning i grundmaterialet. Ved asymmetriske fuger kan man ikke undgå stor udstiks-længde pga. fugens geometri. Eksempel på en svært fremkommelig fuge Det kan være afgørende for svejsningens kvalitet og indtrængning i grundmaterialet, at vælge en svejsemaskine som kan regulere det strømtab der sker ved langt stick-out. Det giver den fordel, at strømmen er konstant selvom afstanden fra kontaktdysen til bunden af fugen er op til 30 mm. På Kemppis maskiner kaldes funktionen Wise-Penetration. Lignende funktion kan findes på andre fabrikanters mag maskiner. Eksempel: Følgende illustration viser, hvordan svejsestrømmen ændres efter stick- out længde, når der svejses i S235 stål med 1.2mm tråd og der bruges Ar+18%CO2 beskyttelsesgas, med følgende svejseparametre: Trådfremføringshastighed: 8m i min. / Spænding: 29 volt/ Svejsehastighed: 58 cm/min Illustration udlånt af Kemppi 9

12 Forvarme Ved at forvarme emnerne der skal svejses forhindrer man en hurtig afkøling af svejsningen og det omkringliggende grundmateriale. Når der foretages opvarmning før svejsning af stål er det for, at forhindre revnedannelse, samt strukturændringer i grundmaterialet efter svejsning Det er mest aktuelt i forbindelse med svejsning i højtlegeret stål og højstyrkestål. Der er flere faktorer der bestemmer om det er nødvendigt med varmebehandling før svejsning: Kulstofindholdet i stålet Andelen af legeringselementer Varmetilførslen ved svejsning (heat-input) Godstykkelser og spændinger i konstruktionen Hydrogenindhold i tilsatsmaterialet Hvis der er krav om forvarme for en given svejseopgave vil det være specificeret i en WPS eller i en instruktion i forbindelse med svejsearbejdet. Det er som regel svejseren selv, der skal sørge for, at kravene til forvarme overholdes og kontrolleres. Forvarmetemperaturen er den temperatur et givent område omkring svejsestedet minimum skal have inden svejsning påbegyndes og som skal overholdes under hele svejseforløbet. Forvarmning af grundmaterialet inden svejsning kan ske ved anvendelse af forskellige varmekilder: Flammeopvarmning ved hjælp af f.eks. propanbrænder Elektrisk opvarmning via varmebælter Ved flammeopvarmning varmes emnerne med f.eks. propanbrænder indtil emnerne er gennem varmet til den krævede temperatur f. eks 50 C. Når man bruger en brænder til opvarmning skal man være opmærksom på, at få varmen fordelt jævnt over hele det område der skal forvarmes. Ved større konstruktioner bruges ofte varmebælter der har den fordel, at varmen bliver jævnt fordelt. Der er tilknyttet følere til bælterne så temperaturen kontrolleres. 10

13 75,00 mm 75,00 mm Her måles forvarme temperaturen Inden svejsearbejdet påbegyndes, kontrolleres temperaturen i en afstand på mindst 75mm fra svejselinjen- både på forsiden af fugen og bagsiden Når den krævede temperatur er opnået, kan svejsearbejdet påbegyndes Temperatur stift Til kontrol af temperaturen kan man anvende temperaturkridt eller termometer. Stiften stryges mod emnets overflade- hvis stiften smelter har emnet den temperatur der er angivet på stiften. Mellemstrengs-temperatur Mellemstrengs temperatur opgives som en maksimum temperatur. Mellemstrengs-temperaturen er svejsningens og det nærliggende grundmateriales temperatur, målt på svejsestedet umiddelbart før, svejsning af den næste streng. Hvis temperaturen overstiger det tilladte maksimum er man nød til, at vente med at svejse indtil temperaturen er faldet til det tilladte. Her måles mellemstrengstemperatur Du skal som svejser være opmærksom på om der er krav til forvarme og mellemstrengs temperatur - og overholde disse krav. 11

14 Typiske fejl ved svejsning af asymmetriske fuger Den første metode, der bør anvendes ved kontrol af svejsesømme af enhver art, er visuel kontrol, som også er obligatorisk. Svejsningerne vurderes i henhold til DS EN ISO 5817 og skal ligge indenfor de specificerede grænser for niveau B, med undtagelse af fejltyperne: overvulst, konveks sømoverflade, for stort a-mål og gennemløb, for hvilke niveau C gælder. Der skal udføres makroskopisk prøvning for mindst 2 tværsnit, hvoraf mindst det ene skal tages fra stop/- startstedet. Ved et makroslib får man et billede af hvordan svejsningen ser ud lige det hvor man udtager prøven. Her ses et makroslib, hvor der tydeligt ses en grov fejl i bunden af fugen, samt langs kanten af fugen. Det kan være en god ide, at save svejsningerne over ved hver øvelse, så man sikre, at der anvendes den rigtige teknik fra starten. 12

15 De typiske fejltyper ved svejsning i asymmetriske fuger er: Overgang til grundmaterialet både på overfladen og rodstrengen Manglende indtrængning i roden/ forkert opbygning af strengene ved fler-strengs-svejsning Bindingsfejl og slaggeindeslutninger mellem bundstreng og opfyldnings lag. 13