TIG-svejsning i middelsvær kobberplade

Transkript

1 VVS-branchens efteruddannelse TIG-svejsning i middelsvær kobberplade

2

3 TIG-svejsning i kobber. For at kunne udføre TIG-svejsning i kobber, skal man være opmærksom på følgende: 1. Materialet skal være ren kobber. Der findes to typer, hvor den ene indeholder ca. 0,040 % oxygen, og har dårlige svejseegenskaber. Bestilles kobber til svejsearbejde skal det hedde svejsbart kobber 2. Tilsatsmaterialet skal være have samme retningsanalyse som det materiale der skal svejses. De fortrukne tilsatsmateriale til ren kobber er efter DIN 1733 betegnede : S-CuSN type, som består af Cu, Sn 0,8- Si 0,3 Mn 0,3. Gasser: Forarbejde inden svejsning: Svejsestedet, samt tilsatsmaterialet affedtes, evt. med sprit. Er materialet anløbet børstes det med rustfast stålbørste. Svejsning: Der svejses med 60 amp. pr. millimeter godstykkelse. Gasflow: 10 L/min. Der kan ved kobbersvejsning anvendes følgende svejseformer: Argon/arc. Fra en side med fuld gennemsvejsning. Fra to sider. Puls. Da kobber er stærkt varmeledende, ca. 8 gange så stort som stål, betyder det at varmen ledes væk fra smeltebadet med stor hastighed. Ved anvendelse af argon/helium blandgasser, øges varmetilførslen i smeltebadet som giver en vis kompensering. Ren helium vil være den bedste beskyttelsesgas, men helium er meget dyr, og skal kun anvendes hvor der er store krav til svejsningen. Helium har en ringe ioniseringsevne, det vil sige at lysbuen er svær at tænde. Ren argon skal anvendes med forsigtighed, da der ofte kan forekomme porehuller på, eller lige under overfladen. Det er ikke nødvendigt af anvende baggas til kobber, kun hvis der ønskes en rodside uden anløbning og evt. glødeskaller. Baggassen skal da være argon, argon/helium eller helium. 1

4 Argon/arc: Svejseformen argon/arc udføres af to TIGbrænder samtidigt. Fordelen ved denne metode er: Ens varmetilførsel fra begge sider, der gør af pladen ikke kaster sig så meget. Kan afhamres fra begge sider, ad der både på for- og bagsider vil være en lille overhvælving En meget ren svejsning, der, hvis det er korrekt udført, altid vil kunne klare ultralyds- og røntgenprøvning. Metoden kan anvendes i godstykkelser fra 1,5 til 6 mm. plade uden skærpning. Som bundstreng i kraftigere plade med V- skærpning Svejsestrøm og vinklerne på TIG-brænderne har stor betydning for en korrekt udført svejsning. Se tegning Set fra siden Set fra oven

5 Beskyttelsesgas. VARIGON He50 og He70 Argon/heliumblandinger benyttes til TIG- og MIG-svejsning i primært aluminium og kobber. Ved højere indhold af helium øges indtrængningen samt svejsehastigheden. Egenskaber: VARIGON He50 og He70 er en farveløs, lugtfri og inaktiv gas, som er lettere end luft Sammensætning: Argon og henholdsvis 50% og 70% helium Specificeret renhed er Ar 4.0 og He 4.8 Tryk 200 bar ved 15ºC ved 1013 mbar Flasken er sort med lys grøn skulder Ventilslutningen er W x 1/14" (DIN 10) MISON He30 MISON He30 er en beskyttelsesgas udviklet til TIG-svejsning og MIG-svejsning af aluminium. I tillæg er MISON He30 også en rigtig god all round gas til TIG-svejsning af andre materialer. MISON He30 indgår i produktfamilien MISON beskyttelsesgasser, som er udviklet for at reducere skadelig ozondannelse ved svejsning. Egenskaber: Sammensætning: Argon samt 30% helium + 0,03% NO Tryk 200 bar ved 15ºC ved 1013 mbar Flasken er sort med lys grøn skulder Ventiltilslutningen er W x 1/14" (DIN 10) Argon Argon benyttes blandt andet som beskyttelsesgas ved svejsning, og processer inden for metallurgisk industri. Argon indgår i de fleste gasblandinger i beskyttelsesgasser inden for svejsning. Egenskaber: Argon er en ædelgas og reagerer derfor ikke med andre stoffer Kan leveres både i komprimeret og flydende form Specificeret renhed: 4.0 og 4.6 Tryk: 200 bar ved 15 o C ved 1013 mbar Flasken er sort med mørk grøn skulder Ventiltilslutningen er W x 1/14" (DIN 10) 3

6 Her finder du AGA's Gasguide, som kan hjælpe dig med at vælge den korrekte gas til svejsning. Tabellen nedenfor viser de normalt anbefalede beskyttelsesgasser. Gasser, som er mærket med stjerne*, kan med fordel benyttes under visse forhold. I enkelte tilfælde kan udstyret eller konstruktionen være af en sådan karakter, at den kræver en anden beskyttelsesgas. TIG-svejsning MIG/MAG-svejsning Plasmasvejsning Baggas Plasmaskæring Ulegeret og lavt legeret stål Argon MISON Ar MISON He30 MISON 8 MISON 18 CORGON 3 CORGON 4 CORGON 18 Argon Argon FORMIER* OXYGEN Højt legeret stål, austenitiske Argon MISON Ar MISON He30 MISON N2 MISON H2 VARIGON H5 VARIGON H7 MISON N2 MISON 2 MISON 2HE MISON He30 CRONIGON He CRONIGON S2 Argon Argon FORMIER VARIGON H5 VARIGON H20 VAROGON H35 Højt legeret stål, ikke austenitiske Argon MISON Ar MISON He30 VARIGON He50 VARIGON He70 MISON N2 MISON 2 MISON 2HE CRONIGON He CRONIGON S2 Argon VARIGON He50 VARIGON He70 Argon FORMIER * Kontakt AGA Aluminium og aluminiumlegeringer Argon MISON Ar MISON He30 Argon MISON Ar MISON He30 Argon VARIGON NH VARIGON He50 VARIGON He70 VARIGON He50 VARIGON He70 Kobber og kobberlegeringer Argon MISON He30 VARIGON He50 VARIGON He70 Argon MISON He30 VARIGON He50 VARIGON He70 Argon VARIGON He50 VARIGON He70 Argon Argon Titan Argon VARIGON He50 VARIGON He70 Argon Argon Argon 4

7 Kobber Kobber forekommer i naturen, dels frit og dels som kobbermalme, hvoraf de vigtigste er, kobberkis, kobberglans og broget kobbermalm. Kobber findes blandt andet i USA, Chile, Ungarn, Ural og Sverige. Kobber fremstilles som oftest ud fra kobberkis, der ristes i store kisovne, hvorved jernet iltes til jernilte og der dannes en svovlholdig kobber. Denne blanding ophedes derefter i en skakt- eller flammeovn med kul og silikatholdig tilslag, hvorved det meste af jernet forsvinder, mens kobberet befries for en stor del af svovlet. Kobber fås som en uren, svovlholdig råsten, der i en konverter i smeltet tilstand gennemblæses med en kraftig luftstrøm og hermed befries det for resten af jernet. Det urene kobber udstøbes nu i plader, som efter elektrolytisk rensning kaldes for elektrolytkobber, som højst indeholder 0,1 % urenheder. Desuden indgår kobber som en vigtig bestanddel i mange legeringer, hvoraf bronze og messing er de mest kendte. Kobber anvendes til utallige formål bl.a. samleskinner, ledninger, viklinger i elmotorer, til rørledninger og kemiske apparatur (bryggerkedler, destillationsapparater), til loddekolber, tag- og facadebeklædning samt tagrender, nedløb og til prydgenstande. I blandinger bruges det også som sprøjtemiddel til ukrudts- og skadedyrsbekæmpelse og i meget små mængder er det et nødvendigt stof for alle organismer. Da kobber, sammen med andre metaller, let giver anledning til galvanisk virkning, må det, hvor der er forbindelse med et andet metal, være en isoleret overgang, så der ikke opstår nogen elektrisk forbindelse. Egenskaber Kemiske tegn Kobbers kemiske betegnelse er Cu (Cuprom). Massefylde Det har en massefylde på 8,5-8,9 - afhængig af dets renhed. Smeltepunkt Kobbers smeltepunkt er på 1083 C og kogepunktet er på 2350 C. 5

8 50 TIG-svejsning i kobberplade: Hjørnesøm i 2 mm. plade. Svejseposition PA Det færdige emne skal ikke efterbehandles. Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau B efter gældende standard. 333 Kantsøm i 2 mm. plade. 40 Svejseposition PB. Der tæthæftes på en side, svejses på den modsatte side. Det færdige emne skal ikke efterbehandles. Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau B efter gældende standard. 333 Stumpsøm i 2 mm. plade. Svejseposition PA, PC og PF. Der svejses med fuld gennemløb fra en side, med baggas og uden baggas. Der svejses med metoden argon/arc. Der skal anvendes ind-og udløbsplader. Det færdige emne skal ikke efterbehandles. 333 Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau B efter gældende standard

9 TIG-svejsning i rustfaste emner Svejseproces 141 efter DS/ISO 4063 Metoden er det man kalder en beskyttelsesgassvejsning, idet man bruger en gasart - typisk argon - som beskyttelse af smeltebadet. Metoden er oprindeligt udviklet i USA omkring 1936 under navnet Argonarc Welding og kom først til Europa efter Anden Verdenskrig. I begyndelsen brugte man kun TIG-svejsning til svejsning af ædelmetaller. Metoden er dog de sidste 20 år blevet mere og mere udbredt og anvendes i dag til svejsning af både almindelige konstruktionsstål og ædelmetaller. Ved TIG-svejsning med jævnstrøm er wolframelektroden tilsluttet minuspol (altså den negativ pol) og arbejdsemnet er tilsluttet plus pol (den positive pol). Når lysbuen tændes sker en vandring af negativt ladede elektroner og positivt ladede ioner. Elektronerne bevæger sig fra minus til plus, og ionerne bevæger sig i modsat retning. Det sker herved sammenstød i lysbuen mellem ioner og elektroner, ved disse sammenstød dannes der varmeenergi. Det har dog haft stor betydning for metodens udbredelse at prisen på argon i dag kun er ca. en trediedel af prisen i I de engelsktalende lande fik metoden navnet T I G - en forkortelse af Tungsten Inert Gaswelding. Tungsten er den amerikanske betegnelse for wolfram. I USA kan man også møde betegnelsen GTAW, der er en forkortelse af Gas Tungsten Arc Welding. I de tysktalende lande er betegnelsen WIG = wolfram inaktiv gasschweissen. I Danmark er betegnelsen TIG. Princippet for TIG-svejsning TIG-svejsning er en metode, hvor elektriske lysbuer brænder frit mellem en ikke afsmeltelig wolframelektrode og arbejdsstykket. Lysbuen og smeltebadet beskyttes under svejsningen af en inaktiv gas (f.eks. argon) mod skadelige virkninger fra den atmosfæriske luft. At gassen er inaktiv betyder, at den ikke medvirker til nogen form for kemisk reaktion i processen. Elektronstrømmen fra wolframelektrodens spids sker med stor hastighed - og når de rammer arbejdsemnet udvikles meget varmeenergi. Når ionstrømmen vandrer fra svejseemnet imod elektrodens spids, er der ikke så mange og hastigheden er ikke så stor. Der udvikles derfor ikke den samme mængde varmeenergi. Elektrodespidsen med minuspol påvirkes kun med ca. 30 % af den samlede varmepåvirkning mens de resterende 70 % påvirker arbejdsemnet, der er tilkoblet pluspolen. Smelteenergien Smelteenergien ved TIG-svejsning kommer som nævnt fra en lysbue, der brænder frit mellem wolframelektroden og arbejdsemnet. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7

10 TIG-svejseudstyr TIG-svejseudstyret består i hovedtræk af: - TIG-svejsebrænder med slangebundt. - Svejsemaskine (strømkilde). - Styreenhed (styresystem, der muliggør styring af svejsestrøm mm.). - En gasflaske med beskyttelsesgas og reduktionsventil. Med kontakten på svejsebrænderen kan svejseren aktivere styreenheden, så der åbnes for beskyttelsesgas, strømkredsen sluttes mv. Styreenheden kontrollerer før og efterstrømning af beskyttelsesgas samt hjælp til tænding mv. Hvis TIG-udstyret er vandkølet kontrolleres også vandtryk og -mængde. TIG-svejsebrænderen TIG-svejsebrænderen er bygget til forskellige maksimale strømstyrker, som bør overholdes. Brænderhåndtaget samt elektrodehætten består af varmebestandigt plastmateriale. Øvrige dele i brænderhåndtaget er af metal for at være elektrisk ledende og for at kunne lede varmen bort. Ved højere strømstyrker end de ca. 200 ampere er det nødvendigt med vandkøling af brænderen. Hvilket betyder, at der foregår en vandcirkulation gennem brænderen for at sikre kølingen. Det er meget vigtigt at kølesystemet er helt tæt, da selv små mængder vand vil skade både wolframelektrode og smeltebad. Indtil en maksimal svejsestrøm på ca. 200 Ampere anvendes oftest luftkølede brændere. Det vil sige, at den nødvendige afkøling af brænder og wolframelektrode sker ved hjælp af beskyttelsesgassen og den omgivende atmosfæriske luft. 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

11 TIG-brænderens dele Sliddele til brænderhåndtaget. Elektrodetang (gaslinse), elektroderholder (gaslinse), skal skiftes til samme størrelse som wolframelektroden, når man vælger en anden størrelse. Pos. 5 og 5a: Pos 5. Elektrodeholderen er forsynet med små huller, hvor gassen kommer ud. Denne type kan give turbulens i den udstrømmende gas, det har ved normal svejsning ikke nogen betydning. Pos 5a. Gaslinsen, som har samme funktion som elektrodeholderen, har i stedet for en større åbning. Åbningen er dækket med 4 lag finmasket trådnet der bremser de hurtige gaspartikler og giver en mere ensartet gasstrøm. Man kan med gaslinse reducere gasmængden, samt have længere udstik på elektroden, som gør det lettere at se svejsestedet. Pos 6. Gasdyser fås med forskellige diametre. Nr mm 6,5 8,0 9,5 11,0 12,5 16,0 19,0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 9

12 Tilbehør for sikkerhed Når man TIG-svejser, skal man sikre sig at hele kroppen er dækket for at beskytte den mod forbrændinger fra det stærke ultraviolettelys. Til beskyttelse mod svejselys kan købes: - TIG-handsker - Svejsejakke - Svejseærmer - Gamacher - Svejsehætte - Svejseslag (til at beskytte ved underop svejsning, dækker også ryggen) - Svejseforklæde - Skødeskind - Svejsemåtte (til at knæle på) Til at beskytte øjne og ansigt fås forskellige svejsehjelme. De mest moderne er med elektrooptisk glas med trinløs regulering af tætheden (DIN 9 - DIN 13). Til de almindelig grønne glasfiber- eller polypropylenhjelme kan man få elektrooptiske glas som ekstraudstyr, der passer til. Andet ekstraudstyr til svejsehjelme: - Friskluftstilførsel - Sikkerhedshjelm, der kan monteres med en svejsehjelm - DIN glas 8, 9 10, 11, 12, 13. Jo større DIN tal, desto større lystæthed - Skueglas DIN 3 - Klare glas - Styrkeglas - hvis man bruger briller +1,0, +1,5 + 2,0 +2,5 Når man skal TIG-svejse har man pligt til at beskytte andre mod svejselys - dette kan gøres med et svejseforhæng. 1 0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

13 Stærkstrømsreglementet, afdeling C, afsnit Svejsemaskiner skal være forsynet med en mærkeplade. Mærkepladen skal være opdelt i 3 sektioner. A. Den øverste sektion skal indeholde navnet på fabrikanten, forhandler eller importør og information til identifikation af svejsestrømkilden. B. Den midterste sektion skal indeholde alle data for svejsekredsen (sekundærsiden). C. Den nederste sektion indeholder information om strømforsyning til svejsestrømkilden. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 1 1

14 Øverste sektion Rubrik 1 Navn og adresse på fabrikant, forhandler eller importør og oprindelsesland. + L1 Vekselspænding Pulserende jævnspænding Rubrik 2 Varemærke. L2 Ribbelspænding Rubrik 3 Type (betegnelse) for svejsestrømkilden, som angives af fabrikanten. Rubrik 4 Svejsestrømkildens serienummer. Rubrik 5 Symbol for svejsestrømkilden art i overensstemmelse med IEC 417. L3 - Diode Rubrik 6 Henvisning til denne standard for angivelse af, at svejsestrømkilden opfylder kravene i denne. Midterste sektion omhandler primært svejsesiden. L1 L2 L3 Ensretterdel (1) 3 Primærside Transformerdel + _ Sekundærside Rubrik 7 Symbol for statisk karaktaristik. Svejsemaskines karaktaristik er et grafisk billede af spænding og strøm i forhold til hinanden. Maskiner til TIG-svejsning er bygget så de har en lodretfaldende karakteristik. Lodretfaldende karaktaristik er lille strømvariation, stor spændingsvariation. Når man laver en lang lysbue med sin brænder vil volterne ændre sig meget, hvor amperene er relative konstante. At ampere er konstante er en fordel for svejseprocessen, da det er strømmen man svejser med Ensretteren består af en primærside forsyningssiden 3 x 230 volt. En transformerdel, der transformerer strøm og spænding til svejsestrøm og -spænding Lysbuens arbejdsområde En ensretterdel, der ved hjælp af nogle spændingskontraventiler (dioder) ensretter spændingen til næsten jævnspænding. Den spænding maskinen laver kaldes pulserende Den sekundærside er svejsesiden. Spænding Lang lysbue Normal lysbue Rippelspændingen kan virke generende når der svejses med puls. Den ødelægger den lave pulsstrøm, lysbuen bliver ustabil. Derfor kan fabrikanterne montere en drosselspole eller en kondensator, der reducerer rippelspændingen Strøm Kort lysbue 1 2 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

15 Rubrik 8 Symbol for svejseproces. Rubrik 9...A/...V til...a/...v område for udgang angivet ved nominel minimal svejsestrøm og nominel maksimal svejsestrøm i amper, med tilhørende belastningsspænding i V. Rubrik 10 Symboler for svejsestrøm. Rubrik 11 Nominel tomgangsspænding (Uo) i Volt. Tomgangsspænding er den spænding, der måles på sekundærsiden mellem jordklemmen og svejsehåndtaget, når der ikke svejses. Man kan selv teste svejsemaskinen med et voltmeter. Tomgangsspænding er til for at beskytte svejseren. De fleste uheld sker når der ikke svejses. Stærkstrømsreglementet stiller krav til tomgangspændingens værdi: Ved svejsning under særlige omstændigheder: - For jævnstrøm er topværdi 113 V. - For vekselstrøm er topværdien 68 V. - For vekselstrøm er effektivværdien 48 V. Ved svejsning under almindelige betingelser: - For jævnstrøm er topværdien 113 V. - For vekselstrøm er topværdien 113 V. - For vekselstrøm er effektivværdien 80 V. Intermittens Når man belaster en svejsemaskine, sker der en opvarmning af de forskellige dele. Disse dele afkøles, når der holdes pause. Ved lave strømstyrker er det ikke nødvendig med pauser. Når maskinen belastes yderligere bliver det nødvendigt med pauser for ikke at ødelægge udstyret. Nyere maskiner er udstyret med en termosikring, der automatisk afbryder svejsningen når der ikke er holdt tilstrækkelige afkølingspauser. Varigheden af afkølingspauser afhænger af strømindstilligen. Der bør ikke slukkes for maskinen under afkølingspauserne. Blæsemotoren skal køre for at få den optimale afkøling. Intermittens er en maskines opvarmning målt i perioder på 10 min ved en given strøm i henhold til Stærkstrømsreglementets afsnit (EN ). Der findes ældre maskiner, der er produceret efter ISO-standarder, hvor intermittensen er beregnet efter perioder på 5 min. Man bliver ved med at prøve svejsemaskinen til opvarmningskurven er jævn og konstant. 60 % intermitens = 60 % lysbue brændetid af 10 min periode = lysbuetid på 6 min. og afkølingspause på 4 min. 100 % intermittens = konstantsvejsning til temperaturstigningen er mindre end 2 C/min. Mere om tomgangsspænding i afsnit om elsikkerhed. Rubrik 12 Symbolet X for intermittensfaktor. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 1 3

16 Temp. Opvarmningskurve 400 Amp. Max. temperatur for svejsemaskine Opvarmningskurve 200 Amp. Tid i min. 4 min. afkølingstid 6 min. afkølingstid Ud fra de 60 % intermittens, som fabrikanten skal opgive, kan man ved hjælp af en formel beregne max. svejsetid ved en given strøm. Eksempel: Svejsemaskinens opgivne strømstyrke ved 60 % = 200 amp. - INT 1 = Opgivet intermittens (60 %). - INT 2 = Ny intermittens. - I 1 = Opgivet strøm (ved 60% intermittens). - I 2 = Ny strøm. Svejsemaskinen skal nu belastes med 250 amp. Ved 200 amp kan man svejse i 6 min. og 4 min. afkølingstid. Ved 250 amp kan man svejse i 3 min., 50 sek. og 6 min., 10 sek. afkølingstid. 1 4 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

17 Rubrik 12a, 12b, 12c Værdi i % for intermittens Rubrik 13 Symbolet I 2 for nominel svejsestrøm. Rubrik 13a, 13b, 13c A-værdien for svejsestrømen. Rubrik 14 Symbolet U 2 for konventionel belastningsspænding. Rubrik 14a, 14b, 14c V-værdi for belastningsspænding. Nederste sektion er primært med oplysninger for tilslutning. Rubrik 15 Symbol for strømforsyning. Strømforsyning er primær tilslutning. Rubrik 16 Mærke omdrejningstal i omdrejninger/min. Rubrik 17 Nominelt maksimalt effektforbrug for roterende svejsestrømkilder. Værdien skal kun angives, hvis generatoren ikke er kombineret med drivkraften. Rubrik 18 U 1...V/...Hz Nominelle værdier for forsyningsspænding og frekvens. Rubrik 23 S Symbol for svejsesstrømkilder, som er beregnet til at levere strøm til svejsning i omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok. De ikke nummererede rubrikker er ikke obligatoriske. Rubrik cos. Φ. Virkningsgrad cos. er vinklen på den faseforskydning mellem spænding og strøm der kommer når transformerdelens jernkerne magnetiseres og afmagnetiseres. Jernkernen har en træghed når den magnetiseres og afmagnetiseres - dette fænomen kaldes for hysterese. Faseforskydningen kan ødelægge balancen på ledningsnettet. Det er værst for luftledninger. Ledninger der er gravet ned har ikke det samme problem, da jorden omkring virker som en stor kondensator, der reducerer faseforskydningen. Et andet forhold er at faseforskydningen laver en for stor del af effekten om til varme. Da det er watteffekten man betaler for er det et myndighedskrav at cos aldrig må aldrig være mindre end 0,8. Rubrik S1 = effekt i kilo Volt Ampere (V x A x Kvadratroden 3). Rubrik 19 I 1 Symbol for nominelle forsyningsstrøm, eller forsikring. Forsikring er den sikring, der skal til for at beskytte ledningsnettet ved kortslutning. Rubrik 19a, 19b, 19c A-værdi for forsyningsstrøm. Rubrik 20 Mærkeværdi for kondensator til fasekompensering. Foto af betjeningspanel fra en moderne TIG-svejsemaskine Rubrik 21 IP... Kapslingsklasse, f.eks. IP23 godkendt til udendørs brug. Dog skal maskinen stå i vandret position under brug. Rubrik 22 Symbol for materiel af klasse II. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 1 5

18 El-sikkerhed De tekster fra Stærkstrømsbekendtgørelsen og Stærkstrømsreglementet, som er medtaget her er udsnit af det mest relevante, der vedrører sikkerhed for svejsere. Stærkstrømsbekendtgørelsen - kapitel Gyldighedsområde De særlige bestemmelser i dette kapitel gælder for installation og anvendelse af svejsestrømkilder, materiel og hjælpeudstyr til lysbuesvejsning og lignende processer. De vigtigste lysbuesvejsetyper og lignende processer er f.eks.: - Manuel elektrodesvejsning (MMA) - Wolframelektrode med inaktiv beskyttelsesgas (TIG) - Metalelektrode med inaktiv beskyttelsesgas (MIG) - Metalelektrode med aktiv beskyttelsesgas (MAG) - Pulversvejsning - Plasmasvejsning - Plasmaskæring - Lysbueskæring - Flammesprøjtning - Plasmasprøjtning Almindeligt Svejsestrømkilder, udstyr og tilbehør som anvendes i installationer for elektrisk lysbuesvejsning, skal være beregnet til denne anvendelse og de skal være i overensstemmelse med relevante konstruktionsstandarder f.eks. afsnit 144-1, Stærkstrømsreglementet afdeling C. Stærkstrømsreglementet Afsnit 144-1, Materiel til lysbuesvejsning 1 Gyldighedsområde Afsnit gælder for strømkilder til lysbuesvejsning og lignende processer beregnet til industriel og professionel brug og som forsynes med en spænding indenfor lavspændingsområdet eller drives med mekaniske midler. 2 Formål Disse bestemmelser angiver sikkerhedskrav til konstruktioner og relevante funktionskrav og de beskriver prøvemetoder til at fastslå overensstemmelse med disse krav. 1 6 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

19 4 Definitioner 4.1 Strømkilde til lysbuesvejsning Strømkilde beregnet til at levere strøm og spænding med en ydre karakteristik, som er egnet til lysbuesvejsning. 4.2 Industriel og professionel anvendelse. Anvendelse som kun fortages af sagkyndige og instruerede personer. 4.3 Sagkyndig person En person med teknisk viden eller tilstrækkelig erfaring til at undgå de farer, som svejsning og elektricitet kan medføre. 4.4 Instrueret person En person som er tilstrækkelig informeret om de opgaver, der er pålagt ham og om de mulige farer ved uagtsom adfærd og som - om nødvendigt har gennemgået oplæring Tomgangsspænding Spænding mellem udgangsklemmerne på en svejsestrømkilde, når den ydre svejsekreds er åben. Eventuel spænding til lysbuetænding og lysbuestabilisering medregnes ikke Nominel tomgangsspænding (U o ) Tomgangsspænding ved nominel forsyningsspænding og frekvens eller omløbstal Nominel forsyningsspænding (U 1 ) Den forsyningsspænding, som strømkilden er konstrueret for Intermittensfaktor (X) Forholdet mellem varigheden af en belastning og varigheden af en hel cyklus. Note 1 Dette forhold ligger mellem 0 og 1 og kan angives i procent. Note 2 I disse bestemmelser er varigheden af en hel cyklus 10 minutter. Ved en intermittensfaktor på f.eks. 60 %, er der kontinuerlig belastning de første 6 minutter fulgt af en tomgangsperiode på 4 minutter Omgivelser med for øget risiko for elektrisk chok. Omgivelser, hvor risikoen for elektrisk chok ved svejsning er forøget i forhold til svejsning under normaler forhold. dette forekommer f.eks.: a) I områder, hvor bevægelsesfriheden er begrænset, således at operatøren er tvunget til at udføre svejsningen i en sammenkrøbet stilling (knælende, siddende, liggende) med fysisk kontakt til ledende dele, b) I områder, som er helt eller delvis begrænset af ledende dele, hvor der er stor risiko for, at operatøren får kontakt med disse dele, uundgåeligt eller ved uheld, c) I våde, fugtige eller varme omgivelser, hvor fugt eller sved medfører en betragtelig reduktion af det menneskelige legemes hudmodstand og tilbehørets isolerende egenskaber. Omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok omfatter ikke steder, hvor de elektriske ledende dele i umiddelbar nærhed af operatøren er blevet isoleret Materiel af klasse I 1 ) Materiel med grundisolation mellem spændingsførende dele og udsatte dele og hvor disse er forbundet til et tilslutningssted for den ydre beskyttelsesleder Materiel af klasse II 1 ). Symbol for klasse II Materiel, hvor beskyttelse mod indirekte berøring ikke alene beror på grundisolation, men hvor der er udført yderligere foranstaltninger for at undgå isolationsfejl mellem spændingsførende dele og tilgængelige dele Grundisolation 1) Isolation af spændingsførende dele, hvor en fejl på isolationen medfører risiko for elektrisk chok Tillægsisolation 1) En selvstændig isolation udover grundisolationen med det formål at yde beskyttelse mod elektrisk chok i tilfælde af en fejl på grundisolationen Dobbelt isolation 1) Isolation, der omfatter både grundisolation og tillægsisolation Forstærket isolation 1) En enkelt isolation af spændingsførende dele, som har til formål at give en beskyttelse mod elektrisk chok, der ikke er mindre end den der opnås med dobbelt isolation. 1) Denne definition vil eventuelt blive ændret ved revision af kildestandarden. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 1 7

20 Stærkstrømsreglementet Afsnit 144-1, Sektion 2, Krav og prøver 6 Beskyttelse mod elektrisk chok Kapslingsklasse. Svejsestrømkilders kapslingsklasse skal mindst være IP21 efter IEC 529. Svejsestrømkilder, som er særligt konstrueret for udendørs anvendelse, skal mindst være IP Beskyttelse mod elektrisk chok i tilfælde af elektrisk fejl (beskyttelse mod indirekte berøring). Svejsemaskiner skal være af klasse II eller klasse II efter ICE 536 med undtagelse af svejsekredsen. 9 Tilslutning til forsyningen 10 Udgang 10.1 Nominel tomgangspænding. Den nominelle tomgangspænding må ikke ved nogen af de mulige indstillinger overskride værdierne i og Disse værdier gælder ikke for spændinger fra lysbuestabiliserings- og tændingsenheder. Der er to måder at måle tomgansspændingen ved vekselstrøm: a) Effektværdier b) Topværdier Nominel tomgangsspænding for anvendelse i omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok (særlige arbejdsforhold). Den nominelle tomgangsspænding må ikke overskride: a) Jævnspænding topværdi 113 V b) Vekselspænding topværdi 68 V og effektivværdi 48 V Sådanne svejsestrømkilder kan være mærket med symbol S Nominel tomgangsspænding for anvendelse i omgivelser uden forøget risiko for elektrisk chok (normale arbejdsforhold). Den nominelle tomgangsspænding må ikke overskride: a) Jævnspænding topværdi 113 V b) Vekselspænding topværdi 113 V og effektivværdi 80 V Omgivelser, hvor risiko for elektrisk chok ved svejsning er forøget i forhold til svejsning under normale forhold. Dette forekommer f.eks.: a) I områder, hvor bevægelsesfriheden er begrænset, således at operatøren er tvunget til at udføre svejsningen i en sammenkrøbet stilling (knælende, siddende, liggende) med fysisk kontakt til ledende dele b) I områder, som er helt eller delvis begrænset, af ledende dele,hvor der er stor risiko for, at operatøren får kontakt med disse dele, uundgåeligt eller ved uheld, c) I våde, fugtige eller varme omgivelser, hvor fugt eller sved medfører en betragtelig reduktion af det menneskelige legemes hudmodstand og tilbehørets isolerende egenskaber. Omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok omfatter ikke steder, hvor de elektriske ledende dele i umiddelbar nærhed af operatøren er blevet isoleret. 16 Brugsvejledning Med hver svejsestrømkilde skal der leveres en brugsvejledning med instruktioner, som inkluderer følgende: a) Generel beskrivelse af svejsestrømkilden. b) Betydning af mærkning og grafiske symboler. c) Tilslutning til forsyning, herunder mærkeværdi for sikring og/eller maksimalafbryder. d) Korrekt anvendelse af svejsestrømkilde (f.eks. kølebetingelser, anbringelse, styreindretninger, indikatorer). e) Anvendelse af svejsestrømkilde og svejsemuligheder, begrænsninger i anvendelse og hvor dette er relevant, en beskrivelse af den termiske beskyttelse. f) Begrænsninger i svejsestrømkildens anvendelse i relation til kapslingsklasse (f.eks. er en svejsestrømkilde i IP21 ikke egnet til anvendelse i regnvejr). g) Forhold hvor der skal træffes ekstra forholdsreglen under svejsning f.eks. om forøget risiko for elektrisk chok, brandfarlige områder, brændbare materialer, arbejde på steder med nedstyrtningsrisiko. h) Vedligeholdelse af svejsestrømkilden. i) Fyldestgørende strømskema sammen med en tabel over de væsentligste dele. j) Alle detaljer for de kredse i svejsestrømkilder, som er beregnet til at levere normal forsyningsspænding (f.eks. til belysning og elektroværktøj). 1 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

21 Stærkstrømsbekendtgørelsen, kapitel 721 B. Installation Forbindelse mellem strømkilde og arbejdsstykke (emne) Når svejsestrømmen ikke udelukkende løber i svejsekredsen forekommer en del af svejsestrømmen som vagabonderende strømme. De kan medføre ødelæggelser og skal elimineres med følgende midler: - Den elektriske forbindelse mellem svejsematerialet og arbejdsemnet skal føres så direkte som praktisk muligt ved anvendelse af en isoleret returledning med en passende strømværdi. - Fremmede ledende dele som metalskinner, rør og stel må ikke anvendes som en del af svejsereturkredsen, medmindre de udgør en del af arbejdsemnet. - Returklemmen skal anbringes så nær svejsestedet som praktisk muligt. - Svejsekredse må ikke jordforbindelse. - Tilslutning af svejsereturledning til arbejdsemnet skal sikres ved anvendelse af materiel egnet for ledningstilslutning, dvs. et fastgørelsessystem, som ikke går løs ved uheld og som giver god elektrisk forbindelse. - Magnetiske enheder giver kun god elektrisk forbindelse hvis kontaktfladerne på den magnetiske indretning og kontaktfladen på arbejdsemnet er tilstrækkelig store, plan, godt ledende og rene (f.eks. fri for rust og primer) og hvis kontaktfladen på arbejdsemnet er af magnetisk materiale. - De connectorer og klemmer der benyttes, skal være sådan udformet og tilsluttet, at de ikke utilsigtet bliver afbrudt eller løsner sig. - Tilslutningsenheder for bevægelige bøjelige svejseledninger i svejsekredsen skal a) have en passende beklædning af isolermateriale for at forebygge uagtsom berøring med spændingsførende dele, når de er tilsluttet (med undtagelse af returklemmen på selve arbejdsemnet). b) være egnet til de ledningsdimesioner og den svejsestrøm, der anvendes. c) være effektivt tilsluttet til ledningerne og have god elektrisk kontakt med disse. Der må kun anvendes ledninger der er godkendte til formålet Anbringelse af gasbeholdere Der skal vises omhu for at forebygge, at gasbeholderen i nærheden af arbejdsemnet ikke får elektrisk forbindelse med svejsekredsen Inspektion og vedligeholdelse af svejseinstallationen. Ved etablering af en svejseinstallation og derefter med jævne mellemrum, skal en ekspert, som er udset til opgaven, kontrollere at materiellet er korrekt valgt og forbundet i relation til det arbejde, som skal udføres, at alle samlinger er rene og fastspændte og at materiellet er i en god stand. Herudover skal det kontrolleres, at beskyttelseskredsen er indtakt. Alle fejl skal afhjælpes. Særlig opmærksomhed skal rettes mod ledningsinstallationer, elektrodeholder, stikpropper og stikkontakter. Operatører skal instrueres i at kontrollere alle ydre forbindelser dagligt og hver gang der sker tilslutning. Der skal rapporteres om enhver fundne defekt og fejlbehæftet materiale må ikke anvendes, før det er blevet repareret. Svejsereturklemmen skal, bortset fra særlige anvendelser, forbindes direkte til arbejdsemnet og så tæt som muligt på svejsestedet eller til metalbænken, hvor arbejdsemnet er anbragt, eller på håndteringsudstyret Adskillelse af svejsestrømkilder og/eller svejsekredse Når svejseren holder pause i sit arbejde eller forlader arbejdsstedet, f.eks. på grund af frokost eller afløsning ved holdskift, skal svejsestrømkilden eller svejsekredsen afbrydes eller beskyttes, så den ikke kan betjenes utilsigtet fra elektrodeholder eller brænder (se også ). Er der risiko for, at tilledningen kan blive beskadiget, når svejsestrømkilden flyttes, skal svejsestrømkilden inklusive tilledninger adskilles fra forsyningen. Ved vedligeholdelsesarbejde eller reparation skal materiellet adskilles på tilgangs- og afgangssiden, medmindre en ekspert har gjort en undtagelse fra denne regel Kapslinger og afskærmninger. Kapslinger og afskærmninger skal være på plads, når materiellet er tilkoblet forsyningen. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 1 9

22 Oplysning til svejsere Svejsere og deres hjælper skal oplæres i den udstrækning, det er nødvendigt for sikker anvendelse af materiellet. Svejsere og personer der arbejder i nærheden, skal advares mod risici og informeres om beskyttelsesmidler i relation til lysbueprocesser. Der skal vises omhu for at hindre, at gasbeholdere i nærheden af arbejdsemnet får forbindelse med svejsekredsen Beskyttelsesmidler Fremmede ledende dele i svejseområdet Der skal tages forholdsregler for at undgå elektrisk forbindelse mellem styrekredsen og fremmede ledende dele i svejseområdet, hvor der kan forekomme en elektrodeholder, en svejse-brænder eller en svejselysbue Beskyttelsesbeklædning og udstyr Operatørerne, deres hjælpere og enhver person i nærheden af lysbuen skal bære passende beskyttende beklædning og anvende egnede hjælpemiddel under arbejdet. Især skal der anvendes handsker under elektrodeudskiftning. Den beskyttende beklædning og hjælpemidler skal holdes i god stand Isolation af elektrodeholdere og brændere, når de ikke er i brug Elektrodeholdere og brænderkredse skal, hvor dette er praktisk muligt, være afbrudt fra strømkilden, når de ikke er i brug. Hvis dette ikke er muligt, skal de være anbragt særskilt og/eller isoleret, uden forbindelse med arbejdsemnet eller andre ledende dele, i særdeleshed uden forbindelse med svejsestrømkildens kapslinger. Elektroder skal fjernes fra elektrodeholdere, når svejseoperationen er færdiggjort Spænding mellem elektrodeholder eller brændere For at undgå risiko for elektrisk chok ved en forøget tomgangsspænding, når en trefaset svejsestrømkilde for flere operatører anvendes, eller når flere svejsestrømkilder anvendes på et arbejdsemne eller på indbyrdes forbundne arbejdsemner, skal operatørerne arbejde uden for indbyrdes rækkevidde, hvor dette er praktisk muligt. Operatørerne skal advares mod at berøre to elektrodeholdere eller brændere samtidig. Når der arbejdes med flere svejsestrømkilder på et arbejdsemne eller på arbejdsemner, som er i indbyrdes ledende forbindelse, kan der opstå en farlig berøringsspænding som en sum af spændinger mellem to elektrodeholdere eller brændere. Denne spænding kan blive to gange den tilladte tomgangsspænding - operatører skal advares mod denne fare Svejsning i omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok Når svejsninger udføre i omgivelser med forøget risiko for elektrisk chok, skal der tages følgende forholdsregler: a) Svejsestrømkilde skal være uden for operatørens normale rækkevidde under svejsning. Det anbefales, at forsyningen af svejsestrømkilden er udrustet med en følsom fejlstrømsafbryder, som udløser ved en fejlstrøm, som ikke overstiger 30 ma. b) Fjerstyringer skal forsynes med ekstra lav spænding. c) Kun svejsestrømkilder og svejseudstyr beregnet til denne type omgivelser må anvendes (se afsnit 144-1) d) Fortrinsvis skal der anvendes elektrodeholder af type A efter IEC (under udarbejdelse). e) Isolerende platforme eller måtter skal anvendes, hvor dette overhovedet er muligt. f) Operatører må kun svejse når andre personer, som er instrueret i at yde hjælp i en nødsituation, er i umiddelbar nærhed. Der skal findes midler til hurtig elektrisk afbrydelse af svejsestrømkilden eller svejsekredsen, som disse personer har umiddelbar adgang til. Nogle huskeregler ved personlig sikkerhed 1. Undgå kontakt med strømførende dele (støt ikke elektroden med den anden hånd under svejsning). 2. Sørg altid for, at isolering på kabler, brænder og maskinens stikforbindelser er intakt. 3. Brug altid tørre lædersvejsehandsker, tørt arbejdstøj og fodtøj. Hold også kabler, brændere og svejsemaskinen tør. 4. Maskines tilslutninger er udført forskriftsmæssigt. 5. Forskriftsmæssig vedligeholdelse og rengøring (svejsemaskinen skal med jævne mellem rum åbnes og blæses rent med trykluft, primært for af fjerne metallisk støv så kortslutninger undgås). 2 0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

23 Elektromagnetisk støjudstråling Ved brug og installation af svejsemaskinen skal der foretages en vurdering af det omgivende areal, da det er brugerens ansvar at sørge for en problem fri drift uden forstyrrelser af: 1. Radio- og fjernsynsendere og modtagere. 2. Netkabler til apparater, styrekabler, signal og telefonkabler i nærheden af svejsemaskinen. 3. Computere og andre styresystemer og udstyr. 4. Sikkerhedskritisk udstyr. 5. Udstyr der anvendes til kalibrering og måling. 6. Personers brug af pacemakere og høreapparater. Når man skal på svejseopgaver ud i byen er det især vigtigt at tage hensyn til disse betragtninger. Da der måske ikke før har været brugt svejseudstyr og derfor ikke fortaget en vurdering af området. Da det er brugeren af svejseudstyret der har ansvaret for forholdene kan man forstille sig at det kan udmunde i et erstatningskrav. Nogle metoder til minimering af elektromagnetisk støjudstråling: 1. Svejsekabler skal være så korte som muligt. 2. Svejsekablerne bør være anbragt således, at plus- og minuskabel ligger tæt på hinanden. 3. Svejsekablerne bør være placeret på eller tæt ved gulvniveau. 4. Separat isoleret netforsyning til følsom elektronik som f.eks. computere. 5. En adskilt skærmning af kabler eller skærmning af den komplette svejseinstallation. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 2 1

24 Oversigt for betjeningspanel C ms sec Hz G IIIIIIII % A B H C D I E F Tegning af betjeningspanel Sekundærsiden af en moderne TIG-svejsemaskine kan minde om cockpittet i en flyvemaskine med alle betjeningsknapperne. Ved første øjekast kan det virke uoverskueligt, men hvis man ser lidt nærmere på symbolerne kan man få en ide om hvad knapperne er til. A. Når denne knap aktiveres vil svejsestrømmen ændres. C ms sec Hz Nogle af symbolerne på tegningen er i henhold til ISO 7000 Graphical symbols for use on equipment. IIIIIIII % 2 2 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

25 B. Her kan der vælges mellem elektrode- eller TIG-svejsningen. Elektrode TIG E. Her kan der vælges mellem to forskellige tændingsmetoder,»lifttænding«(man sætter wolframelektroden ned på emnet aktivere knappen på brænderen, løfter brænderen og trækker lysbuen med) eller»højfrekvens«(lysbuen etableres ved at strømfrekvensen sættes op i startøjeblikket så lysbuen springer fra wolframelektroden ned på emnet). C. Her kan der vælges»totakt«(for at lysbuen skal være tændt skal knappen på brænderen aktiveres hele tiden - når man slipper knappen på brænderen går strømstyrken ned og slukker) eller»firetakt«(lysbuen tændes med et tryk på knappen på brænderhåndtaget - når der skal slukkes skal knappen aktiveres igen). Man vælger»punkt«når man skal punktsvejse. F. Pilotlysbue er en svag lysbue i startøjeblikket for at hjælpe svejseren med at finde svejsestartstedet. Totakt Firetakt Punkt ON OFF D. Her kan der vælges mellem forskellige steder at indstille strømstyrken. G. Parametrene er illustreret på nedenstående figur A-knappen på svejsemaskinen anvendes En fjernbetjening anvendes Strømindstillingen kan foretages på brænderhåndtaget, hvis det er den type med én indstilling V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 2 3

26 Gasforgennemstrømning (pre-flow) anvendes til at skylle eventuelt luft ud af slanger og svejsemaskinen før lysbuen etableres og svejsningen påbegyndes. Slutstrømmen indstilles som en procentdel af svejsestrømen. Startstrøm indstilles som en procentdel af svejsestrømmen. Gasefterstrømningstiden (post-flow) er tiden fra lysbuen slukker til gasstrømningen afbrydes. Gasefterstrømningstiden anvendes til at beskytte smeltebadet mod den atmosfærisk luft, mens den er varm. Slope-down (strømstigningstid) er den indstillede tid, der går før man er oppe på den indstillede svejsestrøm når lysbuen er etableret. Slope-up anvendes til at give svejseren tid til at få brænderen og svejsetråden på plads. Hvilestrøm er en indstillet procent del af svejsestrømmen. Hvilestrøm kan kun anvendes når svejsemaskinen står i firetaktposition. Hvilestrøm kan anvendes til en pause f.eks. når man skal have lidt mere tråd frem eller flytte håndstillingen. H Slope-down (strømsænkningstid) er den indstillede sænkningstid, som svejsestrømmen er om at gå fra svejsestrøm til slutstrøm. Slope-down anvendes til at få en god afslutning på svejsningen og at undgå kraterporer og revner. 2 4 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

27 Som før nævnt findes der også tostrømsmaskiner - maskiner der kan svejse med AC og DC. 1. Hovedafbryder 2. Svejsekabelstik 3. Digitalt display 4a. Tilslutning til TIG-brænder slangebundt 4b. Brænderkøling fremløb 4c. Brænderkøling retur 4d. Lampe til kontrol af brænderkøling 5. Kontrollampe for netspænding 6. Lampe til overophednings, når lampen lyser er maskinen for varm og kan ikke svejse før den er kølet. 7. Omskifterknap til valg af strømregulerings udstyr (knap nr. 9, knap på håndtag, fjernbetjening eller fodbetjent strøm). 8. Triggerfunktioner 9. Svejsestrømsregulering 10. Slop-down 11. Hot-start 12. Post-flow 13. AC/DC omskiftere. AC anvendes primært til aluminiumssvejsning. 14. Balanceknap, med balanceknappen kan man ændre på vekselstrømmens negative og positive halvperioder. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 2 5

28 På bagsiden af nogle maskiner finder man udtag til: 19. Multistik til tilslutning af fjernregulering 20. Multistik til tilslutning af fodpedal 21. Gasslangetilslutning 22. Tilslutning netkabel 2 6 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

29 Beskyttelsesgas Argon Argon blev opdaget af Sir William Ramsey og Baron Rayleigh i 1894 i Skotland. Argon hører til ædelgasserne som også omfatter helium, neon, krypton, xenon og radon. De ædle gasser har udenfor kernen en mættet struktur, hvilket betyder at stofferne under almindelige forhold ikke kan danne kemiske forbindelser (inaktive gasarter). Sir William Ramsey og Baron Rayleigh kaldte gassen for argon, som er græsk og stammer fra argos, der betyder doven. Kemiske egenskaber Argons kemiske betegnelse er Ar. Argon er et grundstof. Argon er det tredje mest almindelige stof i atmosfæren. Ar optræder i kubisk fladcentreret allotroper (gitterstrukturer). Alle ædelgasserne er farveløse og lugtløse gasser. Argon er grundstof nr. 18. Atomerne er nummeret efter vægt nr. 1 er den letteste osv. Argon dannes ved nedbrydning af kalium der inderholder K-40, som er et radioaktiv isotop. Isotop er et grundstof, der har samme egenskaber, men forskellige antal partikler. Ved partikeludskillelse eller partikeloptagelse kan et grundstof omdannes til et andet grundstof. Et isotop, der kan omdannes kaldes radioaktivt. 1 kmol Argon = 39,948 kg. 1 kmol af en gasart indtager rumfanget 22,4 m³ ved 0 C og 1013 mbar. 22,4 m³ argon vejer 39,948 kg ved 0 C og 1013 mbar. 1 m³ argon vejer 39,948 kg divideret med 22,4 m³ og det er 1,783 kg Argon er tungere end atmosfærisk luft. Atmosfærisk luft vejer 1,293 kg (28,96 kg/mol). Argon vejer 1,783 kg. At argon er tungere en atmosfærisk luft, er en faktor man skal huske, når man kommer i den situation at man skal anvende baggas. Å = ångstrøm. En Å er det samme som en milliontedel millimeter. Anvendelse Argon anvendes bortset fra TIG-svejsning også til plasmaskæring og plasmasvejsning, som komponent i forskellige gasblandinger til MIG/MAG-svejsning, spulegas til rensning af metalsmelter, beskyttelsesgas ved varmebehandling af metaller, beskyttelsesgas i elektroindustrien, laboratorieformål og som gas i elektriske pærer. Ved TIG-svejsning kan gassens funktioner grupperes i primær-, sekundær- og rodgasbeskyttelse. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 2 7

30 Primær gasbeskyttelse: 1. At beskytte smeltebadet. 2. At skabe gode elektriske betingelser for lysbuen. 3. At sørge for god materialetilførsel. 4. At sørge for god varmetilførsel Sekundær gasbeskyttelse: - At beskytte ved at dække den færdige svejsning mod uheldige påvirkninger fra oxygen og nitrogen, der er til stede i den omgivende luft. Rodgasbeskyttelse: 1. At beskytte rodsiden mod oxygen og nitrogen. 2. At få en jævnere rodsøm og mindske risikoen for indtrængningsfejl. Rodgasbeskyttelse anvendes primært til svejsning af rustfri stål, men kan anvendes til svejsning af ulegeret og lavtlegeret stål, hvis der stilles store krav til renheden af rodsiden. Primær og sekundær gasdækning Ulegeret stål Ar 99,99 Lavtlegeret stål Ar 99,99 Aluminium Ar 99,99 ArHe He Kobber Ar 99,99 ArHe He Titan Ar 99,995 ArHe Austenitisk rustfast stål Ar 99,99 Ferritisk rustfast stål Ar 99,99 Martensitisk rustfast stål Ar 99,99 Ferrisk-aus. Ar 99,99 Marten.-aus. rustfast stål Ar 99,99 Baggasdækning Ulegeret stål Ar 99,99 Lavtlegeret stål Ar 99,99 Aluminium Ar 99,99 Kobber Ar 99,99 He Titan Ar 99,995 He Austenitisk rustfast stål Ar 99,99 ArHe ArHy Formierg. Ni He Ferritisk rustfast stål Ar 99,99 He Martensitisk rustfast stål Ar 99,99 He Ferrisk-aus. Ar 99,99 ArHe ArHy Formierg. Ni He Marten.-aus. rustfast stål Ar 99,99 He Ovenstående tabel om gasser er kun retningsgivende. I tvivlstilfælde er det en god ide at konsultere med sin gasforhandler om, hvilken gas de anbefaler til mere specifikke tilfælde. 2 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

31 Kort om anvendelse af beskyttelsesgasser Ulegeret og lavtlegeret stål Ved svejsning af ulegeret stål anvendes normalt ikke beskyttelsesgas til rodsiden. Hvis der stilles støre krav til rodsiden, kan der dog anvendes baggas - herved undgås at få glødeskaller i røret og videre ud i følsomme pumper og udstyr. Det kan være billigere at anvende baggas end at fjerne glødeskaller ved slibning. Det kan ikke anbefales at anvende formiergas til ulegeret stål med et med højt indhold af kulstof (over 0,2 %). Der er risiko for hydrogensprødhed. På grund af Hy-indholdet i formiergassen er der risiko for hærdning (martensit dannelse) under svejsningen. Hvis man er i tvivl bør man anvende Ar. Gasspulning skal foregå omhyggeligt, man skal sørge for at gassen ikke bliver forurenet på sin vej fra flasken til svejsestedet. De gummislanger man anvender skal være af en sådan type, at der ikke sker en diffusion af luft igennem slangen. Dårlig gasdækning kan opstå, hvis der er: 1. Utætte slanger, koblinger eller samlinger. 2. Forkert brændervinkel, brænder for langt fra emnet. 3. Uren gas i flasken. 4. Utilstrækkelig gasspulingstid. 5. Ikke taget hensyn til gassens densitet under gasspuling. 6. Ikke efter gasspulet tilstrækkeligt efter svejsningens ophør. Argon med en renhed på 99,99 % er nok den mest anvendte gas til TIG-svejsning af rustfrit stål. Nitrogen kan anvendes som baggas til svejsning af austernitisk og feritisk-austernitisk stål. Nitrogen har den egenskab, at den forøger materialets modstandsdygtighed overfor pittning. Pittning er lokale gennemtæringer. Nitrogen og nitrogenholdige gasser er ikke egnede til svovl- og fosforholdige stål da nitrogenet går i forbindelse med svovlen, og phosforen der danner nitritter, som sænker stålets slagsejhed. Nitrogenholdige gasser bør ikke anvendes til ferritiske materialer, hvis man ønsker at bibehold den ferritiske struktur. Nitrogen er kraftigt austernitdannende. Nitrogen er lettere end luft. Som svejsegasblanding i argon øger helium varmeoverførslen i lysbuen, hvor produktiviteten forbedres. Helium/argonblandinger er dyre. Den ovenstående tabel og tekst om gasser er kun retningsgivende. I tvivlstilfælde er det en god ide at konsultere sin gasforhandler om hvilken gas, de anbefaler til mere specifikke tilfælde. Der produceres et utal af forskellige gasser, der kan variere meget fra forhandler til forhandler - de mest almindelige er 2-komponentblandinger med forskelligt %-indhold. Ligeledes er der også forhandler der producerer 3-komponentblandinger til specielle krav som f.eks. Ar/He/N 2 til svejsning af duplexstål og superduplexstål. Ved at tilsætte hydrogen får man en reducerende effekt - hvilket vil sige, at den tiltrækker al den oxygen den kan komme i nærheden af, også selv om denne oxygen er bundet til andre stoffer. Derved får man en god beskyttelse af smeltebadet under svejsningen. Formiergas anvendes også i et stort omfang. Den har stort set de samme egenskaber som ovenstående gasser og er billigere. Formiergas er en blandingsgas af nitrogen og hydrogen (90/10 %). Formiergas har en reducerende virkning. Formiergas er ugiftig, men brændbar når hydrogenindholdet er over 5 %. Formiergas er lettere end luft. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 2 9

32 AGA gasflasker Herunder er vist brochure fra AGA. Brochuren kan downloades i farver på adressen V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

33 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 3 1

34 3 2 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

35 AGA gas-guide Herunder er vist gas-guide fra AGA. Guiden kan downloades i farver på adressen V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 3 3

36 Tilsatstråd Valg af tilsatsmaterialer Tilsatsmaterialet der anvendes til svejsning af de rustfaste materialer i forbindelse med TIGsvejsning, skal analysemæssigt set svare til det grundmateriale, der skal svejses. Der må ikke anvendes tilsatsmaterialer, der er udviklet til andre svejsemetoder. Ved svejsning af de rustfaste materialer, er det af den største betydning at såvel konstruktøren som svejseren er bekendt med, hvilket tilsatsmateriale, der skal anvendes til de forskellige legeringer af de rustfaste materialerr. Tilsatsmaterialer til svejsning af de rustfaste materialer, vil normalt indehold lidt mindre kulstof, for at modvirke tendensen til dannelse af kromkarbider med efterfølgende interkrystalinsk korrosion. Derimod er indholdet af krom og nikkel lidt højere i tilsatsmaterialerne for at kompensere for den fordampning (afbrænding) af krom og nikkel der sker fra smeltebadet under svejsningen. På trådindpakningen står der hvilke legeringsstoffer tråden indeholder. De henviser til forskellige normer. F.eks: De mest almindelige normer er: - AWS 5.9 (amerikansk) - BS 2901 (britisk) - DIN 8556 (tysk) På næste side kan der ses en retningsanalyser samt en sammenligningsliste over forskellige betegnelser på rustfaste stål. 3 4 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

37 Type Retningsanalyse i % Sammenligningsliste C Cr Ni Mo Andre AISI SIS UDDE HOLM Avesta Sandvik Werkstof Thyssen Remanit Krupp Nirosta Fransk norm Italiensk norm Japansk norm Max 0,07 Ca. 18 Ca M 832M Z10CN /8 Max 0,05 Ca. 18 Ca MM 832MV 5R Z6CN X6CR NI18.10 SUS 304 Max 0,03 Ca. 18 Ca L L 832MVR 3R Z2CN X2CR NI18.11 SUS 304L Max 0,10 Ca. 18 Ca. 10 Ti=5xC MTV 8R Z6CN X6CR TI18.11 SUS /8 Automat Max 0,15 Ca. 18 Ca. 9 S=0, C 10Ra Z10CNF X10CR NIS18.09 SUS 303SE Max 0,07 16,5-18, ,25-3, SK 5R Z6CND X5CR NI17.13 SUS /8 Mo Max 0,03 Max 0,10 16,5-18,5 16,5-18, ,25-3,0 2,25-3,0 316L L 832SKR 3R Ti=5xC 316Ti SKT 8R Z2CND Z6CNDT X2CR NI17.12 X6CRNI MO TI SUS 316L - Max 0,06 17,5-19, SN SUS 317 Ca. 0,10 11,5-12, x1C Z10C13 X12CR13 SUS 410 Cromstål Ca. 0,22 Ca. 0, Max. 1,00 Max. 0, Z20C13 X20CR C X8CR17 SUS 420J1 SUS 430 Ca. 0,20 Ca. 17 1,5-2, EH 4N2C Z15CN X16CR NI16 SUS 431 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 3 5

38 Egenskaber og anvendelse AISI 302: En krom-nikkeltype med god modstandsevne over for korrosion. anvendes i dag til sekundære formål og erstattes normalt af AISI 303 AISI 303: Er særlig egnet til fremstilling af bolte, møtrikker, spindler og andre dele til ventiler, da materialet er let at bearbejde på automatdrejebænke. Har en god modstandsevne overfor korrosion AISI 304: En krom/nikkel type med stor modstandsevne overfor korrosion. Den mest anvendte af alle kvaliteter. Anvendes især i metalvareindustrien, fødevareindustrien, køleindustrien og til beklædnings- og dekorationsformål. AISI 304 L: Som AISI 304, men med lavere kulstofindhold, hvorved bedre svejseegenskaber opnås. Materialet er lettere at optrække kold samt nemmere at blankpolere. AISI 316: Anvendes til fremstilling af udstyr indenfor den kemiske industri, tekstilfabrikker, slagterier m.v. Har stor modstandsevne overfor korrosion. Gode svejseegenskaber. AISI 316 L: Som AISI 316, men med lavere kulstofindhold. Anvendes hvor der stilles særlige krav med hensyn til svejseegenskaber. AISI 321: Er særlig egnet for svejsning og anvendes til fremstilling af udstyr indenfor den kemiske industri, slagterier, bryggerier samt til fremstilling af dele til gasturbiner og glødeovne. God modstandsevne overfor korrosion. kan ikke blankpoleres. AISI 410: Anvendes til fremstilling af holdere til turbineskovlblade, pressedele, nitter og splitter. Har gode egenskaber mod korrosion både indenog udendøres. AISI 420: Anvendes til fremstilling af dele til ventiler og pumper( som ikke kommer i kontakt med»non-ferrous«- metaller og grafitpakninger). Gode egenskaber mod korrosion både indenog udendøres. AISI 430: Anvendes til fremstilling af husholdningsartikler, dele til industriovne og nittede konstruktioner. Er udmærket til bøjning, optræk og udstansning. Har gode egenskaber mod korrosion både indenog udendøres. AISI 431: Som AISI 420, men med større Cr og Ni indhold. AISI 316 Ti: Som 316, men titanstabiliseret. Velegnet til svejste konstruktioner indenfor den kemiske industri. Modstår drifttempratur i området C. AISI 317: Som AISI 316, men med større modstandsevne overfor korrosion på grund af et højere krom-, nikkel- og molybdænindhold. AISI LM: Anvendes i særdeleshed indenfor den kemiske industri, hvor der stilles store krav til korrosionsbestandighed overfor klorholdige forbindelser. 3 6 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

39 Wolfram Her ses wolfram-katalog fra Migatronic. Kataloget kan downloades i farver på adressen: V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 3 7

56 TIG-svejsning i kobber For at kunne udføre TIG-svejsning i kobber, skal man være opmærksom på følgende: 1. Materialet skal være ren kobber. Der findes to typer, hvor den ene indeholder ca. 0,040 % oxygen og har dårlige svejseegenskaber. Bestilles kobber til svejsearbejde skal det hedde»svejsbart kobber«. 2. Tilsatsmaterialet skal have samme retningsanalyse som det materiale, der skal svejses. De foretrukne tilsatsmateriale til ren kobber er efter DIN1733 betegnede: S- CuSN type, som består af Cu, Sn 0,8- Si 0,3 Mn 0,3. Gasser Da kobber er stærkt varmeledende - ca. 8 gange så stort som stål, betyder det at varmen ledes væk fra smeltebadet med stor hastighed. Ved anvendelse af argon/helium-blandgasser, øges varmetilførslen til smeltebadet, som giver en vis kompensering. Ren helium vil være den bedste beskyttelsesgas, men helium er meget dyr - og skal derfor anvendes, hvor der stilles store krav til svejsningen. Helium har en ringe ioniseringsevne, det vil sige at lysbuen er svær at tænde. Svejsning Der svejses med 60 amp. pr. millimeter godstykkelse. Gasflow: 10 l/min. Der kan ved kobbersvejsning anvendes følgende svejseformer: - Argon/arc. - Fra en side med fuld gennemsvejsning. - Fra to sider. - Puls. Ren argon skal anvendes med forsigtighed, da der ofte kan forekomme porehuller på, eller lige under overfladen. Det er ikke nødvendigt at anvende baggas til kobber, kun hvis der ønskes en rodside uden anløbning og evt. glødeskaller. Baggassen skal da være argon/helium eller helium. Forarbejde inden svejsning Svejsestedet, samt tilsatsmaterialet affedtes, evt. med sprit. Er materialet anløbet børstes det med rustfast stålbørste. 5 4 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

57 90 TIG-svejsning i middelsvær kobberplade Specialsvejsning Argon/arc Svejseformen»argon/arc«udføres af to TIGbrændere samtidigt. Fordelen ved denne metode er: - Ens varmetilførsel fra begge sider, der gør af pladen ikke kaster sig så meget. - Kan afhamres fra begge sider, da der både på for- og bagsider vil være en lille overhvælving - En meget»ren«svejsning, der, hvis det er korrekt udført, altid vil kunne klare ultralyds- og røntgenprøvning. Metoden kan anvendes i godstykkelser fra 1,5 til 6 mm plade uden skærpning. Som bundstreng i kraftigere plade med V- skærpning Svejsestrøm og vinklerne på TIG-brænderne har stor betydning for en korrekt udført svejsning, se tegning. Svejsestrøm Skal der svejses i 3 mm plade, tages der udgangspunkt i de 30 Amp. pr. mm. godstykkelse. Amperene vil så være på 90. Dette deles med 2 - det vil sige 45 Amp. pr. brænder. Den brænder der har tråden med, skal have en overstrøm da tråden køler. I dette tilfælde skal den trådførende brænder altså have 55 amp. Den anden brænder skal have 35 amp, så summen bliver 90 amp. Det vil sige at den trådførende brænder ca. skal have 20 % mere strøm. Ved svejsning i plade er det en god ide at lave ind- og udløbspladerne længere. Det giver lidt mere tid til at få brænderne lige over for hinanden. Set fra siden Svejsningens udførelse Der startes på indløbspladen af den der føre tråden, så snart svejseren på bagsiden ser et rødt punkt, tændes brænder to. Når brænderne er lige overfor hinanden kan svejseren, der svejser på bagsiden se noget, der ligner et 8 tal, der cirkulerer rundt i smeltebadet. På denne måde følges de to brændere ad. Efter stop, startes der ca. 10 til 15 mm. bagud. Svejsningen sluttes på udløbspladen, som efter afkøling skæres af. Set fra oven 80 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 5 5

58 Svejsesymboler DS/ISO 2553 (Kort teoriinstruktion, der henvises til den originale DS/ISO 2553) DS/ISO 2553 angiver regler for brug af svejsesymboler på tegninger. Symbolerne består af et grundsymbol, som kan suppleres med: - Et tillægssymbol - Dimensionsangivelse - Supplerende angivelser For at tegningerne ikke skal blive for uoverskuelige, anbefales det at bruge særskilte instruktioner og/eller specifikationer vedrørende tildannelse af kanter før svejsning. Svejseprocedurespecifikationer i stedet for at angive disse oplysninger på tegningerne af de svejste konstruktioner. Hvor der ikke anvendes instruktioner eller svejseprocedurer kan oplysninger vedrørende svejsning og tildannelse, anføres tegningen tæt ved symbolet for den aktuelle svejsesamling. Placering af symboler på svejsninger generelt Selve symbolet er kun en del af hele svejseangivelsen. Se nedenstående figur, der udover symbolet (3) består af: - En henvisningslinie (1) pr. svejsesamling - En dobbelt referencelinie bestående af en egentlig referencelinie (2a fuldstregslinie) og en idetifikationslinie (2b kortstregslinie), der er parallelle. Kortstregslinien kan tegnes enten over eller under fuldstregslinien. Ved symetriske svejsesømme er kortstregslinien ikke nødvendig og bør derfor udelades. - Et vist antal dimensioner og supplerende oplysninger. Supplerende angivelser Det kan være nødvendigt med supplerende angivelser for at specificere andre egenskaber ved svejsesømme som f.eks. Svejsesømme hele vejen rundt som her vist, anvendes et cirkelformet symbol Montagesømme Til angivelse af montagesømme anvendes, som her vist, en fane. Eksempel på supplerende angivelser a. Kantsøm b. Konkav c. Svejses som montagesøm d. Angivelse af svejsemetode Angivelse af svejsemetoden ISO 4063: 1990 indeholder en liste, der angiver numrene på de forskellige svejsmetoder. Nummeret kan så, om ønsket, placeres i en vinkel for enden af referencelinien. Angivelse af svejsemetode, svejseprocedurespecifikationer og henvisninger. Svejseangivelse 5 6 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

59 Svejsepositioner efter AWS og ENstandard V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 5 7

60 Kontrolmetoder Ikke destruktive metoder Hvirvelstrømsprøvning Hvirvelstrømsprøvning kan anvendes på alle elektrisk ledende materialer. Hvivelstrømsprøvning laves ved at sende en elektromagnetisk strøm i prøvestykket ved hjælp af en hvirvelstrømsgenerator, der er forbundet med en testspole. Testspoler findes i forskellige udformninger alt efter opgave. Hvis de elektromagnetiske strøm ringe bliver ændret af en revne, vil det kunne aflæses på registreringsudstyret. Vickers anvendes ofte til hårdhedsmåling af HAZ-zonen i svejsninger. Anvendelsesområder: - Bestemme udbredelse af HAZ-zonen - Konstatere revner - Korrosionsmåling - Undersøgelse af svejsesømmen Hårdhedsmåling Hårdhedsmåling går i princippet ud på at trykke eller slå et legeme ned i prøvestykket og aflæse arealet og dybde af det trykkede mærke med et mikroskop. Blødt materiale, stort areal stort dybde - hårdt materiale, lille areal lille dybde. Legemerne har forskellige navne, som refererer til deres udformning: Brinell - et kuglelegeme, Vickers - en pyramidespids, Rockwell C - en pyramidespids med afrundet spids. Rockwell udføres også med en kugle (Rockwell B) eller som Rockwell N, der udføres som C-princippet, bare med mindre belastninger. På baggrund af undersøgelsesresultater af stål, der er følsomt overfor hydrogenrevner, har man dannet en specificering af materialers maksimale hårdhed. Normalt vil disse maksimumværdier ligge på 325 til 350 HV, hvilket svarer til en trækstyrke på 1040 til 1125 N/mm². Når der er risiko for spændingskorrosion ligger de maksimale hårdheder på 248 eller 250 HV (trækstyrke på 790 til 800 N/mm²). Vickers hårdhedsmåling i tværsnit af en svejsesøm Indtrykkene laves i linie 1-2 mm fra overfladen og ca. i midten. Afstanden mellem indtrykkene er for grundmaterialet 2 mm og for HAZ-zonen 0,5 mm. Anvendelsesområder - Bestemme hårdhed af HAZ-zonen - Undersøgelse af svejsesømmen - Kontrol af grundmaterialer 5 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

61 Kapillarvæske Kapillarvæske anvendes når der er mistanke for revner eller huller. Revnerne skal bryde overfladen før at metoden kan anvendes. Kapillarvæske kan anvendes i alle ikkesugende materialer, der har en rimelig glat overflade. Kapillarvæsken virker bedst når den anvendes i stuetemperatur - dog kan den anvendes ned til 2 C. Kapillarvæske kan anvendes i alle stillinger. Kapillarvæske kan købes i sæt, der indeholder affedtningsvæske, penetrantvæske og fremkaldervæske. Kapillarvæskeunderøgelse er en rimelig simpel undersøgelsesmetode, man skal blot følge fabrikantens anvisninger nøje. Penetrantprøvning kan forlanges udført af eksaminator eller prøvningsinstans som supplement til brudprøve af kantsøm til skolecertificering (DS/EN 287-1). a. Svejsningen renses med affedtningsvæske - væsken kan sprøjtes direkte på svejsningen. Prøveemnet tørres omhyggeligt. b. Penetrantvæske sprøjtes på svejsningen. Følg fabrikantens anvisninger om penetreringstid ca. 20 min. Penetrantvæsken trænger ind i revner og huller. c. Penetrantvæsken, som ligger på overfladen, fjernes med affedtningsvæsken. Affedtningsvæsken må ikke sprøjtes direkte på prøveemnet, da man risikerer at fjerne penetrantvæske fra eventuelle revner og huller. Affedtningsvæsken sprøjtes på en klud, som man anvender til at fjerne penetrantvæsken, der ikke er penetreret. Overfladen skal være tør. d. Fremkaldervæsken sprøjtes på. Den penetrantvæske, der er tilbage i revnen vil blive suget ud i fremkaldervæsken og på den måde forstørre revnen, så den kan konstateres med det blotte øje. Ved omhyggelig udførelse af penetrantprøven kan man konstatere revner ned til 1/2000 mm. Man skal sikre sig at prøveemnet ikke skades af prøvevæsken. Der er nogle nikkelholdige austenitiske rustfrie stål, som kræver speciel prøvevæske. Husk at anvende gummihandsker og sørge for god ventilation eller brug maske ved påføring af prøvevæsken. Vær opmærksom på at væskerne er brandfarlige. Anvendelsesområder - Konstatere revner - Undersøgelse af svejsesømmen V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 5 9

62 Magnetpulverprøvning Magnetpulverprøvning er primært egnet til at finde overfladefejl. Fejl lige under overfladen kan påvises under gunstige forhold. For at kunne anvende magnetpulverprøvning skal prøvestykket være magnetisk. Et jernpulver fordeles udover prøveemnet, pulveret kan være tørpulver eller pulver opslammet i væske. Pulver i væske er finere end tørpulver og kan derfor give et bedre resultat. Når pulveret er sprøjtet på magnetiseres prøveemnet og der vil ske en opslamning af metalpulveret ved en eventuel revne. Magnetpulveret kan købes på spraydåse. Under optimale forhold er magnetpulverprøvning lige så følsom som penetrant. Magnetpulverprøvning kan forlanges udført af eksaminator eller prøvningsinstans som supplement til brudprøve af kantsøm til skolecertificering (DS/EN 287-1). Husk at anvende gummihandsker og sørge for god ventilation eller brug maske ved påføring af magnetvæsken. Anvendelsesområder - Konstatere revner - Undersøgelse af svejsesømmen P-scan P-scan er en ultralydsundersøgelse med dokumentation. Se side 16 om ultralyd. P-scan viser alle de målte data på en dataskærm samtidigt med at måleresultaterne lagres. Resultaterne kan herefter printes ud som dokumentation. P-scanning har endvidere den fordel, at udskriftet viser hvor i en svejsning fejlen ligger. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømmen - Sikkerhedseftersyn af svejste konstruktioner - Godstykkelses- og korrosionsmåling af rørsystemer Magnetisering med en elektromagnet Snit af magnetiseret prøveemne, hvor magnetpulveret opslammes omkring revnen 6 0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

63 Radiografi Radiografisk kontrol er en kontrolmetode, hvor man anvender enten røntgen- eller gammastråler. Strålerne har den egenskab, at de trænger igennem faste stoffer. Strålerne trænger forskelligt igennem forskellige stoffer. Dette fænomen udnytter man ved at ligge en film på den modsatte side af strålen på prøveemnet. De stråler der går igennem prøveemnet rammer så filmen og sværter den. Der hvor prøveemnet er tyndest kommer flere stråler igennem. Filmen bliver lys der hvor svejsningen er, det er det sted hvor godset er tykkest under normale omstændigheder. Inden radiografen skal skyde et billede ligger hun en billedekvalitetsindikator, som skal ligge på strålesiden. Trådende i billedekvalitetsindikatoren har forskellige diametre - en bestemt tråd skal kunne ses for at billedekvaliteten kan godkendes (ISO 1106). Den tråd der skal kunne ses bestemmes af prøveemnets godstykkelse. Identifikationsbogstaver og tal - af bly - for svejseren, lægges også på prøveemnet så tilhørsforholdet for røntgenbillede er dokumenteret. Ud fra de forskellige sværtninger kan en person med den fornødne kendskab se materialeforskellene i prøveemnet. Udfra materialeforskellene vil den sagkyndige kunne fastslå fejltypen. De fleste fejl, som kan opstå i en svejsning, kan detektere ved radiografi. Radiografi er ikke afhængig af et materiales magnetiske- eller elektriske egenskaber. Der er dog geometrisk begrænsninger - man skal kunne komme til fra begge sidder af prøveemnet. Strålekilden skal være på den ene side, filmen på den anden. Man kan godt røntgenfotografere kantsømme, men da afstanden fra svejsningen til filmen vil variere, vil den være svær at bedømme. A: Prøveemne B: Film C: Billedekvalitetsindikator I et røntgenrør kan man gennemstråle stål i godstykkelser op til 50 mm. Med det røntgenudstyr man har i dag er der ingen minimumsgrænse for gennemstråling af stål. I stål kan man se fejl ned til 2 % af den gennemstrålede godstykkelse. I en 3 mm plade vil man kunne se fejl ned til 0,06 mm. For at kunne se røntgenfilmene skal man anvende en betragterlampe. Til bedømmelse af svejsningens geometriske fejltolerancer anvendes i de fleste tilfælde DS/EN ISO 5817:2005. Normalt røntgenrør A: Røntgenrør, B: Prøveemne, C: Kontrolpanel V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 6 1

64 Rør kan også skydes på normalt røntgenrør. Dette vil dog kræve at der skydes to gange, da billedkvaliteten i siderne vil være for ringe. Ellipserøntgenbillede fra normalt røntgenrør A: En plade til at løfte røret, så man får et ellipsebillede 6 2 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

65 Man kan også skyde rør af én gang ved hjælp af CPA-udstyret. A: Er energi kilden, B: Er strålehoved, C: Er kontrolpanelet Stråleudstyret kan hæves og sænkes efter behov. Strålehovedet sender en røntgenstråle hele vejen rundt. Filmen sidder modsat strålesiden rundt om røret. Røntgenfilm fra CPA-udstyret V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 6 3

66 Et mere transportvenligt udstyr til kontrol af rør er isotopudstyr. A: Er en bly beholder med det radioaktiv Ir 192 eller Co 60 strålehoved, B: Er strålehoved, C: Er et tomrør hvori man skubber det radioaktiv isotop ud i strålehovedet og frem til prøveemnet Der findes to typer strålehoveder en til at skyde udefra (A) en til at skyde indefra(b). Når man skyder ude fra er man nødt til at skyde flere gange for at få hele røret med. Isotoperne man anvender er lavet af iridium 192 eller cobolt 60. Ir 192 kan gennemstråle op til 80 mm stål. Co 60 kan gennemstråle op til 150 mm stål. Røntgenkontrol er en af de obligatoriske kontrolmetoder, når det drejer sig om skolecertificering (svejsepas) i stumpsøm plade eller stumpsøm rør. Når radiografi anvendes forlanges der også en bøjeprøvning for svejsemetoderne 131, 135 og 311 (DS/EN 287-1). Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømmen - Sikkerhedseftersyn af svejste konstruktioner - Korrosionsmåling af rørsystemer 6 4 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

67 Ultralyd Ultralydsprøvning er, som navnet antyder, en prøvningsmetode, hvor man anvender et højfrekvent lyd. Ultralyd kan sammenlignes med et ekkolod på en fiskekutter. På skærmbilledet herunder kan ses de forskellige ekkoer A er start impuls, B er fejlekko, C er bundekko. Bundekkoet anvendes til at bestemme godstykkelsen på prøveemnet. Man sender et kort og højfrekvent signal i sit prøveemne. Hvis signalet rammer noget på sin vej vender det hurtigere tilbage end de andre signaler. Det signal der vender hurtigt tilbage kalder man for et fejlekko. En ulempe ved ultralyd er at der normalt ingen dokumentation er for kontrollen (se endvidere under P-scan). A B C A: Prøvehoved B: Skærm C: Ultralydsapparat Der findes mange forskellige apparater - fra små batteridrevne til store stationære. Som tilbehør findes et utal af forskellige prøvehoveder, som er udformet efter opgaven. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømme - Sikkerhedseftersyn af svejste konstruktioner - Korrosionsmåling af rørsystemer - Undersøgelse for lagdeling Vinkelprøvehoved til kontrol af svejsesøm Det er nødvendigt at prøveemnet har en jævn overflade at scanne på, derfor anvender man et vinkelhoved til kontrol af svejsesømme. Ved skolecertificering stumpsøm i plade eller rør kan den obligatoriske radiografi erstattes af ultralydsprøvning på ferritiske stål med en tykkelse 12 mm (DS/EN 287-1). Ultralyd er kun egnet til ferritiske stål. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 6 5

68 Visuel inspektion Visuel kontrol af svejsninger er den billigste og mest anvendte kontrolmetode. Det er også en af de bedste metoder, hvis man besidder den nødvendige erfaring og viden. Visuel kontrol anvendes som kontrol af en nyudført svejsning for at se, om den efterlever de beskrevne krav eller som inspektion af svejsesømme, der er i drift. Visuel inspektion er obligatorisk kontrolmetode i henhold til DS/EN 287-1, godkendelsesprøvning af svejsere til skolecertifikat (svejsepas). ISO 5817 anvendes til visuel kontrol af svejse-sømme i henhold til DS/EN ISO 5817 er identisk med DS/EN Prøven skal accepteres visuelt før yderligere prøvning. Ved visuel kontrol af svejsesømme kan man ofte fra udseendet få mistanke til indvendige fejl. Udfra denne mistanke kan man så vælge den mest egnede kontrol metode for at afsløre fejltypen. Ved inspektion af svejsesømme, der er i drift bør man fortage det første eftersyn uden afrensning. Det er ofte lettere at se en revne før en afrensning af svejsesømmet. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømmen - Sikkerhedseftersyn af svejste konstruktioner 6 6 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

69 Destruktive kontrolmetoder Brudprøvning Brudprøvning anvendes til at kontrollere en kant- og stumpsømssvejsnings indtrængning i grundmaterialet. Det er et krav til prøvning ved skolecertifikat, i henhold til DS/EN 287-1, at brudprøvning til kantsøm bør suppleres med magnetpulverprøvning/penetrant, når dette forlanges af eksaminator eller prøvningsinstans. Brudprøvning kan erstattes af 4 makroslib. Ved stumpsømme kan der vælges mellem radiografi eller brudprøvning. Ved valg af brudprøvning er bøjeprøvning obligatorisk. Bøjeprøven bliver, når det drejer sig om certificering, bedømt efter DS/EN ISO 5817:2005. Hvis der kommer en revne, må denne ikke være længere end 3 mm, for at bestå certifikatprøven. 10 mm t > 12 mm D = 40 mm Brudprøvning går ud på at belaste svejsningen til brud. For at der skal ske brud kan det være nødvendigt at svejsningen forsynes med en kærv. Forberedelse og brudprøvning af prøvestykker foregår efter DS/EN Brudprøven, når det drejer sig om certificering, bliver bedømt efter DS/EN ISO 5817:2005. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømme. X D = 4 x t t > 3 mm Bøjeprøvning Bøjeprøvning anvendes primært til at kontrollere en stumpsømssvejsnings indtrængning i grundmaterialet samt til kontrol af at grundmaterialet ikke er ødelagt af en for stort varmeinput. Det er et krav til prøvning ved skolecertifikat, i henhold til DS/EN 287-1, at når radiografi anvendes som kontrolmetode, skal der også laves en bøjeprøve ved svejseprocesserne 131, 135 og 311 (MIG-, MAG- og gassvejsning). Det er processer med en relativ stor varmeinput. X = bredde på bøjestang X = 20 mm for plade For rør D < 50 mm X = t + 0,1 x D. Min 8 mm. For rør D > 50 mm X = t + 0,05 x D. Min 8 mm. Max 40 mm. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømme. Der er standarder, som omhandler henholdsvis tværsidebøjeprøvning og tværbøjeprøvning af rod og overflade. DS/ISO er internationale standarder, der er godkendte som dansk standard. Der er ikke en EN standard klar endnu - man anvender DS/ISO 5177 og DS/ISO Sidebøjeprøvning anvendes til godstykkelser større end 12 mm og tværbøjeprøvning til godstykkelser større end 3 mm. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 6 7

70 Makroslib Makroslib laves ved at et snit af en svejsning poleres op til korn Herefter ætses snittet med nital (3 % saltpetersyre, 97% sprit) (ISO 4969). Efter en tid kan man tydeligt se svejsningens indtrængning i grundmaterialet og de forskellige svejsestrenge. Slagsejhedsprøvning Slagsejhedsprøvning er en metode, som anvendes for at fastslå om et materiale er skørt eller sejt samt at undersøge disse egenskaber ved forskellige temperaturer. Til at udføre slagsejhedsprøvning anvender man en slagprøvningsmaskine. Til makroslib i rustfast stål anvender man kongevand (1/3 salpetersyre 2/3 saltsyre). Man kan også makroslibe sit snit, således at man kan se kornene i stålet. Til at makroslibe har man en spray med fine diamantkorn, som man sprøjter på et klæde. Makroslib er en obligatorisk prøvningsmetode ved skolecertificering i kantsømme. De 4 obligatoriske makroslib (uden polering) kan erstatte brudprøvningen. Anvendelsesområder - Kontrol af svejsesømme. A: Kaldes for hammeren B: Skala til aflæsning af brugt energi C: Slæbeviser som hammerakslen slæber med sig i sit sving D: Prøvestykke 1. Hammeren slippes fra parkeret stilling ved at udløse en spærrepal. 2. Hammeren rammer prøvestykket med en hastighed på 5 m/sek. 3. Samtidig slæbes slæbeviseren med. 4. Den brugte energi kan aflæses ved slæbeviserens spids, den slæbes ikke med tilbage. 6 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

71 Alle prøveemner er kvadratiske, men kan have forskellige kærve. Den mest anvendte her hjemme er charpy V (KV). Prøvestykket er 1,0 x 1,0 cm, kærven er 0,2 mm dyb. Arealet af prøvestangen ved kærven er derfor 0,8 x 1,0 = 0,8 cm². Slagsejheden er Joule / cm² Joule divideret med areal. De fleste slagsejhedsmaskiner er i dag fremstillet så man direkte kan aflæse slagsejheden. Hvis prøvestangen ikke var der, ville hammeren slæbe viseren op til nul. Slagsejheden måles med tre prøver pr. temperatur, da der er en del spredning på resultaterne. Eksempel 3 gange ved 20 C 1. gang 80 joule 2. gang 76 joule 3. gang 94 joule 250 divideret med 3 = 83 joule ved 20 C Eksempel 3 gange ved 0 C 1. gang 40 joule 2. gang 45 joule 3. gang 35 joule 120 divideret med 3 = 40 joule ved 0 C Eksempel 3 gange ved -20 C 1. gang 19 joule 2. gang 15 joule 3. gang 20 joule 54 divideret med 3 = 18 joule ved -20 C Når prøvestangen har den rette temperatur, skal den være slået over i løbet af 5 sekunder. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 6 9

72 Resultaterne sættes i et koordinatsystem. Arbejde i J J Temp. Omslagtemperatur er det korte temperaturinterval, hvor stålet går fra sejt- til sprødbrud. Omslagstemperaturen er afhængig af stålkvaliteten og er udelukkende temperaturafhængig. Omslagstemperaturen aflæses ved 27 J. Når temperaturen er over -10 C kaldes det et sejtbrud, se diagram. Når den aflæste temperatur er under -10 C kaldes det et sprødbrud. Omslagtemperaturen for stålet i diagrammet er ca. 6 C - stålet har et sejtbrud. Anvendelsesområder - Kvalitetsklassificering af stål. Stål med en god slagsejhed ved lave temperaturer betegnes efter EN 10027/ DS/EN QS quality steel (kvalitetsstål). Stål med dårligere slagsejhed betegnes BS base steel (grundstål). - Kvalitetsklassificering af tilsatsmaterialer. - Der laves prøver i svejsninger for at bedømme evnen til at modstå temperatursvingninger. 7 0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

73 Trækprøvning Styrkeegenskaber i stål findes ved trækprøvning. En prøvestang opspændes i en trækprøvemaskine og belastes til brud. Under belastningen optegnes et diagram, som viser trækkraft og forlængelse (et trækdiagram). Trækprøvning er en af de vigtigste destruktive prøvningsmetoder for stål. Trækprøvemaskinen består af en hydraulisk del med en stempelstang, der trækker i prøvestangen og en registreringsdel med en skrivestift, der tegner trækprøvediagrammet. Hvis vi anvender en prøvestang med en do på 10 mm, vil en A5 være 50 mm lang og en A10 vil være 100 mm lang. Prøvestangens mærkede længde før træk kaldes Lo. Prøvestangen mærkes for at man kan måle brudforlængelsen. Dette gælder kun for materialeprøvning. Ved prøvning af svejsninger er det kun trækstyrken man måler. Stålet skal holde den klassificerede styrke efter at det er svejst. Den klassificerede styrke er den styrke konstruktionen er beregnet efter. Derfor er det vigtigt, at styrken er den samme efter svejsningen for at konstruktionen skal kunne holde. Trækprøvestænger kan være cylindriske, mest anvendt, eller firkantet Snit af prøvestang d = 10 til 30 mm A B d o er diameter på prøvestangen inden træk. Formler til beregninger af to forskellige prøvestangslængder: A5 = 5 x d o A10 = 10 x d o V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7 1

74 Prøvestang A L o A L o Inden for trækprøvning bruges nogle symboler: F mt = F eh = F el = Brudstyrke i Newton Øvre flydespænding i Newton Nedre flydespænding i Newton. R 02 = Øvre flydespænding i Newton/mm 2 anvendes til stål, hvor materialet intet flydeområde har. d u = L u = S u = Z = Diameter efter træk. Længde efter træk Areal efter træk Kontraktionen R mt = Brudstyrke i Newton/mm 2 R eh = Øvre flydespænding i Newton/mm 2 R el = Nedre flydespænding i Newton/mm 2 d o = Diameter inden træk L o = Længde inden træk S o = Areal inden træk Inden man trækker kender man d o, L o og S o 7 2 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

75 KN Fmt KN 0 Forlængelse i % Efter flydespændingen begynder stangen at deformationshærde - trækket stiger. Styrkevæksten/mm² er større end arealformindskelsen materialet bliver hårdere. Ved Fmt er der balance mellem styrkevækst/mm² og arealformindskelse. F mt kalder man for brudstyrken. 0 Forlængelse i % KN Maskinen er i gang med at trække i prøvestangen. Skrivestiften starter i 0 og aftegner forlængelsen i % og trækket i Kg Newton (N/ 1000). Den aftegnede forlængelse og belastning i diagrammet herover, er prøvestangens elastiske område. Slippes belastningen vil prøvestangen ryge tilbage til sin oprindelige form. Stangen har ikke fået en blivende formforandring. 0 Forlængelse i % KN Feh Fel Efter F mt vil der ikke længere være balance, arealformindskelse vil accelerere - styrkeforholdet mm²/kraft stiger. Prøvningsudstyret tager ikke hensyn til arealformindskelse, derfor aftegnes kurven faldende. Det sted på stangen, som er tilfældigt vil få størst deformation. 0 Forlængelse i % Efter punktet F el får stangen en blivende formforandring. Stangen giver efter for belastningen, materialet flyder. F eh øvre flydespænding måles ved den første spids i flyde området. F el nedre flydespænding er den laveste spænding inden for flydeområdet bortset fra den første nedadgående spids. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7 3

76 Der vil nu komme en kraftig indsnøring i prøvestangen, som vil resultere i at den brydes og skrivestiften stopper med at tegne. KN 35,7 Fmt KN 23,578 Feh Fel 0 Forlængelse i % 0 Forlængelse i % Sammentrækningen Aflastes stangen efter F el vil sammen trækningen følge en linie, der er parallel med 0 til F el linien. R mt = F S mt o 35,7 2 = ÿ1000 = 454,777 N/mm 78,5 (tallene er eksempel tal fra ovenstående diagram). De x 1000 er for at lave KN om til N. R mt = 454,777 N/mm 2. DS/ISO kg = 9,82 N 45,000 R mt = 454,777 = 2 46,311 kg/mm 9,82 Hvis stålet er homogent sker bruddet i en vinkel på 45. R mt = 46 kg/mm 2 DIN R eh = F S eh o 23,578 = ÿ1000 = 300,357 78,5 R eh = 300,357 N/mm 2 EN N/mm 2 For at beregne brudstyrken eller øvre flydespænding i N/mm² skal vi bruge arealet af prøvestangen. - Stål efter DS/ISO 630 klassificeret efter brudstyrke i N/mm² (R mt ). - Stål efter DIN klassificeret efter brudstyrken i kp/mm² (R mt ). - Stål efter EN klassificeret efter øvre flydespænding i N/mm² (R eh ). Dette gælder for alle konstruktionsstål. Alle konstruktionsstål har en stor afstand fra flydning til brud. Man kan i diagrammet øverst på næste side se, at tenderstål er hårdt og rustfri stål er sejt. Fælles for begge stål er, at de intet flydeområde har. Derfor definerer man øvre flydegrænse, som man kalder for R V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

77 Konstruktionsstål Rent praktisk sættes et måleur på prøvestangen. Prøvestangen belastes - og når den har fået en blivende formforandring på 0,1 mm ved en A5 eller 0,2 mm ved en A10 prøvestang, aflæses værdien vandret på diagrammet og der har man Rel for et materiale uden flydeområde. KN Tenderstål Rustfri stål KN Belastningen for 0,2 % forlængelsen R02 0 Forlængelse i % 0 0,2 % af Lo R 02 = 0,2 % blivende forlængelse. 0 0,1 Brudforlængelse angives i procent. Brudforlængelsen finder man ved at trække længde efter træk fra længde før træk og det er L u - L o. Man anvender brudforlængelsen til at bedømme sejheden. Større tal større sejhed. Kontraktionen eller sammentrækningen beregnes også i procent mm 10 mm Lo 0,1 du do ,1 0,2 % af Lo R 02 for en A5 prøvestang er 50 x 0,2 = 0,1 mm 100 R 02 for en A10 prøvestang er 100 x 0,2 = 0,2 mm 100 Anvendelsesområder - Styrkeklassificering af stål. - Styrkeklassificering af tilsatsmaterialer - Kontrollere om en svejsning har samme styrke som grundmaterialet. Der er intet, der er tilfældigt - det er ikke bare at svejse to stykker jern sammen. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7 5

79 Opgaver til TIG-svejsning i middelsvær kobberplade Opgaver til TIG-svejsning Lysbuesvejsning metode TIG-svejseudstyret består hovedsageligt af: 5. Man kan anvende to former for styring af tændingen! A. Hvad kaldes disse? B. Hvilken forskel er der på disse metoder? 2. Forklar princippet for TIG-svejsning: 6. Hvilken beskyttelsesgas bruges hovedsageligt til TIG-svejsning? 3. Hvilken type TIG-svejsemaskiner anvendes? 7. Hvilken farve har en Argonflaske? 8. Hvorledes reguleres beskyttelsesgasmængden? 4. Hvad står bogstaverne TIG for ved anvendelse af metode 141? V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7 7

80 Opgaver til TIG-svejsning i middelsvær kobberplade 9. Hvilken mærkefarve har en ren wolframelektrode? 15. Hvornår og til hvad anvendes standarden DS/EN ISO 5817:2005? 10. Hvilken mærkefarve har en wolframelektrode med lathandioxyd? 16. Et svejseglas benævnt DIN 11. Er det et lyst eller mørkt glas? 11. Hvad er wolframs smeltepunkt? 17. Når svejsekabler benævnes som sekundærkabler. 12. Hvordan slibes wolframelektroden til TIGsvejsning af almindeligt samt rustfast stål? Er det så kabler til nettilslutningen, eller er det kabler til svejsehåndtag og jordforbindelse? 13. Tænker man på jævnstrøm eller vekselstrøm når man siger DC? 14. Med hvilken polaritet på svejsehåndtaget svejses rustfast stål? 7 8 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

81 Opgaver til TIG-svejsning i middelsvær kobberplade TIG-svejsning i kobberplade Kantsøm i 2 mm plade Stumpsøm i 2 mm plade Svejseposition PB. - Der tæthæftes på en side, svejses på den andenside. - Det færdige emne skal ikke efterbehandles. - Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau C efter gældende standard. Hjørnesøm i 2 mm plade Svejseposition PA og PC. - Det færdige emne skal ikke efterbehandles. - Der svejses med fuld gennemsvejsning fra en side - Der skal anvendes ind- og udløbsplader. - Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau C efter gældende standard. Evaluering Den færdigsvejste opgave evalueres sammen med underviseren. - Svejseposition PA - Det færdige emne skal ikke efterbehandles. - Svejsningen skal overholde kvalitetsniveau C efter gældende standard. V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B 7 9

82 Opgaver til TIG-svejsning i middelsvær kobberplade 8 0 V V S - U D D A N N E L S E N S H O V E D F O R L Ø B

Vis mere