Materialer i svejsning: sort stål, rustfrit og aluminium

En svejsning er aldrig kun et spørgsmål om metode og indstilling — den er lige så meget et spørgsmål om, hvilket materiale der ligger på bordet. Sort stål, rustfrit stål og aluminium opfører sig meget forskelligt, når de opvarmes, og en teknik der giver en flot søm på det ene materiale, kan give en fejlbehæftet søm eller en direkte svag konstruktion på et andet.

§Sort stål: det robuste grundmateriale

Ulegeret og lavtlegeret stål — ofte kaldet 'sort stål' i daglig tale — er det mest udbredte materiale i konstruktionsarbejde. Det er forholdsvis tilgivende at svejse, fordi det ikke danner en beskyttende oxidfilm, der skal brydes igennem, og fordi de fleste almindelige svejsemetoder er udviklet netop til dette materiale. Ved tykkere gods eller højere legeringsindhold kan der dog opstå risiko for hærdning og revnedannelse i den varmepåvirkede zone, og her bliver forvarmning og en kontrolleret afkølingshastighed vigtige greb for at holde materialet sejt og undgå sprøde, revnede samlinger.

§Rustfrit stål: kromoxidfilmen skal beskyttes, ikke ødelægges

Rustfrit ståls korrosionsbestandighed hviler på en usynlig, selvreparerende overfladefilm af kromoxid. Filmen dannes automatisk, når krom i stålet reagerer med luftens ilt, og den er grunden til, at materialet ikke ruster som almindeligt stål. Problemet opstår, når svejsevarmen kommer i spil: opvarmes stålet tæt på smeltepunktet, brænder krom af overfladen, og den beskyttende film svækkes lokalt.

Løsningen er dels at begrænse varmetilførslen og køletiden, dels at vælge tilsatsmateriale med lavt kulstofindhold eller stabiliseret med niob, som er mindre tilbøjeligt til at danne de skadelige karbider. Desuden bør fugefladerne holdes rene og fri for jernforurening fra almindeligt stål, da selv små jernpartikler kan starte korrosion på den ellers rustfrie overflade.

§Aluminium: den sejlivede oxidhinde

Aluminium byder på sin egen udfordring: metallet danner øjeblikkeligt en oxidhinde i luften, og den hinde har et smeltepunkt på omkring 2.060 °C — næsten tre gange højere end selve aluminiummets smeltepunkt på omkring 660 °C. Uden at fjerne oxidhinden kan svejsetråden eller elektroden ikke smelte sammen med grundmaterialet, og resultatet bliver bindingsfejl.

Ved TIG-svejsning løses det ved at bruge vekselstrøm (AC) i stedet for jævnstrøm: strømmens skiftende retning renser oxidhinden væk under svejsningen, så et rent smeltebad kan dannes. Aluminium leder desuden varmen meget bedre end stål, hvilket betyder, at der skal tilføres mere effekt for at holde smeltebadet flydende — men til gengæld spredes varmen også hurtigt til resten af emnet, hvilket øger risikoen for forbrænding og deformation på tyndere gods.

• 01Sort stål: pas på hærdning og revner ved tykkere gods eller høj legering — forvarm om nødvendigt
• 02Rustfrit stål: begræns varmetilførslen, brug lavkulstof- eller niob-stabiliseret tilsat og hold fugefladerne fri for jernforurening
• 03Aluminium: fjern oxidhinden mekanisk eller med AC-TIG, og kompensér for materialets høje varmeledningsevne
• 04Bland aldrig slibeskiver eller børster mellem materialetyper — det overfører forurening fra det ene materiale til det andet

§Materialet bestemmer valget, ikke omvendt

Den dygtige svejser starter altid med at identificere materialet og dets egenskaber, før metode, tilsatsmateriale og parametre vælges. At kende de tre grundmaterialers svage punkter — hærdning i sort stål, sensibilisering i rustfrit og oxidhinden i aluminium — er forskellen på en søm, der ser pæn ud i dag, og en søm der holder i årtier.