07.12.2010
Svetsprocedurbeskrivning
WPS
Svetsdatablad för svetsaren att
följa för att förhoppningsvis få en
svets som uppfyller ställda krav
Preliminär
svetsprocedurbeskrivning
pWPS
• En pWPS är ett preliminärt svetsdatablad
som ligger till grund för att kvalificera en WPS
• Ett svetsprov (procedurprov) utföres med
pWPS-en som grund. Detta svetsprov
genomgår provning som redovisas i en
WPQR
1
07.12.2010
WPQR
• Svetsprovet (procedurprov) som utförts
enligt en WPS genomgår oförstörande
provning och mekanisk provning
• SS-EN ISO 15614 är en standard för
svetsprocedurkvalificering
• Tidigare fanns SS-EN 288-3 och i vissa
fall är denna tillämplig fortfarande
(Tryckkärl)
SS-EN ISO 15609-1:2004
SS-EN ISO 15609-2:2002
• ISO 15609-1:2004 Specifikation för och
kvalificering av svetsprocedurer för svetsning
av metalliska material - Svetsdatablad (WPS) –
Del 1 Bågsvetsning
• ISO 15609-2:2002 Specifikation för och
kvalificering av svetsprocedurer för svetsning
av metalliska material - Svetsdatablad (WPS) –
Del 1 Gassvetsning
2
07.12.2010
SS-EN ISO 15610:2003
Specifikation för och kvalificering av
svetsprocedurer för metalliska material –
Kvalificering baserade på provade
tillsatsmaterial för svetsning
Grundmaterial: 1.1, 8.1, 21, 22.1, 22.2
Tjocklek: ≥ 3 mm ≤ 40 mm
a-mått kälsvetsar: a ≥ 3 mm
Rördiameter: D > 25 mm
SS-EN ISO 15611:2004
Specifikation för och kvalificering av
svetsprocedurer för metalliska material –
Kvalificering med hänsyn till tidigare erfarenhet
Huvudpunkterna är:
- pWPS enligt tillämpliga delar av EN ISO 15609
- Dokumentation av tidigare erfarenhet av
svetsning
3
07.12.2010
SS-EN ISO 15612:2004
Specifikation för och kvalificering av
svetsprocedurer för metalliska material –
Kvalificering genom införande av en
standardsvetsprocedur
- Utföres av granskare eller granskande organ
Materialgrupper 1, 8, 11, 21, 22.1, 22.2,
31 t.o.m 38, 41 t.o.m 47
SS-EN ISO 15613:2004
Specifikation för och kvalificering av
svetsprocedurer för metalliska material –
Kvalificering genom utfallsprovning
- Utföres av granskare eller granskande organ
- Svetsningen utföres enligt de produktionsbetingelser som föreligger
- Provningen sker såvitt möjligt enligt
EN ISO 15614
4
07.12.2010
EN ISO
15614
Svetsprocedur
kvalificering
Giltighetsområde tjocklek
stumsvetsar
5
07.12.2010
Giltighetsområde tjocklek
kälsvetsar
Svetskommissionens
WPS-datablad
6
07.12.2010
WPSblankett
Svetskommissionens
WPQR-protokoll
för
svetsprocedur
7
07.12.2010
Svetskommissionens
protokoll för
övervakning av
svetsarprövning
SS-EN ISO 4063
• Ritningsregler – Sifferbeteckningar för svets
och lödmetoder
• Omfattar huvudgrupper för svets och
lödmetoder (en siffra)
• Grupper (två siffror)
• Undergrupper (tre siffror) Varje metod har
maximalt tre siffror
• Hjälp vid datorisering, ritning, specificering mm.
8
07.12.2010
9
07.12.2010
Nya sifferbeteckningar för MAG –
svetsning med rörelektrod
• Tidigare 136 har delats upp på:
• 136 MAG – svetsning med slaggande
rörelektrod
• 138 MAG – svetsning med metallpulverfylld
rörelektrod
10
07.12.2010
11
07.12.2010
12
07.12.2010
13
07.12.2010
14
07.12.2010
Olika typer av ljusbågar
Kortbåge
Blandbåge
Spraybåge
Kortpulsning
(D) Dip transfer
(G) Globular transfer
(S) Spray transfer
(P) Pulsed transfer
Kortbåge (D)
•
•
•
•
•
Relativt låg spänning och ström
Låg värmetillförsel
Bra vid svetsning av tunna material
Bra vid lägessvetsning
Kan ge sprut
15
07.12.2010
Blandbåge (G)
• Något högre spänning och ström än
kortbåge
• Blandning mellan kortslutande och icke
kortslutande droppar
• Instabil ljusbåge som ger mycket
svetssprut och rök
• Området bör undvikas
Spraybåge (S)
• Hög ström och spänning ger finfördelade
droppar som inte kortsluter bågen
• Stabil ljusbåge utan fastsittande sprut
• Hög produktivitet
• Hög värmetillförsel
• Bäst i horisontalläge
16
07.12.2010
Kortpulsning (P)
• Kombinerar kortbågens fördelar med
spraybågens
• Stabil ljusbåge
• Måttlig värmetillförsel
• Möjliggör lägessvetsning
• Möjliggör svetsning i tunt material
17
07.12.2010
Pulsparametrar
•
•
•
•
•
Maximal ström under pulsen
Minimal ström
Tid för maximal ström
Tid för minimal ström
Moderna strömkällor har synergisk
kortpulssvetsning varvid strömkällan
beräknar pulsparametrarna automatiskt
beroende på förinställda data
Fördelar med pulssvetsning
• Kontrollerad och sprutfri process
• Sprayområdet utvidgas till läge svetsdata
• Svetsning av rostfritt och aluminium
gynnas av detta
• Pulssvetsning i tunt material och
lägessvetsning ger bättre resultat
18
07.12.2010
Nackdelar med pulssvetsning
• Generellt lägre produktionshastighet
• Större värmetillförsel jämfört med kortbåge
medför lägre användbar
trådmatningshastighet
• Begränsar valet av skyddsgaser. Halten
av CO2 får inte vara för hög
• Blandgasen 80/20 är ett gränsfall
Skyddsgaser SS-EN ISO 14175
Grupp I
I = står för inerta gaser såsom argon (Ar) och
helium (He) och blandningar mellan dessa gaser
(reagerar inte med svetssmältan)
Undergrupp 1 är 100% argon
Undergrupp 2 är 100% helium
Undergrupp 3 har ett heliuminnehåll på 0,5 till 95%
och resten argon
Används vid MIG- och TIG-svetsning
131, 137, 141, 151
19
07.12.2010
Grupp M1
• Innehåller koldioxid (CO2), väte (H) och syre (O
oxygen) i små halter (aktiva gaser) eller blandningar
tillsammans med argon
• Undergrupp 1 = koldioxid 0,5 till 5% och väte 0,5 till
5% och resten argon
• Undergrupp 2 = koldioxid 0,5 till 5% och resten argon
• Undergrupp 3 = syre 0,5 till 3% och resten argon
• Undergrupp 4 = koldioxid 0,5 till 5% och syre 0,5 till
3% och resten argon
Används vid metoderna 135, 136 och 138
Grupp M2
• Innehåller koldioxid (CO2), och syre (O oxygen) eller
blandningar (aktiva gaser) tillsammans med argon (Ar)
• Undergrupp 0 = koldioxid 5 till 15% och resten argon
• Undergrupp 1 = koldioxid 15 till 25% och resten argon
• Undergrupp 2 = syre 3 till 10% och resten argon
• Undergrupp 3 = koldioxid 0,5 till 5%, syre 0,5 till 3%
och resten argon
• Undergrupp 4 = koldioxid 5 till 15% och syre 0,5 till 3%
och resten argon
Används vid metoderna 135, 136 och 138
20
07.12.2010
Grupp M2 fortsättning
• Undergrupp 5 = koldioxid 5 till 15% och syre
3 till 10% och resten argon
• Undergrupp 6 = koldioxid 15 till 25% och syre
0,5 till 3% och resten argon
• Undergrupp 7 = koldioxid 15 till 25% och syre
3 till 10% och resten argon
Används vid metoderna 135, 136 och 138
Grupp M3
Innehåller koldioxid (CO2), och syre (O oxygen) eller
blandningar (aktiva gaser) tillsammans med argon (Ar)
• Undergrupp 1 = koldioxid 25 till 50% och resten argon
• Undergrupp 2 = syre 10 till 15% och resten argon
• Undergrupp 3 = koldioxid 25 till 50% och syre 2 till
10% och resten argon
• Undergrupp 4 = koldioxid 5 till 25% och syre
10 till 15% och resten argon
• Undergrupp 5 = koldioxid 25 till 50% och syre
10 till 15% och resten argon
Används vid metoderna 135, 136 och 138
21
07.12.2010
Grupp C
Innehåller koldioxid (CO2), och blandningar
med syre (O oxygen)
Undergrupp 1 = 100% koldioxid
Undergrupp 2 = 0,5 till 30% syre och resten
koldioxid
Används vid metoderna 135, 136 och 138
Grupp R
• Innehåller argon (Ar) med inblandning av
väte (H) reducerande
• Undergrupp 1 = 0,5 till 15% väte och
resten argon
• Undergrupp 2 = 15 till 50% väte och resten
argon
22
07.12.2010
Grupp N
• Innehåller argon (Ar), kväve (N) eller väte (H)
eller blandningar mellan dessa gaser
• Undergrupp 1 = 100% kväve
• Undergrupp 2 = 0,5 till 5% kväve och resten
argon
• Undergrupp 3 = 5 till 50% kväve och resten
argon
• Undergrupp 4 = 0,5 till 10% väte och 0,5 till 5%
kväve och resten argon
• Undergrupp 5 = 0,5 till 50% väte och resten
kväve
Grupp O
• Undergrupp 1 = 100% syre (O)
23
07.12.2010
Grupp Z
• Gasblandningar som innehåller gaser som inte
finns med i standardens lista eller blandningar
som går utanför de listade områden i
standarden.
• Exempelvis MISON från AGA Gas. (0,03%NO)
• Detta innebär att det inte går att byta ut en
MISON-gas mot snarlik gas från en annan
leverantör utan att behöva kvalificera
svetsproceduren på nytt med den nya
leverantörens gas.
Skyddsgasflöde
• En lätt gas kräver större gasflöde
• Helium eller heliumbaserade kräver 2-3
gånger större flöde
• Omgivande luftströmmning kan försämra
gasskyddet
• Avskärmning kan hjälpa
• En gaslins kan minska behovet av gasflöde
till hälften
24
07.12.2010
Skyddsgasflöde forts
• Gasförbrukning vid kortbågsvetsning är
6-10 liter per minut
• Gasförbrukningen vid spraybågssvetsning
är 12-20 liter per minut
• Ju högre svetsströmmen är, desto högre
gasflöde krävs
Rotgas
• Rostfria stål kräver rotgas om oxidering
skall undvikas och för korrosionsmotstånd
• Titan kräver rotgas om försprödning och
oxidering skall undvikas
• Aluminiumlegeringar, kopparlegeringar
och nickelbaslegeringar kräver rotgas
25
07.12.2010
Olika rotgaser
• Ren argon (Ar) används mest
• Formiergas (90% N2 + 10% H2) är billigare
än argon
• Vissa stål kan vara känsliga mot
formiergas
• Formiergas används till austenitiska
rostfria stål
Antal volymbyten
• Mellan 5 till 10 volymbyten behövs för att
ge tillräckligt bra rotgasskydd
• Små fyllningsvolymer kräver fler byten än
stora
• Det går genom anordningar begränsa
fyllningsvolymen
26
07.12.2010
Svetslägen svetsarprövning
• Giltighet för EN 287-1:2004
• EN ISO 9606-2:2005
Svetsläge Kälsvets (FW) plåt (P)
27
07.12.2010
Svetsläge Stumsvets (BW) plåt (P)
Svetsläge Kälsvets (FW) rör (T)
28
07.12.2010
Svetsläge Stumsvets (BW) rör (T)
Fogberedning olika metoder
och rengöring
Fogberedningsmetoder
Rengöring
Avfettning
Jiggar, fixturer och häftsvetsning
29
07.12.2010
Olika fogberedningsmetoder
Mekaniska metoder
• Klippning
• Slipning
• Maskinbearbetning
Termiska metoder
• Gasskärning
• Plasmaskärning
• Laserskärning
Termisk skärning
• Klassificering av termiskt skurna ytor –
Kvalitetsnivåer för formavvikelser och
toleranser
• Se standarden SS-EN ISO 9013
30
07.12.2010
Rengöring
• Efter termisk skärning utföres oftast en slipning
av den skurna ytan för att avlägsna eventuell
oxid och för att jämna till den skurna ytan
• Aluminium behöver rengöras omedelbart innan
svetsning gärna med en så kallad pansarfil.
Slipning kan ge rester av slipskivan, vilket kan
påverka svetsresultatet
Rengöring, avfettning
• Olja och fett kan tas bort med lösningsmedel
typ aceton eller lacknafta.
• Dessa lösningsmedel kan dock ge en hinna
som kan påverka svetsresultatet.
• Kvarvarande ej avdunstat lösningsmedel kan
vid svetsning bilda giftiga gaser
31
07.12.2010
Rotstöd
Fast rotstöd i form av en materialstrimla
som sitter kvar efter svetsning
Löst rotstöd oftast i form av keramiskt
material som tas bort efter svetsning
Gasstöd i roten, gas enligt ISO 14175
Ange material och dimensioner
Fast rotstöd
• Oftast av samma material som ingår i
förbandet
• Kan ge anvisningar som påverkar
utmattningsegenskaperna
• Kan ge korrosionsproblem eftersom det
bildas en spalt, vilket gör att målning inte
går att genomföra fullt ut
• Ökar vikten på konstruktionen
32
07.12.2010
Keramiska rotstöd fördelar
• Högre strömstyrka kan användas och därmed
högre produktivitet
• Hög kvalitet med bra anflytning och inträngning
i rotsträngar
• Användbar i svetslägen PA, PC och PF
• Mejsling, slipning och svetsning av baksträng
behövs inte
• Enklare fogberedning och större toleranser i
rotöppning
• Underlättar för svetsaren
Keramiska rotstöd nackdelar
• Kostnaden för svetsningen ökar
• Kan ge sprickor vid hög värmetillförsel
speciellt vid rotsträngar med rutila
rörtrådar
33
07.12.2010
Fogtyper och ensidigrespektive tvåsidig- svetsning
Fogtyper för olika metoder visas i
standardserien
ISO 9692
Fogtyper för metoderna
•
•
•
•
•
•
•
3
111
13
141
5
Se SS-EN ISO 9692-1:2004
Svetsning och besläktade förfarandenRekommendationer för svetsfogar – del 1:
Manuell metallbågsvetsning,
gasmetallbågsvetsning gassvetsning, TIGsvetsning och strålsvetsning av stål
34
07.12.2010
Fogtyper för metoden
• 12
• Se SS-EN ISO 9692-2:1998
• Svetsning och besläktade förfarandensvetsfogar – del 2: Pulverbågsvetsning av
stål
Fogtyper för metoderna
•
•
•
•
131
141
Se SS-EN ISO 9692-3:2000
Svetsning och besläktade förfarandenRekommendationer för fogutformning –
del 3:
MIG- och TIG-svetsning av aluminium och
dess legeringar
35
07.12.2010
Fogtyper för Kompoundplåt
• Se SS-EN ISO 9692-4:2004
• Svetsning och besläktade förfarandenRekommendationer för svetsfogar– del 4:
Kompoundplåt
Ensidig och tvåsidig svetsning
• Ensidig svetsning utföres från en sida
antingen utan eller mot någon form av
rotstöd typ materialstrimla eller keramiskt
rotstöd
• Tvåsidig svetsning utföres från båda
sidor oftast med en föregående
rotrensning innan rotsvetsen utföres.
36
07.12.2010
Rotrensning
• Utföres för att underlätta inträngning av
rotsträngen och få en snygg baksträng utan
diskontinuiteter
• Kan utföras med bågluftsmejsling (Kolbåge)
eller slipning med kapskiva eller mejsling med
stålverktyg
• Bågluftsmejsling kan kräva slipning för att
jämna till och ta bort kolrika partier i det
mejslade spåret
• Ange metod, djup och form
Svetsteknik
Pendling
Rörelse tvärs svetsen för att göra svetsen
bredare eller vid vertikalt stigande svetsläge
motverka en konvex svets och slagg i kanten
av svets
37
07.12.2010
Hur anges pendlingsbredden?
• För manuell svetsning svetsträngens
maximala bredd
• För mekaniserad och automatiserad
svetsning maximal pendling eller amplitud,
frekvens och hålltid för oscilleringen
Inverkan av pendling
• Ger normalt en högre tillförd svetsenergi genom
att svetshastigheten i framriktningen minskar
• Möjlighet att i viss mån överbrygga stora
spalter, men det är bättre att bygga på fogytan
38
07.12.2010
Svetsteknik
Pistolvinkel
Frånsvets och Motsvets
39
07.12.2010
Pistollutning TIG
Pistollutning MIG/MAG
40
07.12.2010
Stickande elektrod = frånsvets
Släpande elektrod = motsvets
Svetspulver
pulverbågsvetsning metod 12
Agglomererat
Smält
41
07.12.2010
Agglomererat svetspulver
• Känsligt för fuktupptagning
• Finns med olika basicitetsgrader
• Finns med olika typer som kan legera
svetsen till exempel med mangan eller
kisel
• Basiska pulver ger bra mekaniska
egenskaper
Smält pulver
• Pulvret liknar krossat glas
• Smält pulver tar inte upp fukt och kan
användas utan omtorkning
• Legerar inte svetsen
42
07.12.2010
Järnpulver
• Kan tillsättas framför ljusbågen eller på
svetselektroden
• Ökar produktiviten jämförbart med
högutbyteselekroder
• Kan i vissa fall ge bättre mekaniska
egenskaper
• Kan ge högre risk för vätesprickor
TIG-svetsning
Elektrodtyper och storlek
Ren volfram
Toriumlegerad
Zirkoniumlegerad
Lanthanlegerad
Ceriumlegerad
43
07.12.2010
Färgmärkning av volframelektroder
• Ren volfram
grön
• Toriumlegerad*
röd
• Zirkoniumlegerad
brun(vit)
• Lanthanlegerad
svart
• Ceriumlegerad
grå
* Radioaktivt slipdamm stor försiktighet vid
slipning av elektroden för att inte andas in detta
Diametrar på volframelektroder
• De förekommande diametrarna är:
• 0,5, 1,0, 1,6, 2,4, 3,2, 4,0, 6,4
• De vanligaste diametrarna är 1,6 och 2,4
44
07.12.2010
Gaskåpans storlek
• Gaskåpans storlek anpassas till
elektrodens storlek med ett utgångsvärde
på 4 gånger elektrodens diameter
Häftsvetsning
45
07.12.2010
Häftlängd och antal häftsvetsar
• Utföres antingen enligt den svetsprocedur som
för svetsen i övrigt eller efter en procedur som
är säker och beprövad
• Häftlängden skall vara tillräcklig åtminstone 50
mm eller fyra gånger den tjockaste delen, vilken
som är minst
• Häftsvetsar behöver oftast förhöjd
arbetstemperatur för att förhindra att de får
sprickor
• Antalet häftor och avståndet mellan dem beror
på konstruktionen
Grundmaterial och gruppering
SIS-CEN ISO/TR 15608:2007
Svetsning – Riktlinjer för ett system för
gruppering av metalliska material
46
07.12.2010
Ett grupperingsystem för följande
material
•
•
•
•
•
•
•
Stål
Aluminium och aluminiumlegeringar
Koppar och kopparlegeringar
Nickel och nickellegeringar
Titan och titanlegeringar
Zirkonium och zirkoniumlegeringar
Gjutjärn
Sammanfattning för WPS, WPQR
och svetsarprövning i stål
47
07.12.2010
Leveranstillstånd av material
Olika valstillstånd hos plåt
•
•
•
•
•
•
•
AR = As Rolled (Valsat tillstånd)
N = Normalised (Normaliserat tillstånd)
CR=Controlled Rolling (Kontrollerad valsning)
Q = Quenched (Härdat tillstånd, seghärdat)
T = Tempered (Anlöpt tillstånd) (QT)
A = Annealed (Glödgat tillstånd)
TM = Thermomechanical rolled steel
(Termomekaniskt valsat stål)
• AcC= Accelerated Cooling (Accelerad kylning)
48
07.12.2010
Att tänka på för vissa
leveranstillstånd
• TM- och ACC- stål tål inte värmning med
temperaturer över 500 till 600°C typ
varmriktning
• Seghärdat material tål inte värmning över
anlöpningstemperaturen runt 450 till 650 °C
• Normaliserat stål kan värmas upp till 950 °C typ
varmbockas och varmriktas
Beteckning av tillsatsmaterial
• Hittas i tillsatsmaterialleverantörens handböcker eller
datablad över produkten
• Tillsatsmaterial finns med ISO standard en A och en
B-sida, till exempel EN ISO 2560- A eller B
• ISO- standarden har tillägget A för EN och
sträckgräns, B för AWS och brottgräns
• Exempel OK 48.00 har beteckningen:
EN ISO 2560-A E 42 4 B 42 H5
• Ange beteckning, fabrikat (tillverkare och
handelsnamn), dimensioner och behandling
49
07.12.2010
Förvaring och hantering av
tillsatsmaterial
Belagda svetselektroder metod 111
VacPac™ elektroder metod 111
Rörtråd metod 136, 137
Svetspulver för metod 12
Trådelektrod metod 12, 131, 135
Metallpulverfylld tråd metod 138
Belagda svetselektroder
• Känsliga för fuktupptag och förvaras torrt
• Basiska elektroder bör torkas om före
användning då tillämpningen ställer krav på
vätehalt
• Torktemperaturen anges oftast på
förpackningen
• Omtorkning högst tre gånger
• Förvaras därefter i ugn 120-150°C
• Uttag från ugn till behållare som håller cirka
70°C. Se leverantörens anvisningar
50
07.12.2010
VacPac™ elektroder
• Tar inte upp någon fukt under lagring
• Kräver ingen omtorkning såvida förpackningen
inte är skadad, vilket indikeras av vakuum i
förpackningen
• Om vakuumet gott förlorat eller om elektroderna
exponerats i luft under mer än 12 timmar
kassera eller torka om elektroderna.
• Se leverantörens anvisningar
Rörtråd
• Rörtrådar skall skyddas mot direktkontakt med
vatten och fukt. Det kan vara regn eller kondens
• Rörtråd skall förvaras torrt och acklimatiseras
före öppning av förpackningen
• Trådens yta skall skyddas mot ämnen som drar
åt sig fukt och mot olja, fett och rost
51
07.12.2010
Svetspulver
• Oöppnade förpackningar förvaras i 20°C±10°C
• Relativ luftfuktighet ej över 60%
• Innehåll i öppna pulverbehållare samt
återstående pulver från öppna säckar skall efter
8 timmar placeras I en torrhållare som håller
150°C±25°C
• Återanvändning av svetspulver kräver att fukt
och olja avlägsnat från tryckluften
• Tillskott av nytt pulver skall vara minst en del
mot tre delar återanvänt pulver
• Främmande material såsom glödskal och slagg
skall avlägsnas
Svetspulver omtorkning
• Svetpulver kan omtorkas för att återställas till
ursprungligt skick
• Smält pulver vid 200°C±50°C i 2 timmar
• Agglomererat pulver vid 325°C±25°C i 2 timmar
• Pulverskiktets höjd bör inte överstiga 50 mm.
• Ugnen bör ha god ventilation
• Omtorkat pulver förvaras vid 150°C±25°C fram
till användning
52
07.12.2010
Trådelektrod
• Tråd skall förvaras i torr miljö
• Undvik kondens genom att låta
förpackningen acklimatiseras till
omgivande temperatur innan öppning
• Trådytan skall skyddas mot ämnen som
drar åt sig fukt
• Trådytan skall skyddas mot olja fett och
rost
Metallpulverfylld tråd
• Tråd skall förvaras i torr miljö
• Undvik kondens genom att låta
förpackningen acklimatiseras till
omgivande temperatur innan öppning
• Trådytan skall skyddas mot ämnen som
drar åt sig fukt
• Trådytan skall skyddas mot olja fett och
rost
53
07.12.2010
Många faktorer påverkar svetsens egenskaper
54