Flamriktning enligt DIN 8522 – en tillverkningsmetod inom gassvets- och gasskärteknik

Lämpligheten hos metalliska material för flamriktning bygger på en tillräcklig termisk expansion i kombination med goda plastiska formändringsegenskaper. Den termiska expansion som krävs för processen varierar visserligen mellan olika metaller, men finns i tillräcklig omfattning hos de flesta konstruktionsmaterial. Alla svetsbara material kan i princip flamriktas utan problem, under förutsättning att materialets specifika egenskaper beaktas.

De viktigaste termiska egenskaperna hos metaller är:

• Termisk längdutvidgning (längdutvidgningskoefficient)
• Värmeledningsförmåga
• Specifik värmekapacitet

Lämpliga materialgrupper:

• Konstruktionsstål, finkornsstål och termomekaniskt valsade stål (TM-stål)
• Varmförzinkat stål
• Höglegerade austenitiska stål
• Aluminium och aluminiumlegeringar

Krympningens omfattning – och därmed den förväntade riktverkan – styrs av materialets längdutvidgningskoefficient. Material med hög utvidgningskoefficient expanderar kraftigt. När denna expansion förhindras av omgivande kallt material blir stukningen motsvarande hög. Vid flamriktning är den efterföljande krympningen därför helt central.

Flamriktning av höghållfasta konstruktionsstål och finkornsstål

Finkornsstål lämpar sig väl för flamriktning utan att oönskade strukturförändringar uppstår, förutsatt att specifika processegenskaper beaktas. Flamriktning av dessa material kräver materialspecifik utbildning och kompetens.

Man delar huvudsakligen in finkornsstål i tre kategorier:

• Normaliserade/normaliserande valsade finkornsstål: Sträckgränsintervall från 255 till 500 N/mm²
• Seghärdade finkornsstål: Minsta sträckgräns från 460 N/mm² (upp till 1 100 N/mm²)
• Termomekaniskt valsade stål: Sträckgränsintervall från 355 till 690 N/mm²

Riktningstemperaturen för dessa stål måste ligga inom intervallet ”brunröd till mörkröd” glöd (ca 600 till 700 °C). Avkylningen ska ske i stillastående luft. Vid flamriktning av höghållfasta finkornsstål ska relevanta regelverk och materialdatablad beaktas (såsom SEW-blad, VdTÜV-datablad eller motsvarande EN-specifikationer).

Flamriktning av austenitiska rostfria CrNi-stål

Vid flamriktning av austenitiska krom-nickelstål påverkas inte materialets grundläggande mikrostruktur – bortsett från ytlig oxidation. Arbetstemperaturen ska justeras till ”mörkröd” glöd (~ 680 °C). Lågan måste ställas in med ett lätt syrgasöverskott (oxiderande låga) för att helt eliminera risken för uppkolning. Tack vare materialets låga värmeledningsförmåga och höga längdutvidgning uppnås lokal stukning snabbt, vilket ger en mycket god riktverkan. Snabb avkylning med vatten påverkar stålens korrosions- och hållfasthetsegenskaper positivt. Efter slutförd flamriktning måste oxidskiktet på ytan avlägsnas mekaniskt eller genom betning.

Uppvärmningsformer   

Tillämpning	Symbol	Utförande
Värmelinje och värmepunktsserie		För att åtgärda vinkelfel och rikta enkelsidiga svetsar. Den plastiska zonen bör nå högst en tredjedel in i godstjockleken. Vid en värmepunktsserie blir riktverkan lägre.
Värmekil		Vid kraftig deformation, för att rikta profiler och lameller. Värmekilen ska vara lång och smal. Värm jämnt till riktningstemperatur med utgångspunkt från kilspetsen.
Värmepunkt		För att rikta plåtfält, rör och axlar. Värmepunkter ska hållas så små som möjligt.
Värmeoval		ör att rikta rör med rörstutsar. Genomvärm i längsgående riktning, med start mitt på röret.

Flamriktningstemperaturer och glödfärger

Uppvärmningen till den erforderliga riktningstemperaturen måste ske snabbt, så att riktzonen kan stukas mot den fasta omgivningen. Korta uppvärmningstider förhindrar förändringar av materialegenskaperna. Flamriktningstemperaturens nivå är materialberoende. Materialet måste värmas upp till det plastiska området, för stål alltså över 550 °C.

Glödfärger
Bestämning av glödfärg	Mänskliga ögat Infrarödtermometer Färgkritor, termokromiska pennor Flussmedel Granvedsspåna (Alu)
Identifieringen av glödfärgerna är beroende av flera faktorer.	Material Ytbeskaffenhet Ljusförhållanden, ljusinfall, etc.
Översikt över glödfärger vid flamriktning

Värmeutvidgning och riktverkan

Avkylning

Efter uppvärmningen sker den kontrollerade avkylningen. Detta sker med utgångspunkt från kanten av uppvärmningsområdet in mot värmecentrum, för att på så sätt initiera krympningen. Man måste se till att värmekilar inte kyls från kilspetsen – detta kan förhindra krympningen vid flänsytan. Krympprocessen är verksam tills arbetsstycket är handvarmt. Så länge ska även hindret mot värmeutvidgningen behållas. Accelererad avkylning kan ske med hjälp av tryckluft (vatten- och oljefri) eller med vatten. Orsakar vattnet korrosion i fogar och/eller spalter måste tryckluft användas. CrNi-stål måste av metallurgiska skäl kylas snabbt. Detta kan även ske med hjälp av kolsyreis.

Obs: Det är viktigt att de materialspecifika förutsättningarna för de olika materialen och deras inverkan på avkylningsprocessen, liksom motsvarande korrekta hantering, är kända.