Belgisch Instituut voor Lastechniek
Joining your future.

 

Welke lasbron koop ik?

Veel nieuwe ontwikkelingen op het gebied van het MIG/MAG-lassen hebben het mogelijk gemaakt om de kosten te verlagen, het lasproces beter te beheersen, de warmte-inbreng te verlagen of de vervormingen ten gevolge van het lassen te minimaliseren.

Geen lasproces kent zo veel verschillende varianten als het MIG/MAG-lassen, waarbij soms de vraag gerechtvaardigd is of het een nieuwe variant betreft, danwel een nieuw lasproces. Nieuwe varianten worden vaak met een specifiek doel ontwikkeld, veelal gebaseerd op de beperkingen van het traditionele MIG/MAG-lassen. Deze beperkingen kunnen veroorzaakt worden doordat de industrie producten ontwerpt waarin nieuwe materialen worden verwerkt. Het gevolg hiervan kan zijn dat het conventionele MIG/MAG-lassen slechts beperkt of niet meer ingezet kan worden. Soms zijn er wel alternatieve lasprocessen beschikbaar, maar ook die kennen op hun beurt hun technische beperkingen of vallen op basis van economische overwegingen af.

Veel nieuwe ontwikkelingen op het gebied van het MIG/MAG-lassen zijn mogelijk gemaakt door de steeds verdere ontwikkelingen en miniaturisatie van de moderne elektronica. Tegenwoordig kan men in fracties van seconden meten en regelen, iets wat enkele tientallen jaren geleden voor onmogelijk werd gehouden. Aan de ontwikkeling van nieuwe varianten van een lasproces liggen vaak één of meerdere wensen ten grondslag:

  • verhogen van de productiviteit,
  • verlagen van de (las)kosten,
  • betere beheersing van het lasproces, waardoor een constantere kwaliteit van de lassen wordt verkregen,
  • verlagen van de warmte-inbreng, beheersen van vervormingen ten gevolge van het lassen,
  • mogelijkheid om nieuwe metalen te kunnen lassen.

Het MAG-kortsluitbooglassen wordt uitgevoerd met een lage stroomsterkte en spanning, waardoor een lage warmte-inbreng wordt verkregen. Er is echter de laatste jaren een sterke verschuiving zichtbaar van het lassen van relatief grote materiaaldikten naar kleinere materiaaldikten. Dit maakt dat de grens in zicht komt waarbij het conventionele MAG-kortsluitbooglassen nog kan worden ingezet. De behoefte ontstond om met nog lagere warmte-inbreng te kunnen MAG-lassen. Ook hier kwamen de ontwikkelingen van de moderne elektronica de lasindustrie te hulp. Moderne, elektronisch gestuurde stroombronnen reageren niet alleen snel op veranderingen in de boog, maar zijn ook in staat om bij het kortsluitbooglassen de stroomsterkte, tijdens de kortsluitfase, tot vrijwel nul terug te brengen. Op deze manier is het mogelijk weinig warmte in te brengen tijdens het lassen. Dit is één van de redenen waarom deze procesvarianten van het MAG-lassen zo interessant zijn voor het lassen van dunne plaat en buis.

Een ander voordeel van dergelijke regelingen is dat hiermee het spatgedrag, dat zo kenmerkend is voor het kortsluitbooglassen, grotendeels kan worden onderdrukt. Spatten geven materiaalverlies, maar belangrijker is het feit dat een aantal spatten een zodanig volume hebben dat ze zich op het oppervlak hechten. Afhankelijk van de esthetische kwaliteitseisen die aan het laswerk worden gesteld, moeten deze spatten meestal worden verwijderd. Bij het lassen van roestvast staal moeten deze spatten zelfs altijd worden verwijderd, in verband met het nadelige effect op de corrosiewerende eigenschappen van de lasverbinding.

Een ander belangrijk voordeel bij de processen die met lage warmte-inbreng werken is de beperking van de hoeveelheid lasrook. Uiteraard is de hoeveelheid en schadelijkheid van de lasrook van veel meer factoren afhankelijk dan van alleen de warmte-inbreng en spelen factoren als de te verbinden materialen, het lastoevoegmateriaal en het beschermgas eveneens een belangrijke rol. Ten aanzien van de procesvoering is er echter bij het MIG/MAG-lassen een vrijwel lineair verband tussen de stroomsterkte en de hoeveelheid lasrook die vrijkomt. Daar bij de "koude varianten” van het MIG/MAG-lassen met een zeer lage stroomsterkte wordt gewerkt, is de hoeveelheid geproduceerde lasrook laag.

Uit het bovenstaande zal duidelijk zijn dat, hoewel het aanbod aan in meer of mindere mate nieuwe MIG/MAG-varianten enorm is, ze vrijwel allemaal berusten op het gebruik van moderne digitaal gestuurde inverterstroombronnen met verbeterde beheersing van stroom en spanning. Vrijwel elke lasbronleverancier heeft één of meerdere varianten in zijn gamma, met vele geclaimde voordelen.

Het IWT-project “Innolas” heeft, in samenwerking met de meeste fabrikanten, een groot deel van de nieuwe varianten getest voor verschillende toepassingen en materialen: ferritisch roestvast staal van minder dan een millimeter in dikte bijvoorbeeld maar ook hoogsterkte en austenitische roestvaste stalen, en zelfs tot meerlagenlassen in constructiestaal van 30 mm in dikte. Uit de experimenten die in het kader van het Innolasproject zijn uitgevoerd, is gebleken dat het niet altijd eenvoudig is de voorspelde voordelen te realiseren, en dat het succes van het gekozen proces voor een bepaalde toepassing zeer afhankelijk is van specifieke randvoorwaarden, zoals:

  • materiaalsoort en –dikte,
  • gewenste/mogelijke lasnaadgeometrie en –voorbereiding,
  • laspositie,
  • manueel of geautomatiseerd lassen,
  • kwaliteitseisen en –criticaliteit,
  • vereiste mechanische laseigenschappen,
  • lasuiterlijk,
  • gewenste productiviteit,
  • beschikbare/gewenste toevoegmaterialen (toevoegdraad, beschermgas),
  • toegelaten thermische vervorming,
  • vaardigheid van de lasser
  • manuele, gemechaniseerde of gerobotiseerde uitvoering
  •  …

Als gevolg van het grote aantal invloedsparameters is het onmogelijk gebleken simpele algemene richtlijnen op te stellen, waarmee de aspirant-aanwender eenvoudigweg via een aantal invoergegevens zou uitkomen bij het technisch meest geschikte proces, en daarna via verdere wenken zou komen tot de beste manier van introductie van de nieuwe techniek in zijn productieproces. Soms is de inzetbaarheid van de processen of zijn de te behalen voordelen voor een bepaalde toepassing beperkter gebleken dan op grond van de documentatie van de fabrikant werd verwacht. Daarom zal de gebruiker eerst een selectie moeten maken van de processen die op papier geschikt zijn om de door hem gewenste verbeteringen (verhoogde productiviteit, verminderde thermische vervorming, spatvrije lassen, ...) te realiseren. Belangrijke parameters bij die selectie zijn verder ook zijn de eventuele ervaringen van de gebruiker met de verschillende fabrikanten en de reeds aanwezige apparatuur (bijvoorbeeld vanwege de vertrouwdheid van het personeel met lasbronnen van een bepaalde fabrikant, compatibiliteit met reeds aanwezige slangenpakketten en eventuele robots, bestaande servicecontracten, etc.).

Tevens hangt de economische verdedigbaarheid van een bepaalde optie zeer sterk af van de specifieke situatie bij een bepaalde gebruiker, samenhangend met zaken als loonkosten, automatisatiegraad, produkttype, lasnaadvolumes en –geometrieën, overige bewerkingen die moeten worden uitgevoerd, enzovoort. Als op grond van verschillende elementen de keuze op papier is gemaakt voor één of enkele opties, zal daarna de haalbaarheid hiervan voor de specifieke toepassing geverifieerd moeten worden, waarvoor in de eerste plaats applicatielaboratoria van de desbetreffende fabrikanten, alsook eventueel onafhankelijke onderzoekscentra, het meest aangewezen zijn. Hierbij zullen dan ook eventuele implicaties voor voorbereiding van de werkstukken, opspanning e.d. duidelijk worden.

De conclusies van vergelijkende testen uit het Innolasproject waarbij fabrikanten met hun innovatieve processen diverse materialen en plaatdiktes hebben gelast, vindt u hieronder terug. Het betreft lasproeven van stompe lasnaden gelast onder de hand. Alle lasproeven werden gemechaniseerd of gerobotiseerd uitgevoerd, dit om de invloed van de handvaardigheid van de lasser uit te schakelen. De resultaten en conclusies uit deze lasproeven kunnen een aangewezen hulp zijn voor het selecteren van een nieuw in te zetten booglasvariant.

Naast de vergelijkende testen werden toepassingen gelast van de deelnemende bedrijven uit het Innolasproject. Het beste antwoord op de vraag of een proces geschikt is voor een welbepaalde toepassing is een praktijktest. Via de onderstaande links kan een omschrijving terug gevonden worden van de gebruikte booglasprocessen uit het Innolasproject voor het lassen van grondnaden. De ervaringen opgedaan via de lasproeven in het project werden eveneens beschreven. Ook de ervaringen van de desbetreffende bedrijven met een bepaald proces werden, mits toelating, toegevoegd.    

Processen gebruikt voor het lassen van grondnaden

Proces  - Fabrikant