INNOLAS: Kwaliteits- en productiviteitsverhoging door aanwending van innovatieve booglasvarianten
De laatste jaren zijn dankzij beter stuurbare stroombronnen vele nieuwe varianten van MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) en TIG (Tungsten Inert Gas) lasprocessen op de markt verschenen. De aanbieders claimen opmerkelijke voordelen op vlak van kwaliteit, productiviteit (i.h.b. voor dikkere materialen), mogelijkheden voor dunnere materialen, goedkopere lasnaadvoorbereiding en verminderde belasting van de lasser (knelpuntberoep).
De geschiktheid en toepasbaarheid voor de Vlaamse metaalverwerkende bedrijven is echter niet evident bij gebrek aan objectieve kennis omtrent de technische haalbaarheid en het economisch voordeel voor de voor de bedrijven relevante toepassingen. Gezien de grote hoeveelheid verschillende beschikbare procesvarianten, is het moeilijk een weloverwogen keuze te maken.
Doel van het project
Er bestond derhalve een nood aan objectief onderzoek aan de hand van lasproeven op een aantal duidelijk gedefinieerde staalklassen, materiaaldiktes en verbindingstypen en case studies, voorgesteld door de bedrijven, die representatief zijn voor potentiële industriële toepassingen. Daarbij dienen de eigenschappen van de lasverbindingen (metallografische structuur, hardheid, mechanische eigenschappen, laskwaliteit) als functie van de warmte-inbreng onderzocht te worden. Een vergelijking van de mogelijkheden van de nieuwe booglasvarianten met die van de conventionele lasprocessen, dit zowel op het gebied van de technische haalbaarheid, de kwaliteit van de gelaste verbindingen, als op het economisch gebied moet een kosten-baten analyse geven voor verschillende concrete toepassingen.
Men beoogt een praktische gids waarin de beschikbare technieken besproken zullen worden, met daarbij de voor- en nadelen t.o.v. de klassieke processen, de te verwachten eigenschappen, het toepassingsgebied, de investeringskosten, de mogelijke kostenbesparingen, enz. Een onderbouwde invoering van de nieuwe booglasvarianten zal de bedrijven de meerwaarde bieden van sneller en efficiënter te lassen met een betere waarborg van de laskwaliteit.
Projectomschrijving
Doelgroep
De doelgroep voor het project is de Vlaamse metaalverwerkende industrie verwant met lastechniek. Het project is relevant voor nagenoeg alle 300 leden van BIL, waarvan 80% KMO's : fabrikanten, leveranciers, constructeurs en gebruikers, maar ook onderzoeksinstellingen en scholen. Het aantal bedrijven waarbinnen booglassen gebeurt is natuurlijk veel groter.
Als competentiepartner van SIRRIS richt het BIL zich met dit project ook op de niet-leden. 32 Bedrijven hadden hun deelname aan de gebruikerscomissie toegezegd, zowel grote ondernemingen als een dertiental KMO's.
In het totale productieproces is lassen voor vele bedrijven een belangrijke schakel. Als basis voor de inschatting van het economisch belang van het lassen kan uitgegaan worden van de 92,1 miljoen EUR omzet voor lastoevoegmateriaal en -apparatuur in België in 2003. Dit vertegenwoordigt slechts 2% de totale productiekost van de producten en constructies waarvoor ze werden aangewend. De totale productiekost van gelaste producten en constructies bedraagt in België ongeveer 4,6 miljard EUR, waarvan het grootste deel binnen Vlaanderen wordt gerealiseerd (bijv. 78% van de BIL-leden zijn Vlaamse bedrijven).
Innovatiepotentieel
Het is de bedoeling om de verworven kennis te verspreiden via studiedagen, publicaties, lezingen, bedrijfsbezoeken, enz. Hierbij zal de kennis eveneens verspreid worden via de TAD "Lastechniek" van het BIL. De resultaten van dit project zullen bepalend zijn voor het al of niet overschakelen naar nieuwe en meer kostengunstige processen bij de deelnemende bedrijven in Vlaanderen. Op korte termijn zullen de bedrijven in staat gesteld worden om een inschatting te maken of deze lasprocessen inzetbaar zijn voor hun specifieke toepassing rekening houdend met de te verwachten eigenschappen van de lassen, de nodige investeringen, de rendementsverhoging ten opzichte van de huidige toegepaste techniek, de betrouwbaarheid van het proces, … Voor de vooropgestelde lastoepassingen moet sneller en/of goedkoper gelast kunnen worden (streefcijfer : kostenreductie van 10 à 15%).
Het project draagt bij aan Duurzame Technologische Ontwikkeling door energiebesparing en reductie van afval en andere milieuhinder. Sommige nieuwe booglasvarianten verbruiken minder elektrische energie. Het verminderd spatgedrag betekent dat er minder materiaal gesmolten wordt. Daarnaast kan er in sommige gevallen met een nauwere naadvoorbereiding gewerkt worden, wat de hoeveelheid neer te smelten materiaal gevoelig verminderd. Er zijn minder nabewerkingen nodig (bijvoorbeeld slijpen en thermisch rechten). Er moet bij de naadvorming ook minder materiaal verwijderd worden (vaak thermisch snijden met veel rookvorming). Samen met de afgenomen hoeveelheid afkeuren is er minder afval.
Resultaten
Tijdens het Innolas-project werden met diverse innovatieve varianten van het MAG-proces lasproeven uitgevoerd, waarbij steeds de randvoorwaarden gelijk werden gekozen (geometrie, draad, positie en schermgas). Er werden drie soorten lasverbindingen uitgevoerd: stompe lassen van dunne platen (4 verschillende materialen met een diktebereik tussen 0,8 en 4 mm), grondnaden in dikke platen met een V-voegvoorbereiding (4 materialen met een diktebereik van 10 tot 20 mm) en sluitlagen in dikke platen met een V-voorbereiding (zelfde materialen en diktebereik bij de vorige lasconfiguratie).
Uit deze lasproeven is gebleken dat de inzetbaarheid van de processen of de te behalen voordelen soms beperkter zijn dan te verwachten op basis van de documentatie van de fabrikanten. Enkele innovatieve booglasprocessen hebben herhaaldelijk en in meerdere situaties hun meerwaarde bewezen. Dit is later ook tot uiting gekomen wanneer deze processen werden toegepast op producten van de deelnemende bedrijven.
Resultaten
Uit het verrichte onderzoek is gebleken dat enkele van de onderzochte innovatieve lasprocessen een kwaliteits- of productieverhoging kunnen teweegbrengen en dat de economische impact hiervan groot kan zijn. De prestaties van de innovatieve lasprocessen zijn soms moeilijk te vergelijken daar processen vaak voor een specifieke toepassing ontwikkeld zijn. Naast een vergelijkend onderzoek van de lasprocessen toegepast op diverse materiaal- en plaatcombinaties werden eveneens 10 producten van deelnemende bedrijven gelast met één of meerdere innovatieve booglasvarianten. Er werd onderzocht of deze lasverbindingen voldeden aan de verwachtingen en of er een meerwaarde was op vlak van productiviteit en kwaliteit.
Daarnaast werden de kostprijs per las berekend uitgevoerd met de nieuwe booglasprocessen. Hieruit blijkt dat voor bepaalde toepassingen een grote winst mogelijk is. Zo kon bv. een roestvast stalen flens-buis-verbinding gelast worden met een nieuwe variant van het conventionele MAG-lasproces (meer bepaald het CMT-lasproces) waar eerder het TIG-proces gebruikt werd. De lassnelheid verdrievoudigde hierdoor.
Implementatie van de resultaten
Naar aanleiding van dit onderzoek hebben 3 bedrijven tijdens de loop van het project geïnvesteerd in dergelijke nieuwe booglasapparatuur en hebben deze ingebouwd in hun productieproces. Anderen hielden een aankoop in beraad.
Daarnaast heeft de Technologische Adviesdienst Lastechniek 2 bedrijven begeleid bij het kiezen van het meest geschikte booglasproces voor hun toepassingen.
De resultaten van het Innolas-project zijn vrij te downloaden. Van elke onderzochte booglasvariant werd een informatiefiche opgemaakt waarin de belangrijkste proceseigenschappen beschreven worden. De Technologische Adviesdienst Lastechniek is steeds beschikbaar om verdere informatie te verstrekken over de nieuwe varianten van het MIG/MAG- en het TIG-lasproces en begeleidt bedrijven bij het kiezen van het meest geschikte lasproces voor een bepaalde toepassing.
Samenvatting van de projectresultaten
- Klik hiier voor meer informatie
- Innovatieve varianten van het TIG- en MIG-MAG-lassen
- Download het artikel verschenen in Metallerie : "Haal een hoger rendement met innovatieve lasprocessen - BIL start collectief onderzoeksproject"
- Publicatie : Nieuwe procesvarianten bewijzen flexibiliteit MIG-MAG lassen