Technisch Werken

Welke soorten scheuren kunnen ontstaan tijdens lasprocessen?

Een lasverbinding is een verbinding die permanent is. Verbindingen die doormiddel van een las tot stand worden gebracht kunnen niet eenvoudig uitelkaar worden gehaald. Doormiddel van lassen worden twee materialen in elkaar versmolten eventueel met behulp van toevoegmateriaal. Het versmelten van de materialen gebeurd doorgaans onder een hoge temperatuur. Deze temperatuur wordt doormiddel van een vlam of een elektrische lasboog op het gewenste niveau gebracht. Aan elke lasverbinding worden eisen gesteld. Bij sommige lasverbindingen zijn de eisen niet heel hoog. Dit is bijvoorbeeld het geval bij constructies die niet zwaar belast worden. Er zijn echter ook constructie die zeer zwaar belast worden bijvoorbeeld kranen in de offshore. Hiervoor zijn zeer zware eisen opgesteld.

Lasmethodebeschrijving of Welding Procedure Specification
De eisen waaraan een lasverbinding moet voldoen staan in een lasmethodebeschrijving LMB of Welding Procedure Specification WPS. Deze beschrijvingen zijn geënt op de lasmethodekwalificatie van het desbetreffende bedrijf. In de LMB of het WPs staat duidelijk beschreven aan welke lasprocedure de lasser zich moet houden bij het maken van de las. Hierbij is aandacht voor de voorbewerking, het daadwerkelijke lassen en de nabewerking.

De voorbewerking voor het lasproces
De voorbewerking is van groot belang omdat sommige metaalsoorten voorverwarmd moeten worden in verband met het optreden van scheuren tijdens en na het lassen. Ook het snijden of slijpen van lasnaden is een belangrijk aspect van de voorbewerking. Daarnaast dient de lasnaad goed schoongemaakt te worden en dient de lasser er alles aan te doen om een goed ‘lasklimaat’ te creëren. Dit houdt in dat de lasser bij bepaalde lasprocessen moet voorkomen dat er tocht, vocht of vuil bij het smeltbad kan komen.

Het lassen
De lasser dient de lasmethode toe te passen die is voorgeschreven in de LMB of WPS. Dit kan bijvoorbeeld MIG/MAG, TIG, OP-lassen of  BMBE lassen zijn. Er zijn echter nog vele andere lasprocessen die in de praktijk worden gebruikt. Daarbij moet ook rekening worden gehouden met de juiste (bescherm)gassen en de toevoegmaterialen. Verder dient de lasser ook rekening te houden met de laspositie, de A-hoogte en het aantal lagen waarin gelast moet worden.

De nabewerking
Ook de nabewerking heeft een invloed op de kwaliteit van de las. Sommige lassen moeten zorgvuldig worden afgekoeld. Dit moet niet te snel gebeuren in verband met het ontstaan van scheuren. Daarnaast kunnen er bij bepaalde lasprocessen lasspetters ontstaan die verwijdert moeten worden. Dit is bijvoorbeeld het geval bij MIG/MAG lasprocessen. Bij sommige andere lasprocessen zoals BMBE lassen kan een ‘slak’ ontstaan op de las. Deze ‘slak’ dient zorgvuldig verwijdert te worden. Het verwijderen van de ‘slak’ is al helemaal belangrijk wanneer er nog een las over de bestaande las heen wordt aangebracht.

Lasfouten
Tijdens het lassen kunnen echter fouten ontstaan. Deze fouten worden ook wel lasfouten genoemd en kunnen zowel in de voorbewerking, tijdens het lassen en in de nabewerking ontstaan. Lasfouten kunnen ernstige gevolgen hebben voor de mechanische stevigheid van een constructie. Er zijn verschillende lasfouten die kunnen ontstaan. Voorbeelden hiervan zijn kraters, insluitingen, randinkarteling en scheuren.

Scheurvorming tijdens het lassen
Tijdens het lassen kunnen scheuren ontstaan. Deze scheuren ontstaan waar het materiaal uit elkaar wordt getrokken. Dit uit elkaar rekken en trekken van materiaal kan onder andere gebeuren door temperatuurswisselingen. Een scheur in een lasverbinding zorgt er voor dat de kwaliteit van de las wordt aangetast. Dit is afhankelijk van de omvang van de scheur, de dikte van het materiaal en de druk die wordt uitgeoefend op de constructie. Scheuren kunnen soms worden gerepareerd door de scheur mechanisch te verwijderen doormiddel van slijpen of gutsen. Daarna dient men een nieuwe lasnaad aan te brengen en deze zorgvuldig dicht te lassen conform de lasmethodebeschrijving of Welding Procedure Specification.

Er zijn verschillende soorten scheuren die kunnen ontstaan tijdens het lassen. De oorzaken van de scheuren zijn eveneens verschillend. Hieronder worden in een aantal alinea’s voorbeelden gegeven van soorten scheuren die kunnen ontstaat tijdens en na het lasproces.

Stollingsscheuren
Een soort scheuren die kunnen ontstaan tijden het lasproces zijn zogenoemde stollingsscheuren. Deze scheuren worden ook wel h/b scheuren genoemd. Hierbij staan de letters ‘h/b’  voor ‘hoogte’ en ‘breedte’ waarmee de verhoudingen tussen de hoogte en de breedte worden bedoelt. Deze stollingsscheuren ontstaan wanneer de hoogte van de las groter is dan de breedte van de las. Tijdens het stollen van de las kan een scheur ontstaan doordat de las langzaam van buiten naar binnen stolt. Als de las hoog is zal daardoor een groot temperatuurverschil kunnen ontstaan tussen de buitenkant van de las en de binnenkant van de las. Als er in een las verontreinigingen aanwezig zijn met een lager smeltpunt dan het lasmateriaal kunnen deze verontreinigingen naar binnen worden getrokken. Als er meerdere verontreinigingen bij elkaar in de buurt zitten kan deze plek tijdens het stollingsproces voor problemen zorgen. Door de krimpspanning of door een belasting van de constructie kan een scheur bij de verontreinigingen ontstaan. Deze scheur is echter niet altijd direct zichtbaar aan de buitenkant. De scheur kan door röntgenonderzoek worden ontdekt. Röntgenonderzoek is een variant van niet- destructief onderzoek NDO.

Waterstofscheuren
Bij harde metaallegeringen kunnen waterstofscheuren optreden. Deze scheuren ontstaan wanneer er tijdens het lassen veel waterstof in de las wordt opgenomen. De waterstofscheuren ontstaan onder andere door trekspanningen. De scheuren hoeven niet meteen te ontstaan tijdens het lassen en kunnen zelfs 48 na het afronden van het lasproces gevormd worden. Hoe waterstofscheuren precies ontstaan is nog niet helemaal bekend. Men vermoed dat waterstof diffundeert naar insluitsels en poriën en dat daar waterstofgas wordt gevormd. Dit waterstofgas zou voor grote druk zorgen waardoor materiaal uit elkaar wordt gedrukt. Waterstofscheuren kunnen worden voorkomen door lastoevoegmateriaal met weinig waterstof te gebruiken. Daarnaast dient de lasser tijdens de voorbewerking de lasnaad goed schoon te maken. in de nabewerking moet de lasser het materiaal of werkstuk nagloeien. Deze aspecten van het lasproces staan meestal in de lasmethodebeschrijving / Welding Procedure Specification.


Door warmtebehandeling kunnen spanningsvrijgloeischeuren ontstaan. Deze scheuren worden ook wel intergranulaire scheuren genoemd. Door deze scheuren ontstaat carbide-precipitatie. Het inwendige van de aanwezige korrels wordt door dit proces versterkt. Daarnaast segregeren onzuiverheden zoals S, P, Sn, As naar de grenzen van de korrel, hierdoor worden deze verzwakt. Langs de grenzen van de korrel treed de meeste vervorming op. Door deze vervorming kunnen scheuren ontstaan.

Lamellaire scheuren
Als in het lasmetaal niet-metallische insluitsels aanwezig zijn kunnen lamellaire scheuren ontstaan. Deze scheuren worden gevormd in de fabriek waar het metaal wordt vervaardigd. Tijdens het gieten van metaal in een vorm kan verontreiniging in het metaal terecht komen. Deze verontreiniging kan bijvoorbeeld een deel van de ‘slak’ zijn die bij het smeltproces van ijzer en ijzererts op het gesmolten staal drijft. Als de lasser een lasverbinding maakt op de hoogte van de verontreiniging in het metaal zal de verontreiniging door de uitwerking van de krimpspanning gaan splijten en inscheuren. Tegenwoordig wordt staal meestal vervaardigd met een continu-gietproces. Hierdoor wordt de kans op verontreinigingen beperkt en komen lamellaire scheuren bijna niet meer voor.

Deel dit artikel!

Als senior intercedent bij een groot technisch uitzendbureau is Pieter Geertsma verantwoordelijk voor het bemiddelen van personeel in het marktsegment werktuigbouwkunde. Daarnaast is hij landelijk aanspreekpunt voor vragen over dit marktsegment en de ontwikkelingen die daarin plaatsvinden. Door intensieve samenwerking met interne en externe collega’s heeft hij een goed beeld van de totale technische markt. Hierdoor krijgt hij naast nieuws over techniek, innovaties en arbeidsmarkt ook actuele vacatures binnen.

Getagd met , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Geplaatst in Techniek
Like ons op Facebook!