Wat is stiftlassen of boutlassen?

Stiftlassen is een lasproces waarbij men een klein metalen staafje doormiddel van een laspistool aan een metalen werkstuk hecht. Omdat het stiftlassen vooral wordt gebruikt om kleine bouten en schroefdraaddelen te bevestigen wordt dit lasproces ook wel boutlassen genoemd. In dat geval is de ‘stift’ de bout. Men kan naast bouten ook andere staafjes en bussen met bijvoorbeeld binnenschroefdraad doormiddel van stiftlassen bevestigen aan een ander metalen object. Stiftlassen is een lasproces waarbij men gebruik maakt van een elektrische boog. Deze zorgt voor hitte waardoor een smeltbad ontstaat. Verder past men ook grote druk toe op het pennetje en de ondergrond (werkstuk). Doordat men met een elektrische boog werkt en druk toepast kan men stiftlassen beschouwen als een combinatie van druklassen en booglassen.

Verschillende methoden voor stiftlassen
Het stiftlassen kan op twee verschillende manieren gebeuren. Dit is het condensatorstiftlassen, dit wordt ook wel percussielassen genoemd. De ander methode wordt vlamboogstiftlassen genoemd. Deze twee verschillende varianten van stiftlassen worden hieronder uitgelegd.

Condensatorstiftlassen
Het condensatorstiftlassen is een lasproces dat vooral geschikt is voor dun materiaal met een kleine diameter. Hierbij wordt kortstondige elektrische boog opgewekt door de ontlading van een condensator. Deze condensator slaat elektrische spanning op en zorgt voor zeer veel warmte als deze wordt ontladen. Bij het condensatorstiftlassen dient aan de onderzijde van de bout een kleine ontstekingstip aanwezig te zijn. Deze ontstekingslip is aanwezig op zogenaamde lasbouten. Deze tip wordt gebruik om de elektrische boog te maken. De bout wordt door het stiftlaspistool tegen het werkstuk of de plaat gedrukt. Naast de bout worden ook twee pennen van het stiftlaspistool in contact gebracht met het werkstuk. Vervolgens drukt men op het knopje van het stiftlaspistool en ontstaat een elektrische boog die voor een kortstondige hitte zorgt. Zodra deze elektrische boog ontstaat gaat de tip afsmelten en smelt ook de onderzijde van de bout. Hierdoor ontstaat een smeltbad waarmee de bout vast gezet kan worden aan het werkstuk of de plaat. Condensatorstiftlassen is geschikt voor bouten met een diameter van 2 tot 10 mm.

Vlamboogstiftlassen
Het vlamboogstiftlassen is vooral geschikt voor dikker materiaal, bijvoorbeeld plaatstaal dat dikker is dan 2 mm. Ook voor bouten met een diameter tussen de 2 mm en 22 mm is de vlamboogstiftlasmethode geschikt. Het vlamboogstiftlassen zorgt voor een groter smeltbad en is geschikt als een diepere doorlassing wordt vereist. Bij het vlamboogstiftlassen wordt een elektrische boog opgebouwd. Deze vlamboog wordt enige tijd in stand gehouden, dit is ongeveer 0,1-2 seconden.  Deze vlamboog wordt langer in stand gehouden dan dat elektrische boog bij condensatorstiftlassen in stand wordt gehouden. Daarom moet het smeltbad beschermd worden tegen schadelijke invloeden uit de omringende lucht. Deze bescherming wordt geboden door backinggas dat ook wel beschermgas wordt genoemd. Men kan echter ook werken met een keramische bescherming.

Bij het vlamboogstiftlassen maakt de bout direct contact met het werkstuk. De bout wordt vervolgens onder elektrische spanning gezet en vormt daarbij een gesloten circuit met het werkstuk. Als men de bout dan iets verplaatst ontstaat een vlamboog waardoor een smeltbad ontstaat. In dit smeltbad worden de stift en het werkstuk in elkaar versmolten.

Stiftlaspistool
Het is belangrijk dat met weet dat stiftlassen met een speciaal stiftlaspistool wordt gedaan. Hiervan zijn verschillende varianten beschikbaar. Kenmerkend voor een stiftlaspistool is dat men deze met 1 hand kan bedienen en dat men de lasbout in het stiflaspistool aanbrengt.

Bij condensatorstiftlassen raakt zowel de lasbout als twee uitstekende pennen van het stiftlaspistool het werkstuk waar de bout aan bevestigd moet worden. Bij condensatorstiftlassen komt de las in zeer korte tijd, dit is ongeveer 1 tot 3 milliseconden, tot stand.  Daardoor hoeft de las niet worden beschermd tegen invloeden van de buitenlucht. Om die reden wordt bij condensatorstiftlassen geen backinggas of beschermgas gebruikt.

Bij het vlamboogstiftlassen wordt de elektrische boog langer in stand gehouden. Daardoor kan men een diepere inbranding realiseren. Omdat de elektrische boog langer wordt aangehouden zal men het smeltbad beter moeten beschermen. Daarom gebruikt men bij vlamboogstiftlassen wel een backinggas of beschermgas. Het is echter ook mogelijk dat men een hittebestendige keramische ring gebruikt om het smeltbad af te schermen tegen de lucht rondom het lasproces. Deze keramische ring wordt dan om de stift heen geschoven. Een stiftlaspistool voor condensatorstiftlassen ziet er dus anders uit dan een stiftlaspistool voor vlamboogstiftlassen.

Toepassing van stiftlassen
Stiftlassen is een lasproces dat zeer geschikt is voor seriematig werk. Seriematig stiftlassen zorgt er voor dat er een hogere lassnelheid wordt gerealiseerd en dat er minder fouten ontstaan bij het lassen. De bouten worden bijvoorbeeld op exact de juiste gewenste afstand gelast. Omdat het werk eenvoudig is en de maatvoering en snelheid belangrijk is wordt stiftlassen vaak in een geautomatiseerd systeem toegepast. Het lasproces wordt veel toegepast in de productie van apparaten en machines. Daarnaast wordt het stiftlassen ook toegepast  in de bouw van constructies zoals bruggen, damwanden en de automotive-industrie. Verder komt het stiftlasproces ook voor in de scheepsbouw, jachtbouw en petrochemische industrie. Het stiftlassen kan naast machinaal ook handmatig worden gedaan. In dat geval is het lasproces meer geschikt voor kleine series.

Wat is magnetisch pulslassen en hoe wordt dit lasproces uitgevoerd?

Magnetisch pulslassen is een lasproces waarin gebruik wordt gemaakt van magnetisme. Men gebruikt het magnetisme in dit lasproces om twee delen van een werkstuk tegen elkaar aan te drukken en in elkaar te laten versmelten. Magnetisch pulslassen lijkt op explosielassen alleen wordt er bij explosielassen gebruik gemaakt van explosieven die doormiddel van druk er voor zorgen dat de twee delen van het werkstuk die aan elkaar verbonden moeten worden op de raakvlakken in elkaar om worden gekneed.

Bij magnetisch pulslassen wordt echter geen gebruik gemaakt van een explosieve stof. In plaats daarvan maakt men gebruik van een magnetisch veld. Magnetisch pulslassen is een lasproces dat onder andere wordt toegepast bij het aan elkaar lassen van vlakke metalen platen. Net als explosielassen kan men ook bij magnetisch pulslassen verschillende soorten metaal in elkaar laten versmelten.

Druklassen
Magnetisch pulslassen is een lasproces dat zeer snel kan worden uitgevoerd. Het lasproces behoort tot het druklassen. Er wordt gebruik gemaakt van zeer grote magneetvelden die vrij kort duren. Deze magneetvelden zorgen er voor dat verschillende metalen die van ongelijke aard zijn aan elkaar kunnen worden gekneed.

Apparaat voor magnetisch pulslassen
Voor het opwekken van het magnetisch veld wordt gebruik gemaakt van een zeer grote wisselstroom. Deze wisselstroom kan oplopen tot wel 1 miljoen ampère. Om deze enorme wisselstroom te behalen wordt gebruik gemaakt van een magnetisch pulslasapparaat met een hoogfrequent condensator-ontladingscircuit. Dit condensator-ontladingscircuit verzamelt als het ware de ampère tot een bepaald niveau en stoot deze dan vervolgens af. Het spreekt voor zicht dat het condensator-ontladingscircuit extreme capaciteiten en vermogens moet kunnen verwerken. Er kunnen bij magnetisch pulslassen energieën voor van 100 kJ voorkomen en vermogens van wel 1 GW (miljard Watt), de magneetveldsterkten die daardoor ontstaat kunnen meer dan 50 Tesla hoog worden.

Hoe wordt magnetisch pulslassen uitgevoerd?
De wisselstroom wordt door een geleidende spoel, die ook wel inductor wordt genoemd, geleid. De inductor wordt vlak boven de plaat geplaatst die aan een andere plaat moet worden gelast. Men kan dit proces alleen toepassen op materialen die elektriciteit geleiden. Als men de inductor aanzet wordt er een extreem groot magnetisch veld opgewerkt. Daarbij ontstaat een secundaire wervelstroom in het materiaal. Dit proces wordt ook wel beschreven in de wet van Lenz.

De secundaire wervelstroom die optreed binnen het primaire magnetische veld zorgt er voor dat er een Lorentzkracht kracht ontstaat. Deze Lorentzkracht geeft de plaat een zeer grote versnelling. Dit lasproces wordt tot het druklassen gerekend omdat deze Lorentzkracht er voor zorgt dat de plaat met een enorme kracht tegen een andere plaat wordt aan geschoten. Deze andere plaat bevindt zich doorgaans op slechts een paar millimeters afstand ten opzichte van de plaat waar de conductor op is geplaatst. Binnen zeer korte tijd wordt de plaat met snelheden van 600-1000 m/s tegen de andere plaat aan geperst. De oppervlakten van de metalen platen gaan door deze kracht direct met elkaar versmelten waardoor een on-uitneembare lasverbinding ontstaat.

Wat is vloeilassen en wat is een vloeilas?

Vloeilassen zijn lasverbindingen die worden aangebracht tussen metalen werkstukdelen. Hierbij kan men denken aan aluminium en roestvaststalen werkstukdelen. Soms spreekt men bij bepaalde lasverbindingen van kunststoffen ook wel over vloeilassen.

Kenmerken van vloeilassen

Een vloeilas heeft een aantal kenmerken.  Een belangrijk kenmerk is het hoge afwerkingsniveau. Een vloeilas is een ‘gladde las’. Dit houdt in dat de lasnaad strak is en weinig oneffenheden bevat. Een vloeilas is meestal aangebracht in dunne materialen.  Dit kunnen dunne platen, buizen of kokers zijn die aan elkaar worden verbonden. Veel gebruikte materialen zijn rvs en aluminium.  Ook kunststoffen zijn geschikt al noemt met lassen tussen kunststof leidingdelen meestal spiegellassenmof druklassen. Ook de term conductielassen wordt wel gebruikt.

Hoe komt een vloeilas tot stand?

Doormiddel van een lastoorts kan men bijvoorbeeld twee dunne rvs platen aan de laskant laten smelten waardoor de laskanten vloeibaar worden. Er ontstaat een smeltbad waarbij geen toevoegmateriaal wordt toegepast. Meestal maakt men vloeilassen met een TIG lastoestel. Daarbij wordt een inert gas toepast om het smeltbad te beschermen tegen schadelijke invloeden die de kwaliteit van de las negatief kunnen beïnvloeden. Er wordt tijdens het vloeilassen een dunne zeer nette lasverbinding gemaakt door de verhitting van de lasboog die ontstaat tussen het werkstuk en de laselektrode van de lastoorts.

Deze lasboog oftewel plasmaboog zorgt er namelijk voor dat de temperatuur van het materiaal zo hoog wordt dat deze over het smeltpunt heen gaat. Daardoor gaat het materiaal vloeien. De vloeibare laskanten worden met geringe druk tegen elkaar aan geperst en de lasverbinding komt tot stand door afkoeling.  Tijdens de afkoeling wordt het smeltbad uitgehard. Daardoor ontstaat een onuitneembare lasverbinding. Deze lasverbinding is smal en ondiep.

Waar wordt ultrasoon lassen toegepast?

Ultrasoon lassen is lasproces dat wordt gebruikt voor het aan elkaar smelten van kunststoffen en metalen. Hierbij wordt gebruikt gemaakt van een zeer krachtige geconcentreerde hoogfrequente geluidsbundel die op een specifiek punt wordt gericht doormiddel van een sonotrode. Daarnaast wordt er een behoorlijke druk uitgeoefend op de delen die gelast moeten worden. Dit word gedaan doormiddel van een pers.

Toepassingen van ultrasoon lassen
Ultrasoon lassen wordt in verschillende industriële processen toegepast. Hierbij kan men denken aan de elektronica, ruimtevaarttechnologie, de auto-industrie en verschillende medische toepassingen. Ook in de verpakkingstechnologie wordt ultrasoon lassen toegepast als verbindingstechniek.

Producten waarbij gebruik wordt gemaakt van ultrasoon lassen
In de hiervoor genoemde industrieën worden verschillende producten doormiddel van ultrasoon lassen vervaardigd. Een aantal voorbeelden hiervan zijn:

  • Speelgoed
  • Eenmalige bruikbare medische instrumenten
  • Telefoons
  • Folisch
  • Bedrading
  • Behuizing van kleine machines en apparaten

Bovengenoemde producten kunnen doormiddel van ultrasoon lassen aan elkaar worden verbonden omdat ze bestaan uit bepaalde materialen. Dit zijn meestal harde of zachte plastics, metalen of zelfs textielsoorten.

Metalen kunnen ook wel doormiddel van ultrasoon lassen aan elkaar verbonden worden maar dan moeten deze metalen niet te dik zijn. Dunne metalen folies zijn bijvoorbeeld wel geschikt voor dit lasproces. Bij kunststoffen zijn over het algemeen grotere diktes mogelijk dan bij metalen. Daarnaast is het mogelijk om verschillende materialen aan elkaar te lassen. Verder kan men verschillende dunne laagjes van diverse materialen in één keer aan elkaar verbinden doormiddel van ultrasoon lassen.

Verpakkingsindustrie
Vooral in de verpakkingsindustrie wordt ultrasoon lassen veel toegepast. Hierbij kan men denken aan de zogenoemde blisterverpakking van medicijnen. Hierbij worden kunststoffen zelfs op aluminium gelast. Daarbij heeft ultrasoon lassen verschillende voordelen ten opzichte van andere processen. Ultrasoon lassen is namelijk snel, goedkoop en daarnaast ook steriel. Verder komen tijdens het lasproces geen ongewenste stoffen vrij. Hierdoor is het lasproces ook nog eens heel veilig.

Melkpakken en sappakken worden ook ultrasoon gelast vanwege deze positieve eigenschappen. Het voedingsmiddel zit dan overigens al in het pak zelf. Over het algemeen bestaan de verpakkingen voor sappen uit karton met een dun  laagje kunststof. Deze kunststof is meestal polypropyleen of polyethyleen. Deze kunststoffen kunnen doormiddel van ultrasoon lassen heel goed luchtdicht aan elkaar gelast worden.

Wat is ultrasoon lassen en wat zijn de eigenschappen van dit lasproces?

Ultrasoon lassen is lasproces dat wordt gebruikt om voorwerpen aan elkaar te verbinden doormiddel van hoogfrequente geluidstrillingen. Dit lasproces is ontwikkelt in de jaren ’60 van de 20e eeuw. Het patent van ultrasoon lassen van thermoplastische kunststoffen werd in 1965 op naam van Robert Soloff and Seymour Linsley gezet. De ontwikkelingen op het gebied van ultrasoon lassen vorderden zeer snel. In 1969 werd het mogelijk om een kunststofauto in zijn geheel te assembleren via ultrasoon lassen. Ultrasoon lassen behoort tot de lascategorie druklassen.

Wat zijn de eigenschappen van ultrasoon lassen?
Ultrasoon lassen is een uniek lasproces waarmee samengedrukte kunststoffen worden versmolten door een zeer krachtige geconcentreerde hoogfrequent geluidsbundel te gebruiken. Ook wordt het lasproces gebruikt om metaalfolies aan elkaar te versmelten. Het proces is dus zowel geschikt voor bepaalde metalen als voor harde en zachte plastics.

De geluidsbundel is echter alleen niet genoeg om het lasproces succesvol te laten verlopen. Er moet ook gebruik worden gemaakt van druk. De materialen moeten dus doormiddel van druk tegen elkaar worden geperst en tegelijkertijd moet de geluidsbundel het materiaal doen smelten. De geluidsbundel zorgt er voor dat er trillingen optreden waardoor de moleculen of atomen aan het oppervlak gaan versmelten.

Lasproces
Het ultrasoon lasproces gaat als volgt te werk. Eerst worden de delen van het werkstuk die aan elkaar gelast moeten worden ingeklemd tussen een sonotrode en een aambeeld. Doormiddel van sonotrode wordt een zeer een krachtige geluidsgolf gericht op werkstruk. De frequentie waarmee dit gebeurd is tussen de 15 en 70 kHz.

Het aambeeld heeft een bepaalde vorm. Hierdoor worden de geluidsgolven gefocusseerd op een klein punt van het werkstuk. Het materiaal gaat op die plaats door de geluidsgolven van de sonotrode smelten en vervloeien. Soms worden de onderdelen, die gelast moeten worden, voorbewerkt. Hierdoor ontstaan er smalle richeltjes waarin de geluidsenergie zich concentreert. Hier zal het smeltbad zich bevinden waarin de onderdelen met elkaar versmelten.

Waaruit bestaat een ultrasoon lasapparaat?
Voor ultrasoon lassen zijn een aantal onderdelen nodig. Zo heeft men bijvoorbeeld een pers nodig om de te lassen delen onder druk te houden tijdens het lasproces.  De te lassen delen worden op een aambeeld geplaatst dat een speciale vorm heeft die er voor zorgt dat de geluidsgolven precies worden gericht op de te lassen plek.

De geluidsbron bestaat uit een piëzo-elektrische transducer en eventueel een versterker. Daarnaast is er de sonotrode. Dit is een onderdeel dat wordt gebruikt om de geluidstrillingen over te brengen op het werkstuk dat op het aanbeeld ligt. Er wordt gebruikt gemaakt van een hoogfrequente wisselstroombron. De frequentie van deze stroombron komt overeen met de lasfrequentie.

De gehele installatie van het ultrasoon lassen is ontworpen om te resoneren bij de werkfrequentie. De werkfrequentie is  kan verschillend zijn, meestal wordt gebruik gemaakt van 20, 30, 35 of 40 kHz.

Wat is explosielassen of schokgolflassen?

Explosielassen is een bijzonder lasproces waarbij gebruik wordt gemaakt van het versmeltingprincipe. Dit principe wordt over het algemeen gebruikt om twee ongelijksoortige metalen aan elkaar te verbinden. Een verbinding tussen twee ongelijksoortige metalen wordt ook wel een intermetallische verbinding genoemd. Dit wordt onder andere gedaan in de scheepsbouw en de jachtbouw waarbij aluminium onderdelen van het schip verbonden worden aan casco-onderdelen die van staal zijn gemaakt. Explosielassen wordt ook gebruikt om titanium aan koper te bevestigingen. Het lasproces wordt ook wel schokgolflassen genoemd. Omdat explosielassen daadwerkelijk met explosies wordt uitgevoerd zijn er grote risico’s aanwezig en kunnen alleen gespecialiseerde bedrijven dit lasproces uitvoeren.

Hoe wordt explosielassen gedaan?
Explosielassen is een lastechniek die behoort tot de categorie ‘druklassen’. Hierbij wordt doormiddel van een enorme druk een dun laagje metaal van ongeveer 0,1 millimeter tot smelten gebracht. De smeltduur is behoorlijk kort maar is van groot belang omdat het gesmolten metaal met elkaar verbonden wordt in een zogenoemde  overgangslaag. De las die door explosielassen tot stand komt is net zo sterk als het zwakste metaal dat in de las is verwerkt.

Bij explosielassen wordt het plaatdeel dat verbonden moet worden in een hoek van 2° tot 30° ten opzichte van de rest van het werkstuk geplaatst. Bovenop het plaatdeel dat bevestigd moet worden wordt explosief materiaal gelijkmatig verdeeld. Deze explosieve lading wordt vervolgens tot ontsteking gebracht. Daardoor ontstaat een schokgolf. Deze schokgolf drukt het te bevestigen plaatdeel met een snelheid die hoger is dan 100 meter per seconde tegen de rest van het werkstuk aan. Door deze enorme druk komt kinetische energie vrij. Deze energie wordt plaatselijk omgezet in hitte. Plaatselijk ontstaat een plasmajet tussen de beide delen van het werkstuk. De plasmajet blaast de oppervlakte tussen de twee metalen schoon. De aanwezige oxiden worden door de plasmajet weggeblazen zodat de metalen onderdelen goed kunnen hechten. Verder zorgt de plasmajet er voor dat een dun laagje van de twee metalen plastisch wordt. De drukkracht die door de explosie ontstaat zorgt er voor dat de atomen van  het plaatdeel dat bevestigd moet worden en het bevestigingsoppervlak van het werkstuk in elkaar worden gedrukt. De binding die hierdoor ontstaat wordt ook wel een atomaire binding genoemd.

Bindingsproces van explosielassen
Hoe het bindingsproces bij explosielassen precies ontstaat is nog niet met zekerheid te zeggen. Er bestaan grofweg twee verschillende theorieën. De ene theorie gaat er vanuit dat de enorme druk er voor zorgt dat de hechtoppervlaktes van de metalen voor korte duur vloeibaar zijn waardoor de metalen aan elkaar verbonden kunnen worden ook wanneer het smeltpunt van de metalen verschillend is. De andere theorie over het bindingsproces gaat er niet vanuit dat er sprake is van een smeltproces. Deze theorie gaat er vanuit dat de metalen zonder smeltproces in elkaar overgaan op basis van het plastisch in elkaar drukken van metalen. De intermoleculaire krachten die hierbij vrijkomen zorgen er voor dat de verbinding tussen de twee verschillende metalen in stand wordt gehouden.