Wat is een laselektrode?

Een laselektrode is een staafvormig stukje metaal dat bij de meeste elektrische lasprocessen wordt gebruikt om zowel het werkstuk als het lastoevoegmateriaal doormiddel van elektrische spanning tot een smeltbad te brengen. Er zijn verschillende soorten laselektroden die in de praktijk in lasprocessen worden gebruikt. Deze laselektroden kunnen worden verdeeld in twee hoofdgroepen namelijk de afsmeltende laselektroden en niet-afsmeltende elektroden.

Afsmeltende elektroden
Afsmeltende laselektroden zijn elektroden die door de hitte van het lasproces afsmelten en in het smeltbad opgaan. Deze afsmeltende elektrodes kunnen mechanisch worden aangevoerd zoals bij MIG/MAG lassen gebeurd maar dat hoeft niet. Bij lassen met beklede elektrode (BMBE) maakt men ook gebruik van een afsmeltende elektrode alleen wordt deze elektrode aan de voorkant van het laspistool geplaatst. De afsmeltende elektrode heeft tijdens het lassen een dubbele functie. De afsmeltende elektrode geleid de stroom die nodig is voor de verhitting van het werkstuk. Daarnaast zorgt de gesmolten elektrode ervoor dat er materiaal wordt toegevoegd aan het lasproces.

Niet afsmeltende elektroden
Laselektroden die niet afsmelten worden ook gebruikt om een elektrische boog te creëren. Deze elektroden worden door de elektrische spanning niet tot smelten gebracht. Het materiaal van de niet afsmeltende laselektrode moet een zeer hoog smeltpunt hebben. Een voorbeeld van dergelijk materiaal is wolfraam. Een wolfraam elektrode wordt gebruikt bij TIG lassen, dit lasproces wordt voluit geschreven als tungsten inert gas. Hierbij staat tungsten voor wolfraam. Er kan ook gebruik worden gemaakt van goed geleidende laselektroden die gekoeld worden zodat ze tijdens het lassen niet smelten.

Stift- en boutlassen
Het stiftlassen of boutlassen is een speciaal lasproces hierbij heeft men op de stift of bout een klein lipje geplaatst dat tot versmelten wordt gebracht en zich zo hecht aan de ondergrond. De elektroden die bij dit lasproces worden gebruikt creëren een spanning die loopt langs de lasbout. Het lipje wordt door deze spanning tot een smeltbad gebracht en hecht zich aan de ondergrond. De lasbout zelf blijft verder geheel in tact. Feitelijk wordt hierbij ook gebruik gemaakt van niet afsmeltende laselektroden in combinatie met een beperkt afsmeltende lasbout waarvan het uiteinde kan worden beschouwd als een druppel lastoevoegmateriaal.

Wat is BMBE lassen en waar wordt dit lasproces voor gebruikt?

BMBE lassen is een lasproces dat wordt gebruikt in de metaaltechniek. BMBE is een afkorting die staat voor booglassen met beklede elektrode. Het BMBE lassen wordt soms ook wel elektrisch lassen genoemd. Dit is echter een algemene term, er zijn namelijk verschillende elektrische lasprocessen waar BMBE lassen er slechts één van is. In het Engels wordt de afkorting SMAW gebruikt. Deze afkorting staat voor “Shielded Metal Arc Welding”. Ook in Nederland wordt de afkorting SMAW steeds vaker gebruikt. Dit heeft onder andere te maken met de Amerikaanse normering waar Nederlandse werkstukken aan moeten voldoen. Hierbij kan gedacht worden aan de Amerikaanse normeringen ASME en ASTM.

Beklede elektrode
Booglassen met een beklede elektrode is een elektrisch lasproces dat hoort bij elektrisch booglassen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een elektrode die afsmelt. De kern van de elektrode bestaat uit een metalen draad. Deze metalen draad geleid stroom. Daarnaast dient de metalen draad tevens als toevoegmateriaal. In tegenstelling tot bijvoorbeeld MIG/MAG lassen en TIG-lassen wordt bij elektrode geen beschermgas toegevoegd. Het beschermgas ontstaat uit de bekleding die rondom de elektrode aanwezig is en tijdens het lassen verbrand. Daarbij vormt zich een beschermgas. Er zijn drie verschillende hoofdgroepen waarin de elektrodebekleding kan worden ingedeeld: rutiel, basisch en cellulose.

Rutiel beklede elektrode
De rutielbekleding wordt het meeste toegepast. Er ontstaat een zachte lasboog waar door er verhoudingsgewijs weinig spatten ontstaan. Met rutiel beklede elektrode kan men in verschillende lasposities lassen. De elektrode kan men makkelijk ontsteken daarnaast vloeit de metalen draad (elektrode) als toevoegmateriaal goed in het smeltbad dat tijdens het lasproces ontstaat. BMBE Lassen met rutiel beklede elektrode zorgt voor een sterke lasverbinding.

Basisch beklede elektrode
Elektrodes die bekleed zijn met basisch materiaal hebben een hoog gehalte aan krijt en fluoriet. Door deze bekleding ontstaat een smeltbad met weinig waterstof. Hierdoor ontstaat een zeer grote kerftaaiheid. Daarnaast is BMBE lassen met basisch beklede elektrodes een lasproces dat zorgt voor een schoon smeltbad. De las die ontstaat is echter wel grover dan lassen met een rutiel beklede elektrode. Ook is de slak op de las minder makkelijk te verwijderen. Het lasproces met basisch beklede is minder eenvoudig dan BMBE lassen met een rutiel elektrode.

Cellulose beklede elektrode
BMBE lassen met elektrodes die met cellulose zijn bekleed is ook mogelijk. Meestal is de cellulose rondom de elektrode voor een groot deel gemaakt van houtmeel. Hierdoor ontstaan tijdens het lassen veel spatten en daarnaast is er veel rookontwikkeling. Het lasproces is echter wel snel en kan daarnaast in verschillende posities worden uitgevoerd. BMBE lassen met cellulose elektrode is geschikt om verhoudingsgewijs grote openingen te overbruggen. BMBE lassen met cellulose elektrode wordt veel gebruikt bij het aan elkaar lassen van pijpleidingen. Dit noemt men ook wel fleetwelding. Cellulose elektrodes worden door fleetwelders ook wel ‘diepe-inbrand-elektrode’ of fleetweldelektrode genoemd.

Hoe wordt BMBE lassen uitgevoerd?
De manier waarom BMBE lassen wordt uitgevoerd is voor een groot deel afhankelijk van de elektrodebekleding die wordt gebruikt. Er zijn echter wel een aantal algemene kenmerken van BMBE lassen. Daarom kan een algemene beschrijving worden gegeven van dit lasproces.

Tijdens het BMBE lassen ontstaat een elektrische boog tussen het werkstuk en de beklede elektrode. Deze elektrische boog zorgt voor zeer veel hitte. De hitte zorgt er voor dat de elektrode en het werkstuk gaan smelten. De bekleding wordt verbrand en daarbij komen gassen vrij. Deze gassen zijn beschermgassen die er voor zorgen dat de boog is stand wordt gehouden. Daarnaast zorgt het beschermgas dat uit de elektrodebekleding ontstaat er voor dat schadelijke invloeden van buitenaf het materiaal niet nadelig kunnen beïnvloeden.

Uit de bekleding van de elektrode ontstaat daarnaast een slak  die over de las heen komt te liggen. Tijdens het afkoelen van de las dient deze slak als bescherming tegen de invloeden van de omgeving. De slak wordt na het afkoelen van de las meestal verwijdert. De lasser moet er echter voor zorgen dat tijdens het lassen geen insluitsels ontstaan in de las. Hiermee wordt bedoelt dat er geen delen van de slak in het smeltbad ingesloten kunnen worden. Deze insluitsels zorgen er namelijk voor dat de kwaliteit van de las nadelig wordt beïnvloed.

Voor en nadelen van BMBE lassen
BMBE lassen heeft een aantal belangrijke voordelen en nadelen ten opzichte van andere lasprocessen. Een groot voordeel van BMBE lassen is het feit dat de lasapparatuur niet omvangrijk is. Hierdoor kan men BMBE lassen gebruiken voor het aanbrengen  van reparatielassen en andere lassen waar men met bijvoorbeeld MIG/MAG-lastoestellen niet kan komen. Aan MIG/MAG-lastoestellen en TIG-lastoestellen zijn grote gasflessen verbonden om beschermgas te bieden tijdens het lasproces. Dat is voor het BMBE lassen niet nodig omdat de bekleding rondom de elektrode het beschermgas biedt. Daarom is elektrode lasapparatuur ook voordeliger in aanschaf. Daarnaast is elektrode lassen een eenvoudig lasproces om te leren wanneer men rutiel elektrodes gebruikt.

Nadelen van BMBE lassen zijn het hoge stroomverbruik. Daarnaast moet de slak na het lasproces verwijdert worden. Dit zijn extra handelingen die de lasser moet verrichten. Verder ontstaat het risico op insluitsels van de slak tijdens het lassen. De elektrodes worden telkens op nieuw in de lastoorts aangebracht. In tegenstelling tot MIG/MAG lassen waar de lasdraad op een rol wordt aangevoerd is elektrode wel arbeidsintensiever. De lasser zal regelmatig de afgesmolten elektrode moeten vervangen. Dit is één van de redenen waarom BMBE lassen niet geautomatiseerd kan worden.

Wat is erosie en heeft erosie ook invloed op de techniek?

Erosie is een slijtageproces. Dit proces kan op verschillende manieren plaatsvinden. Kenmerkend voor erosie is dat het object dat onderhevig is aan erosie wordt verkleind door slijtage. Hierbij kan een deel van het materiaal van het object worden verplaatst of geheel verdwijnen. Erosie gebeurd in de natuur bijvoorbeeld door stromend water, gletsjers, hagel en wind. Deze verschillende processen kunnen worden versterkt wanneer bijvoorbeeld stromend water en wind ook zand meevoeren. Zand heeft een schurende werking waardoor bijvoorbeeld rotsen of oude bomen langzaam maar zeker kunnen afslijten. Ook vulkanisme in inslagen van vulkanen kunnen voor erosie zorgen.

Verschil tussen erosie en verwering
Erosie is iets anders dan verwering. Het belangrijkste verschil tussen erosie en verwering is dat verwering zorgt voor breuk en andere beschadiging zonder dat er materiaal daadwerkelijk wordt weggevoerd. Door de uitwerking van zogenoemde exogene krachten (natuurkrachten) kan materiaal breken of kunnen er barsten ontstaan. Het materiaal blijft op dezelfde plek maar veranderd van toestand en kwaliteit. Dit noemt men verweren. Bij erosie slijt het materiaal en wordt het kleiner. De delen van het materiaal worden weggenomen met de stroom van water of de kracht van de wind.

Erosie in de techniek
Staalconstructies en andere objecten kunnen ook onder erosie leiden wanneer deze in de buitenlucht zijn geplaatst. Hierbij kan gedacht worden aan constructies die veel wind vangen maar ook aan objecten die in het water staan. Met name zeewater kan door de schurende werking van zand voor erosie zorgen. Voor staalobjecten komt er bij zeewater nog een probleem aan de orde. Het zout in zeewater kan ook voor corrosie oftewel roest zorgen. Het is belangrijk dat constructeurs goed rekening houden met de werking van de omgevingsinvloeden die rondom de constructie aanwezig (kunnen) zijn. Als met deze erosie geen rekening wordt gehouden kan het object of onderdelen daarvan slijten.

Erosie, vonkverspanen en eroderen
Erosie kan ook plaatsvinden doormiddel van vonken. Dit proces wordt ook wel vonkverspanen genoemd en is een niet conventionele verspaningstechniek. Hierbij wordt doormiddel van vonken een metalen object in de gewenste vorm gebracht. Dit kan bijvoorbeeld doormiddel van draadvonken of zinkvonken. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van elektrodes die doormiddel van kortsluiting vonken vormen. Deze vonken verwijderen kleine deeltjes van het werkstuk. Hierdoor ontstaat als het ware een kunstmatige erosie die in een versneld tempo en gecontroleerd plaatsvind.

Ook eroderen kan als een soort kunstmatige erosie worden beschouwd. Hierbij wordt het werkstuk ook in de gewenste vorm gebracht door gebruik te maken van elektrodes. Het werkstuk is hierbij één elektrode en daarnaast wordt ook nog een vormgevende elektrode gebruikt als ‘gereedschap’. Tussen de twee elektrodes stroomt een diëlektricum. Dit verwijdert de kleine deeltjes die van het werkstuk zijn verwijderd tijdens het eroderen. Eroderen is een soort verspanende techniek waarmee zeer gladde oppervlaktes kunnen worden gemaakt op machineonderdelen. Er ontstaan namelijk geen metaal bramen. Eroderen is daardoor zeer geschikt voor hoogwaardige machineonderdelen voor de medische machinebouw en fijnmechanica.

Wat is een elektrode en hoe worden elektrodes gebruikt in de techniek?

Elektrodes worden in verschillende technieken. Een aantal voorbeelden van technieken waarbij elektrodes worden gebruikt is verspanen doormiddel van vonken zoals draadvonken en zinkvonken. Bij deze vormen van eroderen wordt gebruik gemaakt van elektrodes om doormiddel van vonken deeltjes van een werkstuk te verwijderen. Daarnaast wordt ook bij Electro Chemical Machining (ECM) gebruik gemaakt van elektrodes. Elektrodes worden niet alleen gebruikt bij het verspanen en vonken van werkstukken. Onderdelen van werkstukken kunnen ook mede door het gebruik van elektrodes aan elkaar worden verbonden doormiddel van (elektrode) lassen. Daarnaast wordt over elektrodes en kathodes gesproken in de kathodische bescherming van metalen. Elektrodes worden veelvuldig toegepast in de techniek. Daarom wordt hieronder informatie weergegeven over wat een elektrode precies is.

Wat is een elektrode?
Michael Faraday bedacht de term elektrode door twee Griekse woorden met elkaar te verbinden. Hiervoor gebruikte hij het Griekse woord voor barnsteen, dit is het woord ‘elektron’. Daarnaast gebruikte hij het Griekse woord voor weg, dit is het woord ‘hodos’. Zo ontstond het woord elektrode. Elektrodes zijn geleiders. Ze worden gebruikt voor het maken van contact met een niet metaal deel van een circuit. Ook kunnen elektrodes worden gebruikt voor het maken van contact met een deel van een elektrisch circuit dat die als vast onderdeel van het circuit kan worden beschouwd.

Elektrodes die gebruikt worden bij lassen
Wanneer gelast wordt met elektrodes wordt één elektrode met een klem verbonden aan het werkstuk. Met de andere elektrode wordt gelast. De elektrode kan hierbij afsmelten zoals bij elektrode lassen gebeurd. Bij deze lastechniek is de elektrode positief en het werkstuk negatief. Hierdoor smelt de elektrode. Bij deze vorm van lassen moeten regelmatig nieuwe elektrodes worden toegevoegd.

Er zijn ook niet afsmeltende laselektrodes zoals bijvoorbeeld worden gebruikt bij het TIG-lassen. Hierbij is de laselektrode negatief geladen en het werkstuk positief geladen. Daarom wordt hierbij meestal gebruik gemaakt van toevoegmateriaal dat door de lasser met de hand in het smeltbad moet worden aangebracht.

Elektrodes die worden gebruikt bij eroderen
Ook bij eroderen wordt gebruik gemaakt van twee elektrodes. Hierbij is het werkstuk één elektrode en wordt er daarnaast een andere elektrode toegevoegd. Dit kan bijvoorbeeld een staaf zijn zoals bij zinkvonken of een messing draad zoals bij draadvonken. Hierbij zorgen de twee elektrodes er voor dat er vonken ontstaan die een werkstuk (elektrode) de gewenste vorm geven. Hierbij is het werkstuk positief geladen en de elektrode negatief. Hierdoor wordt het werkstuk het meeste ‘aangetast’ tijdens het erodeerproces. Ook bij Electro Chemical Machining (ECM) wordt voor een groot deel met hetzelfde proces van twee elektrodes gewerkt. Hierbij wordt het werkstuk ook in de gewenste vorm gebracht doordat het werkstuk positief gepoold is ten opzichte van de elektrode van de machine. Alleen wordt bij eroderen gebruik gemaakt van een  olie die als diëlektricum dient. Bij Electro Chemical Machining (ECM) wordt juist gebruik gemaakt van elektrolyt, dit geleid juist elektriciteit waardoor een verbinding ontstaat tussen twee polen.

Wat is fleetwelding en hoe wordt fleetwelding toegepast?

Fleetwelding wordt wel toegepast bij het lassen van grote leidingen voor de gas en petrochemie. Fleetwelding is elektrode lassen waarbij gebruik wordt gemaakt van speciale elektroden. De elektroden die worden gebruikt bij fleetwelding worden ook wel pipeline-laselektroden genoemd. Een andere benamingen voor fleetweldelektroden is diepe-inbrand-elektrode. De laatste benaming geeft aan op welke manier met deze elektrode gelast moet worden. Er wordt gelast met diepe inbranding. Dit houdt in de elektrode zeer dicht op het werkstuk wordt gehouden. Hierdoor brand de elektrode diep in. Bij fleetwelding van een grote leiding ontstaat de las aan de binnenkant van de leiding. Dit komt omdat de elektrode vrijwel geheel door de lasnaad wordt heen geduwd. Hieronder wordt het fleetweldingproces uitvoeriger uitgelegd.

Fleetwelding veroorzaakt diepe inbranding
De lasboog moet zo klein mogelijk gehouden worden bij fleetwelding. Daarom moet de elektrode zo dicht mogelijk op het werkstuk worden gehouden. Bij fleetwelding wordt, zoals eerder genoemd, gebruik gemaakt van speciale elektroden. Deze elektroden hebben een speciale coating. De coating is gemaakt van cellulose. Dit zijn stoffen die voorkomen in houtmeel en papiervezels. Deze coating verband en ontwikkelt daarbij enorm veel rook. Er ontstaan grote hoeveelheiden waterstof door de verbande coating, dit leid tot een hoge lasboog voltage. Hierdoor kan de elektrode tijdens het lasproces diep inbranden. Daarom wordt fleetwelding ook wel lassen met een diepe-inbrand-elektrode genoemd.

Voordelen van fleetwelding
Fleetwelding is een lasproces waarmee snel gelast kan worden. Het lasproces is sneller dan TIG lassen. Nadat de grondlaag is aangebracht wordt de rest van de lasnaad gevuld met fleetweldelektrodes. Hierbij kunnen dikke elektrodes worden gebruikt. Het gebruik van dikke elektrodes zorgt er voor dat de lasnaad snel gevuld kan worden. Fleetwelding geeft nauwelijks slak. Dit komt door de cellulose coating. Het feit dat er nauwelijks slak ontstaat zorgt er voor dat de las niet van een slak ontdaan hoeft te worden. De lasnaden moeten wel geslepen worden. Een nadeel van fleetwelding is de grote rookontwikkeling die ontstaat door de verbranding van de cellulose coating.

Wat is thermisch gutsen en waar wordt het voor gebruikt?

Thermisch gutsen is een proces dat wordt toegepast in de werktuigbouwkunde. Binnen de werktuigbouwkunde worden veel verbindingen doormiddel van lassen tot stand gebracht. Deze verbindingen zijn niet uitneembaar. Wanneer gelaste delen uit elkaar gehaald moeten worden is hiervoor veel ‘geweld’ nodig. Een manier om lassen te verwijderen is thermisch gutsen. Thermisch gutsen is een snel proces dat regelmatig in de werktuigbouwkunde wordt toegepast, met name in de scheepsbouw en staalconstructie wordt dit proces regelmatig toegepast.

Hoe gaat thermisch gutsen in zijn werk?
Bij thermisch gutsen wordt een autogene vlam toegepast van bijvoorbeeld een snijbrander. Ook kan een elektrische boog worden toegepast met een elektrode lastoestel (gutsen met beklede elektrode). Hiermee wordt het metaal dat verwijdert moet worden verwarmd. De druk van de autogene vlam of de druk van het gas rondom de elektrode zorgt er voor dat het gesmolten metaal met druk wordt weggeblazen.

Thermisch gutsen is vakmanschap
Thermisch gutsen is niet eenvoudig. Wanneer er wordt gegutst moet het smeltbad goed in de gaten worden gehouden. Met een elektrode gaat het gutsproces sneller dan met een autogeen vlam. Het is belangrijk dat er een regelmatige groef door het gutsen ontstaat. Deze groef moet niet te breed zijn omdat er anders veel tijd nodig is om de groef weer te vullen door de lasser. Daarnaast is een regelmatige groef voor de lasser beter te vullen dan een onregelmatige groef.

Veiligheid  bij thermisch gutsen
Veiligheid is belangrijk bij thermisch gutsen. De omgeving en de persoon die gutst moeten worden beschermd. Bij gutsen wordt gesmolten metaal met een behoorlijke druk weggeblazen. Hierdoor vliegen er gloeiend hete metaaldeeltjes rond en ontstaat daarnaast veel rook. Wanneer iemand gaat gutsen moet hij of zij beschermende brandwerende (brandvertragende) kleding dragen. Ook veiligheidslaarzen en gelaatsbescherming doormiddel van een lashelm is noodzakelijk om het gutsproces veilig uit te voeren. Ook de lasrook die ontstaat moet worden afgezogen omdat deze schadelijk is voor de gezondheid van de medewerker(s). Daarnaast mogen geen mensen of brandbare objecten worden geraakt door de hete metaaldeeltjes die tijdens het Thermisch gutsen rond vliegen.

Toepassing van thermisch gutsen
Thermisch gutsen wordt gebruikt voor het verwijderen van lassen. Ook hechtlassen worden vaak doormiddel van thermisch gutsen verwijdert. Hierdoor komt thermisch gutsen veel voor in bedrijven waar gelast wordt. Staalconstructiebedrijven, grote machinebouwers en bedrijven in de scheepsbouw maken gebruik van thermisch gutsen. Het proces van thermisch gutsen kan naast autogeen en beklede elektrode ook met een plasmaboog worden gedaan en met een koolboog.