Wat is lassen met gevulde draad?

Lassen met gevulde draad is een aanduiding die men gebruikt wanneer men in het MIG/MAG-lasproces geen gebruik maakt van een extern toegevoegd beschermgas in een gasfles maar van een gevulde lasdraad. Lassen met gevulde draad wordt ook wel aangeduid met de Engelse termen innershield® welding of fluxed core arc welding.

Het lasproces met gevulde draad
Zoals hierboven aangegeven maakt men bij het lassen met gevulde draad gebruik van het MIG/MAG lasproces. Hierbij wordt de draad door de lastang heengevoerd en in het smeltbad aangebracht. Dit smeltbad moet echter beschermd worden tegen invloeden van buiten af anders verbrand de lasverbinding of ontstaan er andere schadelijke verstoringen in de lasverbinding. Deze lasfouten kunnen worden voorkomen door gebruik te maken van een beschermgas. Bij MIG/MAG lassen is dit beschermgas een inert gas (daar staan de letters ‘IG’ voor) of een actief gas (daar staan de letters ‘AG’ voor). Echter maakt men bij gewoon MIG/MAG lassen gebruik van een gasfles met inert gas of actief gas.

Bij lassen met gevulde draad wordt in plaats van een externe gasfles gebruik gemaakt van een holle draad. Deze holle draad is gevuld met een fijn laspoeder zoals rutiel. De gevulde draad vormt de laselektrode. Deze laselektrode smelt tijdens het lasproces af. De buitenkant van de lasdraad is van metaal gemaakt en gaat op in het smeltbad maar de binnenkant is gemaakt van een poeder dat tijdens het verhitten wordt omgezet in gassen. Deze gassen beschermen het smeltbad tegen de schadelijke uitwerking van de lucht rondom het lasproces. Zo zorgen de beschermgassen er voor dat het vloeibare metaal van het smeltbad beschermd wordt tegen de indringing van zuurstof.

Door het verbranden van de draadvulling ontstaat ook verband afvalmateriaal. Dit afvalmateriaal gaat boven op het smeltbad drijven en vormt een zogenaamde slak. De snelstollende slak beschermd het smeltbad en ondersteund bovendien de verticale en bovenhandse laspositie. Daarnaast wordt door de slak de kans op spannen en stralen verkleind. Hierdoor kan de lasser met relatief hoge stromen lassen. De slak kan na het uitharden vrij gemakkelijk worden verwijdert met bijvoorbeeld een lasbeitel.

Verschillende soorten lasdraad
Door de jaren heen zijn er veel verschillende lastoevoegmaterialen ontwikkeld. Ook voor het lassen met gevulde draad zijn veel verschillende lasdraden ontwikkeld. Er zijn diverse materialen die gebruikt kunnen worden als laspoeder, rutiel is hiervan een bekend voorbeeld. Naast de laspoeders kunnen er ook verschillen zijn in de manier waarop de lasdraad is geproduceerd. Er bestaat bijvoorbeeld rondgevouwen lasdraad en dichtgelaste lasdraad. In de lasmethodebeschrijving is beschreven welke lasdraad en welk lasproces toegepast moet worden. Vaak is een lascertificaat vereist. Dit certificaat is persoonsgebonden en maakt inzichtelijk welke lasser bevoegd is om een bepaald lasproces uit te voeren. De lasser dient zich echter houden aan de lasmethodebeschrijving en de daarin aangegeven gegevens. Als er is aangegeven dat er met een poedergevulde draad gelast moet worden is er ook omschreven welk laspoeder in de lasdraad moet zitten om het lasproces conform de kwalificatie te laten verlopen.

Kun je brons of een bronslegering lassen?

Brons is een legering die bestaat uit koper en tin. Het grootste bestandsdeel van deze legering is koper aangevuld met een tingehalte van ongeveer 10 tot 30%. Een gietlegering van brons in combinatie met tin wordt aangeduid als: G Cu Sn 14. Hierbij staat de letter ‘G’ voor het feit dat het om een gietlegering gaat. De letters ‘Cu’ is het scheikundig symbool voor koper, in het Latijns Cuprum, atoomnummer 29. De letters ‘Sn’ vormen het scheikundige symbool van tin, in het Latijns ‘stannum’, atoomnummer 50.

De gietlegering heeft achter de letters ‘Sn’ het getal ‘14’ staan. Dit getal duidt het percentage tin aan ten opzichte van het koper. Omdat koper het eerste wordt genoemd in de legeringssamenstelling is dit het grootste bestandsdeel van de legering. Brons bestaat dus voor het grootste gedeelte uit koper aangevuld met een klein percentage tin.

Waarom wordt tin aan koper toegevoegd?
Tin wordt om verschillende redenen gelegeerd met koper. Koper is een vrij zacht materiaal door de toepassing van tin wordt het de legering met koper ongeveer twee keer zo hard. Daarnaast zorgt tin er voor dat het smeltpunt van de legering lager wordt. Hoe meer tin wordt toegevoegd hoe lager het smeltpunt. Gemiddeld ligt het smeltpunt van brons rond de 950°C (bij een legering van 85% koper en 15% tin) terwijl koper een smeltpunt heeft van 1083°C.

Tin zorgt er verder voor dat koper minder gassen opneemt zodat er tijdens het stollen minder luchtinsluitsels ontstaan. Daarnaast zorgt tin er in combinatie met koper voor dat er minder krimp optreed tijdens het afkoelen. Verder zorgt tin er voor dat de verhitte legeringsmassa een betere vloeibaarheid heeft waardoor de massa beter gegoten kan worden in verschillende vormen.

De lasbaarheid van brons
De toevoeging van tin zorgt voor belangrijke positieve eigenschappen van brons. Een nadeel van tin is echter dat dit metaal een ongunstige invloed heeft op een lasproces. Wanneer brons eenmaal is uitgehard is het materiaal taai en goed bestand tegen corrosie. Er ontstaat echter wel een oxidehuid die het materiaal beschermd tegen invloeden van buitenaf. Tin oxideert echter makkelijker dan koper en daardoor kan tinoxide tijdens het lassen in de las worden ingesloten. Dit is nadelig voor de sterkte van de las.

Verder zorgt tin er voor dat de gevoeligheid voor warmtescheuren met ongeveer 10 procent toeneemt. Omdat tijdens het lassen veel warmte wordt ingebracht om een smeltbad te creëren kunnen warmtescheuren ontstaan rondom het verwarmde metaal en het afgekoelde metaal.

Koper heeft echter ook nadelen die de lasbaarheid ongunstig beïnvloeden. Koper geleid warmte namelijk zeer goed dit warmtegeleidingsvermogen zorgt er voor dat de warmte ook snel weer wordt afgevoerd waardoor bindfouten kunnen ontstaan tijdens het lassen.

Ondanks deze nadelen kan men brons wel lassen. Men zal de eigenschappen van de legering echter wel goed in acht moeten nemen bij de keuzen van het lasproces.

Welke lasprocessen kan men gebruiken om brons te lassen?
Voor het lassen van brons kunnen verschillende lasmethodes worden gehanteerd. Over het algemeen past men MIG lassen en TIG lassen toe. Hierbij wordt gebruik gemaakt van inerte beschermgassen. Dit zijn gassen die geen reactie aangaan met zuurstof en andere stoffen in de omgeving. Door de toepassing van inerte gassen wordt de kans op de ontwikkeling van oxide tijdens het lasproces verkleind. Het beschermgas dat tijdens brons lassen over het algemeen worden gebruikt is argon of een combinatie van argon en helium. Naast MIG en TIG lassen kan ook elektrodelassen worden toegepast maar dit gebeurd bijna nooit.

Lasdraad voor brons lassen
Het lassen van brons vereist niet alleen een speciale lasmethode en beschermgas, ook aan de lasdraad van brons worden eisen gesteld. Deze lasdraad moet namelijk passen bij het materiaal dat gelast moet worden. Brons bestaat hoofdzakelijk uit koper en tin. Daarom wordt bij het lassen van brons speciaal brons lasdraad toegepast. Er zijn die varianten brons lasdraad:

  • CuSn,
  • CuSn6
  • CuSn12

De legering CuSn12 wordt over het algemeen gebruikt bij het verrichten van laswerkzaamheden aan bronzen producten die zijn gegoten. Dit komt omdat deze legeringen over het algemeen een percentage van ongeveer 12 procent tin bevatten. De overige twee lasdraden worden gebruikt bij het lassen van koper en lagerbrons. Hierbij zorgt tin als element in de samenstelling voor gunstiger mechanische waarden zoals loop eigenschappen en een beter vloei van de las tijdens het lasproces.

Wat zijn zwart-wit lasverbindingen of ongelijksoortige lasverbindingen?

Ongelijksoortige lasverbindingen zijn verbindingen die doormiddel van las worden aangebracht tussen materialen waarvan de eigenschappen en samenstelling onderling van elkaar verschillen op fysisch of mechanisch gebied.  Deze lasverbindingen vergen extra aandacht. De lasser moet bijvoorbeeld speciaal lasdraad gebruiken. Een voorbeeld van een ongelijksoortige lasverbinding waarbij specifiek lasdraad moet worden gebruikt is een lasverbinding die gemaakt wordt tussen staal een roestvaststaal (RVS). Deze lasverbinding is een voorbeeld van een zwart-wit verbinding.

Zwart-wit lasverbindingen kunnen worden gemaakt door verschillende lasprocessen zoals bijvoorbeeld het MIG/MAG lasproces, het TIG lasproces en elektrode lassen. Met name de lasdraad is van groot belang bij ongelijksoortige lasverbindingen. Hieronder is in een alinea informatie weergegeven over lastoevoegmateriaal dat gebruikt kan worden  zwart-wit verbindingen.

Lasdraad voor zwart-wit verbindingen
Bij het maken van zwart-wit verbindingen moet een lasser onder andere rekening houden met de lasdraad die moet worden toegepast als toevoegmateriaal. Het lastoevoegmateriaal, dat de lasser moet gebruiken voor het maken van een las, is beschreven in een Welding Procedure Specification WPS of een Lasmethodebeschrijving LMB. In dit document staat hoe de las gemaakt dient te worden en welk lasproces en materiaal daarvoor benodigd zijn. Een WPS of LMB wordt gemaakt door een lastechnicus die daarvoor een gedegen opleiding heeft gevolgd. Dit kan bijvoorbeeld de opleiding Middelbaar Lastechnicus MLT zijn of International Welding Technologist IWT.

Een belangrijk aspect van het maken van zwart-wit verbindingen is de lasdraad. Deze lasdraad is hoog gelegeerd. De lasdraad die gebruik wordt is over het algemeen hoger gelegeerd dan het hoogst gelegeerde metaal dat verbonden dient te worden doormiddel van een las. Het soort lasdraad dat voor zwart-wit verbindingen wordt gebruikt is afhankelijk van de materialen en de eisen die aan de verbinding worden gesteld. Veel voorkomende varianten zijn 307Si, 309LSi, 309LMo en 312. De eigenschappen van deze verschillende soorten zijn divers. Hieronder staan een aantal voorbeelden van lasdraad met specifieke eigenschappen.

  • 307Si is geschikt voor verbindingen met hoge eisen met betrekking tot rek en taaiheid.
  • 309LSi is overgangsdraad dat geschikt voor lasverbindingen die bestand moeten zijn tegen hoge temperatuur.
  • 309MoL is een rutiel gevulde roestvaststaal draad. Deze lasdraad wordt gebruikt voor het lassen van ongelegeerd staal aan RVS (roestvaststaal).
  • 309LP is een rutiel gevulde draad. Deze draad wordt gebruikt voor het lassen in ongelegeerd staal aan roestvast staal in alle posities.
  • 312 is draad dat geschikt is voor verbindingen die een zeer grote treksterkte moeten hebben.

Wat is Cold Metal Transfer CMT lastechnologie?

Cold Metal Transfer is een Engelse term die in het Nederlands vertaald kan worden met koude metaaloverdracht. Dit is een lastechnologie die in de praktijk meestal wordt afgekort met CMT. Het CMT-proces is ontwikkelt door de Oostenrijkse lasapparatuurfabrikant Fronius. Deze lastechnologie is met name interessant voor bedrijven waar producten worden gemaakt van dunne plaat. Hierbij kan onder andere gedacht worden aan de auto-industrie, de luchtvaart en ruimtevaart. Verder is  Cold Metal Transfer geschikt voor het verbinden van aluminium aan staal. Ook kan aluminium doormiddel van het CMT-proces aan verzinkt staal worden verbonden. Cold Metal Transfer kan worden gebruikt voor lasrobots. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van alle gangbare basismaterialen en toevoegmaterialen.

Verschillen tussen Cold Metal Transfer en kortsluitbooglassen
Cold Metal Transfer verschilt van kortsluitbooglassen. Het kortsluitbooglassen wordt gedaan doormiddel van het MIG/MAG lasproces. Hierbij tikt de elektrode van het lastoestel (de lasdraad) het werkstuk aan. Hierdoor ontstaat kortsluiting en loopt een hele hoge stroom tussen de elektrode en het werkstuk. Hierdoor smelt de lasdraad af, dit is tevens het toevoegmateriaal voor het smeltbad van het lasproces. De kortsluiting wordt verbroken, maar de voortdurende toevoer van nieuwe lasdraad zorgt er voor dat er weer opnieuw een kortsluiting ontstaat. Er ontstaat als het ware een circuit van kortsluitingen. De Engelse term  “Shortcut Circuit” is daardoor toepasselijk.

Bij Cold Metal Transfer is de draadbeweging in de procesregeling geïntegreerd. De overgang van materiaal is vrijwel stroomloos. Het lastoevoegmateriaal wordt op het werkstuk overgebracht zonder dat daar spatten bij vrijkomen. De lasnaden die doormiddel van Cold Metal Transfer worden gemaakt zijn daardoor vrij van lasspetters. Dit zorgt er voor dat er minder tijd besteed hoeft te worden aan de nabewerking van de lasnaden. Daarnaast kan doormiddel van Cold Metal Transfer ook een verbinding worden gemaakt tussen aluminium en staal. Dit is met het MIG/MAG lasproces niet mogelijk. Ook is MIG/MAG lassen vanwege de grote warmte inbreng en het vrij ‘ruige lasproces’ niet geschikt voor hele dunne plaat. Cold Metal Transfer is daarentegen wel geschikt voor dunne plaat. Met CMT kunnen platen van 0,3 mm worden gelast. Daarnaast is CMT ook geschikt voor stompe naadgeometrie zonder smeltbadondersteuning.

Fronius CMT lastoestel
Fronius heeft voor Cold Metal Transfer verschillende nieuwe componenten ontwikkelt. De stroombron die bij dit lasproces wordt gebruikt is een TPS 3200/4000/5000 CMT. Hiermee kan een maximale stroomsterkte worden gerealiseerd van 320, 400 of 500 Ampère. Deze MIG/MAG inverter stroombron is volledig gedigitaliseerd. De aansturing vindt plaats voormiddel van een microprocessor. De aanvoer van lasdraad vindt plaats doormiddel van twee draadaanvoer-units die digitaal geregeld zijn. De voorste draadaanvoer-unit is een een Robacta Drive CMT robotlastoorts. Deze is uitgevoerd met een hoogdynamische AC-servomotor die geen overbrenging bevat. Deze draadaanvoer-unit beweegt de lasdraad maximaal 70 maal per seconde vooruit en achteruit. De achterste draadaanvoer-unit is een VR 7000 CMT. Deze wordt gebruikt voor het aanvoeren van de lasdraad. Daarnaast is het lastoestel voorzien van een draadbuffer. Deze draadbuffer koppelt beide draadaanvoer-units los van elkaar. Daarnaast biedt de draadbuffer extra opslagcapaciteit voor de lasdraad. Hierdoor wordt de lasdraad bijna krachteloos in beweging gebracht tijdens het lassen.

Voordelen van Cold Metal Transfer CMT lastechnologie
Cold Metal Transfer is een unieke lastechnologie waarmee lasprocessen kunnen worden uitgevoerd die met andere lastechnologieën niet mogelijk zijn. Dit zijn echter niet de enige voordelen van CMT. Het CMT lasproces is een relatief ‘koud’ lasproces. Hierdoor zijn verschillende procesgangen overbodig.

Daarnaast ontstaan geen lasspatten in tegenstelling tot bijvoorbeeld kortsluitbooglassen doormiddel van het MIG/MAG lasproces. Dit scheelt tijd in de nabewerking. Daarnaast is de kans op brandwonden door lasspetters uitgesloten. Verder is de hoeveelheid rook die ontstaat tijdens het lassen ook geringer dan bij kortsluitbooglassen het geval is.

Er is ook geen  smeltbad ondersteuning nodig wanneer men dunne plaat last met een stompe lasnaadgeometrie. Daarnaast is Cold Metal Transfer geschikt voor lasrobots en het automatiseren van het lasproces. Dit komt door de goede spleetoverbrugging. Met het CMT-lastoestel kan een lasser ook MIG-pulsbooglassen.

Het rendement van CMT-lassen is hoger dan de meeste andere lasprocessen. De gastoevoer naar de lastoorts is optimaal. Verder is dit lasproces veilig, CMT bevat een CE- markering en een S-teken. Daarnaast is ook de IP 23 beschermingsklasse toegekend aan Cold Metal Transfer van Fronius.

Wat is OP-lassen en waarvoor wordt onderpoederlassen gebruikt?

OP-lassen is een speciaal lasproces dat wordt gebruikt in de werktuigbouwkunde. De afkorting ‘OP’ staat voor onder poeder, het lasproces wordt ook wel onder poederdek lassen of onderpoederlassen genoemd. In het Engels heet dit lasproces Submerged Arc Welding. Bij dit lasproces wordt gebruik gemaakt van een laag vast poeder. Het onderpoederlassen behoort tot het booglassen. De elektrische boog ligt onder een laag poeder. De elektrode die wordt gebruikt is net als bij MIG/MAG lassen afsmeltend en is in feite de lasdraad. Dit houdt in dat er continue nieuwe lasdraad moet worden aangevoerd. Dit gebeurd door aandrijfwieltjes die de lasdraad door de laskop voeren. Hierbij is de afstand tussen de laskop en het werkstuk belangrijk. De laskop van het OP-lastoestel zorgt er voor dat de lasdraad onder elektrische spanning komt te staan. De draad is naast elektrode ook het toevoegmateriaal. De draad wordt in het smeltbad opgenomen. Het OP-lassen is een proces dat zeer productief is.

Er kan in verhouding tot andere lasprocessen snel worden gewerkt. Dit heeft onder andere te maken met het feit dat bij OP-lassen de draad mechanisch wordt toegevoerd vanaf een draadhaspel. Het poederdek wordt eveneens automatisch aangebracht en wordt op de boog gestrooid. Dit gebeurd door de laskop van het OP-lastoestel. Via een trechter wordt laspoeder uitgestrooid rond het einde van de lasdraad. Het poeder komt hierdoor op de lasboog terecht. Tijdens het OP-lassen functioneert het poederdek als de bekleding van de elektrode, net zoals dat gebeurd bij lassen met beklede elektrode. Het poederdek zorgt voor een beschermgas. Daarnaast ontstaat door het poeder een slak op de las. Deze slak beschermt het smeltbad tegen de inwerking van invloeden vanuit de lucht in de omgeving van de lasboog. Niet al het laspoeder verandert in een slak. Het laspoeder dat na het OP-lassen overblijft wordt door een zuiger opgezogen en kan op die manier weer in het lasproces worden gebracht.

OP-lassen kan met verschillende soorten poeder
Bij OP-lassen kan men gebruik maken van verschillende soorten laspoeder. De keuze van de laspoeder heeft invloed op de mechanische eigenschappen van de las. Niet elk poeder is geschikt voor een bepaalde metaalsoort of wanddikte. Over het algemeen worden basische poeders gebruikt voor werkstukken met een grote wanddikte. Voor hogere verwerkingssnelheden wordt gebruik gemaakt van rutielpoeders.

Waar wordt OP-lassen gebruikt?
OP-lassen is een lasproces dat vooral wordt gebruikt in de zware industrie. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan de offshore en de scheepsbouw. Ook in de apparatenbouw en in chemische industrieën kan OP-lassen worden toegepast. Het OP-lastoestel is omvangrijker dan een MIG/MAG lastoorts die met de hand door een lasser wordt bediend. Daarom wordt OP-lassen over het algemeen niet gebruikt voor moeilijke lasposities en zeer nauwkeurig laswerk met verschillende hoekjes en naden die niet in één rechte baan lopen. OP-lassen is vooral geschikt voor grote lange platen en constructies. Deze komen over het algemeen voor bij schepen of grote opslagtanks voor de chemische industrie. Daarom hebben bedrijven die in deze sectoren actief zijn OP-lastoestellen maar dat hoeft niet. Er zijn ook bedrijven die grote constructies lassen zonder OP-lastoestel. Met name voor de snelheid en de continuïteit is OP-lassen van grote constructies zeer productief.