Wat wordt bedoelt met slak bij lasprocessen?

Het woord ‘slak’ wordt regelmatig gebruikt bij lasprocessen. Dit woord heeft niets met een dier of een aanduiding van snelheid. Ook heeft de slak die vrijkomt bij lasprocessen niets te maken met de zogenoemde hoogovenslak die vrijkomt bij het smelten van ertsen en metalen in hoogovenprocessen. In plaats daarvan heeft het woord ‘slak’ bij lasprocessen te maken met een materiaal dat vrij kan komen bij het lasproces. De slak die hierbij vrij kan komen is een bros materiaal dat een beetje glasachtig is. De slak bij lasprocessen kan bestaan uit verschillende materialen. Het ontstaan van een slak tijdens het lasproces kan gewenst zijn maar ook ongewenst.

Hoe ontstaat slak bij lasprocessen?
Niet bij alle lasprocessen ontstaat een slak. Een slak ontstaat bij lasprocessen waarbij gebruik wordt gemaakt van laspoeder zoals bij onder poederdek lassen (OP-lassen) of bij beklede elektrodelassen (BMBE lassen). Hierbij ontstaat de slak als een restproduct of afvalproduct. Het laspoeder of de elektrodebekleding smelt door de hitte van het lasproces. Dit materiaal gaat als het ware op het smeltbad drijven en is in eerste instantie vloeibaar. Wanneer de las afkoelt is ook de slak afgekoeld en wordt de slak zichtbaar in de vorm van een harde breekbare brosse laag. De slak kan zich stevig hechten op de lasnaad maar het is ook goed mogelijk dat de slak als het ware achter de lastoorts weg krult.

Bij welke lasprocessen ontstaat slak?
Hiervoor zijn al een aantal lasprocessen genoemd waarbij slak kan ontstaan. Er zijn lasprocessen waarbij men opzettelijk een slak produceert om de las te beschermen tegen invloeden van buitenaf. Voorbeelden van dergelijke lasprocessen zijn:

  • BMBE lassen, lassen met beklede elektrode
  • Onder Poederdek lassen, OP-lassen
  • Elektroslaklassen
  • Exothermisch lassen
  • Lassen met poedergevulde draad,

Als men geen gebruik maakt van elektrodebekleding of poeder maar een beschermgas of vacuüm toepast, is de kans op het ontstaan van een slak kleiner. Bij het MIG/MAG lassen kan nog wel eens een slak ontstaan. In dit geval ontstaat de slak niet uit toevoegmateriaal maar uit verontreinigingen die aanwezig waren in de laskanten van de werkstukken. Deze verontreinigingen kunnen bijvoorbeeld vuil en oxide zijn. Ook door het verbranden van het lasmateriaal kan een slak ontstaan. Het verbranden van lasmateriaal gebeurd als het lasproces onvoldoende is beschermd.

Wat is het nut van een slak bij lasprocessen?
Hiervoor zijn een aantal lasprocessen genoemd waarbij opzettelijk een slak wordt geproduceerd tijdens het lasproces. Er zijn een aantal redenen waarom er bewust voor wordt gekozen om tijdens het lassen een slak te produceren. Een slak is allereerst een bijproduct dat slechts van tijdelijke aard is. De slak wordt na uitharding meestal meteen verwijdert door de lasser of nabewerker. Dit verwijderden van de slak kan doormiddel van het wegbikken van de slak met een beitel.

Tijdens het lassen heeft de slak een belangrijk nut omdat deze het smeltbad beschermd tegen ongewenste invloeden rondom het lasproces. De slak beschermd met name het smeltbad tegen verbranding tegen inwerking van stikstof uit de omringende lucht. Daarnaast heeft de slaklaag ook een isolerende werking die er voor zorgt dat de lasnaad minder snel afkoelt.

Door zure of rutiele lastoevoegmaterialen kan de oppervlaktespanning van het smeltbad worden verlaagd. Hierdoor vloeit de las mooi en wordt deze glad. De slak kan ook een ondersteunende functie hebben bij het verticaal of bovenhands lassen. Door de slak kan worden voorkomen dat het smeltbad omlaag gaat stromen voordat de las gestold is. Dit komt door basische toevoegmaterialen.

Ongewenste effecten van slak
Een slak kan gewenst zijn maar er kunnen ook fouten in de las terecht komen doordat er een slak wordt gevormd. Een slak of delen van de slak kunnen namelijk tijdens het lassen ingesloten worden in het smeltbad. Deze insluitingen behoren tot de lasfouten omdat de las op de plaatsen van de insluitingen niet solide is.

Een ander nadeel van de slak is dat deze verwijdert moet worden en dat is arbeidsintensief. De las moet worden nabewerkt met een beitel.

Welke insluitsels kunnen in lasfouten aanwezig zijn?

Tijdens het maken van een lasverbinding kunnen verschillende fouten ontstaan. Het maken van een goede lasverbinding is niet eenvoudig. Een lasverbinding wordt pas goed als aan verschillende factoren is voldaan. Zo moet het juiste lasproces worden toegepast, dit kan bijvoorbeeld autogeen, MIG/MAG, TIG en BMBE lassen zijn. Er zijn echter nog verschillende andere lasprocessen. Elk lasproces heeft zijn eigen unieke eigenschappen. Zo wordt er bij sommige lasprocessen inerte gassen gebruikt terwijl bij andere lasprocessen actieve gassen worden gebruikt. Lasprocessen zoals autogeen lassen wordt gedaan doormiddel van een vlam terwijl MIG/MAG lassen doormiddel van een elektrische boog wordt gedaan. De vlam of de elektrische boog zorgt er voor dat er veel hitte ontstaat zodat het basismateriaal van het werkstuk smelt en het lastoevoegmatiaal ook.

Metaalinsluitselsin het smeltbad
Zowel het basismateriaal als het toevoegmateriaal versmelten samen in een smeltbad. Na uitharding van het smeltbad ontstaat een stevige verbinding. Door verkeerde invloeden kan het smeltbad echter niet goed gevormd worden of ontstaan er problemen bij het stollen. Dit kan leiden tot scheuren en andere problemen. Fouten die ontstaan tijdens het lassen worden ook wel lasfouten genoemd. Naast scheuren kunnen onder andere ook insluitsels voor problemen zorgen als deze ontstaan tijdens het lasproces. Hieronder zijn een aantal voorbeelden genoemd van soorten insluitsels die kunnen ontstaan tijdens het lassen in het smeltbad.

Slakinsluitsels
Soms worden meerdere lassen over elkaar heen aangebracht. Bij sommige lassen zoals BMBE lassen ontstaat een slak op de las. Deze las dient na afloop van het lassen goed te worden verwijdert. Dit doet men door de slak los te bikken. Als men de las niet goed wegbikt kunnen delen van de slak in de nieuwe laslaag worden ingesloten. Deze insluitingen worden ook wel slakinsluitsels genoemd. Slakinsluitsels kunnen ook ontstaan wanneer de lasser op een verkeerde manier last.

Poederinsluitsels
Bij sommige lasprocessen wordt gebruik gemaakt van laspoeders.  Dit wordt onder andere gedaan bij onder poederdek lassen, dit lasproces wordt ook wel OP-lassen genoemd. Ook bij elektroslaklassen wordt gebruik gemaakt van laspoeders. Poederinsluitsels kunnen tijdens deze lasprocessen worden veroorzaakt als een veel te grote hoeveelheid laspoeder op de lasboog wordt gestrooid. Meestal wordt bij OP-lassen een teveel aan laspoeder opgezogen of door de OP-lasser verwijdert. Als dit niet gebeurd kan een nieuwe las die over de vorige las heen wordt aangebracht vervuild raken met poederinsluitsels. Daarom moet een lasnaad altijd goed schoon worden gemaakt als men meerdere lassen over elkaar heen aanbrengt.

Metaalinsluitsels
Het smeltbad moet tijdens het lasproces goed in de gaten worden gehouden door de lasser. De lasser dient tijdens de voorbewerking op het lassen een schone lasnaad te maken zodat het smeltbad niet vervuild kan worden. Tijdens het lassen kan het smeltbad vervuild raken met andere metalen dan het metaal dat wordt gebruikt als toevoegmateriaal en het metaal van het werkstuk. Metalen die niet goed meesmelten in het smeltbad kunnen ingesloten worden. Hierdoor ontstaan metaalinsluitsels. Deze insluitsels kunnen bijvoorbeeld koper bevatten van de koperen smeltbadondersteuning of wolfraam door het afbreken van de TIG-laselektrode.

Waarom zijn insluitsels lasfouten?
Insluitsels veranderen de structuur van de las. De las wordt op de plek van een insluitsel minder dicht en daardoor bestaat de kans op een scheur in de las als de las onder druk komt te staan. Insluitsels zijn lasfouten die de mechanische stevigheid van de las benadelen. Voor bepaalde constructies en werkstukken zijn insluitsels niet erg. Dit is bijvoorbeeld het geval bij constructies die niet zwaar belast worden of voor de sier worden gemaakt. Bij dragende constructies of constructiedelen moeten de lassen echter van perfecte kwaliteit zijn. Insluitsels mogen hierbij niet voorkomen. Daarom worden deze lassen over het algemeen gekeurd onder strenge normen. Deze gecertificeerde lassen worden regelmatig destructief of niet-destructief (NDO) gekeurd. De manier waarop een las gekeurd moet worden staat in de lasmethodebeschrijving.

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.

Wat zijn lasfouten en hoe ontstaan lasfouten?

Tijdens lassen worden verschillende materialen aan elkaar vast gesmolten. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van verschillende lasprocessen. Bekende lasprocessen zijn lassen met beklede elektrode (BMBE lassen), MIG/MAG lassen en TIG lassen. Naast deze lasprocessen zijn er nog vele andere lasprocessen die worden gebruikt in de metaaltechniek. Elk lasproces heeft zijn eigen specifieke kenmerken. Bij lassen wordt gebruik gemaakt van een plasmaboog of een vlam om voldoende hitte te creëren voor het smeltbad van het lasproces. Daarnaast worden bij lassen ook bepaalde inerte en actieve gassen gebruikt. Dit verschilt echter per lasproces. Het lastoevoegmateriaal is ook een belangrijk aspect van het lasproces. Al deze verschillende aspecten worden beschreven in een lasmethodebeschrijving LMB of een Welding Procedure Specification WPS. Tijdens het lassen kunnen echter fouten ontstaan.

Lasfouten
In bovenstaande inleiding is beschreven welke factoren onder andere aan de orde kunnen komen wanneer men gaat lassen. Er zijn verschillende lasprocessen en verschillende materialen die gelast kunnen worden. Lassen wordt meestal gedaan onder hoge temperaturen. Hierdoor worden materialen zeer snel opgewarmd en koelen ze daarna weer af. Hierdoor ontstaan structuurveranderingen, krimp en spanningen. De reactie van materialen op het lasproces en het gebruikte gas is verschillend. Omdat er zoveel verschillende aspecten zijn die invloed hebben op het lasproces bestaat er een kans op fouten. Er zijn veel verschillende fouten die kunnen ontstaan, deze fouten worden ook wel lasfouten genoemd en kunnen in elk lasproces optreden.

Hoe ontstaan lasfouten?
Lasfouten ontstaan doordat de lasser in het voorbereidend werk, tijdens het lassen of in de nabehandeling foutief gehandeld heeft of gebruik heeft gemaakt van ondeugdelijke materialen en gereedschappen. Een lasser kan bijvoorbeeld het lastoestel verkeerd hebben ingesteld waardoor teveel warmte wordt ingebracht en er inbrandingen ontstaan. Ook de positie van de toorts is van groot belang. Als de toorts te ver bij het smeltbad vandaan wordt gehouden kunnen insluitingen in de las ontstaan waardoor de las aanzienlijk van minder goede kwaliteit wordt.

Veel lasfouten kunnen worden voorkomen door de lasser wanneer hij of zij de lasmethodebeschrijving of Welding Procedure Specification goed leest en de aanwijzingen daarin nauwkeurig opvolgt. Er zijn echter ook externe factoren die de kans op lasfouten kunnen vergroten. Hierbij kan men bijvoorbeeld denken aan vocht, tocht, wind en temperatuurwisselingen. Ook stof en ander vuil kunnen van invloed zijn op de kwaliteit van de las.

Gevolgen van lasfouten
De oorzaken van lasfouten zijn divers en de gevolgen van d lasfouten zijn eveneens verschillend. Ook de ernst van de fouten is verschillend. Lasfouten kunnen bijvoorbeeld alleen invloed hebben op het uiterlijk van de las. Door deze lasfouten kan de las minder mooi lijken maar kan de las nog wel sterk genoeg zijn. Het uiterlijk van een las kan vaak doormiddel van nabewerking worden verbetert. Hierdoor kunnen eventuele lasfouten aan het oppervlak worden weggewerkt.

Een lasfout kan echter ook grote gevolgen hebben. Een lasfout kan bijvoorbeeld ook een scheur zijn die in de las. Voorbeelden van scheuren die in een las kunnen ontstaan zijn:

  • Stollingsscheuren of h/b scheuren
  • Lamellaire scheuren
  • Spanningsvrijgloeischeuren
  • Waterstofscheuren

Een scheur in een lasverbinding zorgt er voor dat de lasverbinding minder stevig is, de kans op het doorscheuren van een lasverbinding is dan aanwezig. Vooral wanneer de las onderdeel uitmaakt van een dragende constructie brengt een scheur ernstige risico’s met zich mee voor de stevigheid van het geheel.

Opsporen van lasfouten
Er zijn verschillende methodes waarmee men lasfouten kan opsporen. Deze opsporingsmethodes kunnen worden onderverdeeld in destructief onderzoek (DO) en niet destructief onderzoek (NDO). Bij destructief onderzoeken van lasverbindingen wordt de las daadwerkelijk vernietigd. Het product of werkstuk is daardoor niet meer bruikbaar. Daarom doet men destructief onderzoek meestal op basis van steekproeven. Tijdens destructief onderzoek kan een lasverbinding bijvoorbeeld worden doorgezaagd. Hierdoor kan men de zaagsnede goed bekijken en zien of er scheuren of insluitingen aanwezig zijn. Het spreekt voor zich dat de lasverbinding door het zagen compleet is verwoest en dat het werkstuk daardoor niet meer bruikbaar is.

Niet destructief onderzoek wordt tegenwoordig ook regelmatig toegepast. Hierbij wordt het werkstuk niet vernietigd. De meest eenvoudige vorm van niet destructief onderzoek is het visueel beoordelen van de las met ‘het blote oog’. Hierbij kan men onder andere letten op randinkarteling, inbrandingen en het uitzakken van de las.

Andere vormen van niet destructief onderzoek wordt met behulp van apparatuur gedaan. Hierbij kan men bijvoorbeeld gebruik maken van röntgenonderzoek of echografie. Bij röntgenonderzoek worden röntgenfoto’s gemaakt van de las en bij echografie wordt gebruik gemaakt van geluidsgolven. Van de onderzoeksresultaten worden rapporten opgesteld waarmee de kwaliteit van de onderzochte las inzichtelijk kan worden gemaakt.