Leren lassen

Lassen is het maken van onuitneembare verbindingen tussen materiaal waarbij de uitgangsmaterialen in elkaar worden versmolten door het verhogen van de temperatuur van de contactvlakken. Deze korte definitie zal je niet in studieboeken over lassen aantreffen omdat deze is opgesteld door Pieter Geertsma van Technischwerken.nl. Toch is de definitie breed genoeg om alle verschillende soorten lasprocessen te omvatten. Er zijn een aantal basisaspecten die je moet weten voordat je kunt leren lassen. Hieronder staan een aantal belangrijke aspecten die van belang zijn als men wil leren lassen. Uiteraard wordt daarbij begonnen met algemene aspecten die bij het lassen aan de orde komen. Voor lassen is namelijk ook theoretische kennis nodig.

Smeltbad tijdens lassen
Als je wilt leren lassen is het belangrijk te weten dat bij lassen het maken van een goed smeltbad tussen het uitgangsmateriaal en eventueel het lastoevoegmateriaal van groot belang is voor het creëren van een kwalitatief goede lasverbinding.Het smeltbad is een term die wordt gebruikt voor het vloeibaar maken van de contactvlakken van de materialen die aan elkaar moeten worden verbonden. Dit smeltbad ontstaat door het verhogen van de temperatuur. Dat kan echter op verschillende manieren gebeuren. Zo maakt men bij autogeen lassen gebruik van een brander en maakt men bij MIG/MAG lassen en BMBE lassen gebruik van een elektrische vlamboog of plasmaboog. In het smeltbad kan men ook lastoevoegmateriaal aanbrengen waardoor het smeltbad groter wordt.

Beschermgas
Het is belangrijk dat het smeltbad niet verontreinigd raakt en goed beschermd wordt doormiddel van een beschermgas of backinggas. Dit gas is bij MAG lassen een actief gas, vandaar ook de Metal Active Gas. Actief gas is meestal CO2. Er zijn ook lasprocessen waarbij gebruik wordt gemaakt van een inert beschermgas. Voorbeelden hiervan zijn MIG lassen (afkorting staat voor: Metal Inert Gas) en TIG lassen (Tungsten Inert Gas). Een inert beschermgas zoals argon of helium beschermt het smeltbad nog beter tegen verontreiniging tijdens het lassen en zorgt er voor dat er geen corrosieve werking optreed tijdens het lassen.

Materialen die je kunt lassen
Bij het woord lassen denkt men meestal aan het maken van een onuitneembare verbinding tussen metalen maar met bepaalde lastechnieken kan men echter ook kunststoffen aan elkaar verbinden. Denk hierbij aan het spiegellassen waarbij de uiteinden van twee kunststofleidingen aan elkaar worden verbonden nadat ze eerst tegen een gloeiendhete ‘spiegel’ zijn aangedrukt. Omdat de meeste mensen lassen en lastechniek koppelen aan de metaalsector wordt in deze tekst de nadruk gelegd op de toepassing in de metaaltechniek. In de metaalsector wordt lassen veelvuldig toegepast wanneer de verbinding niet uitneembaar moet zijn. Metaal kan men over het algemeen beter aan elkaar lassen dan lijmen. Ook is een lasverbinding vaak veel effectiever dan een verbinding die doormiddel van solderen tot stand komt.

Ferro of non-ferro
Lasverbindingen worden in de metaalsector toegepast bij verschillende metaalsoorten. Deze metaalsoorten worden onderverdeeld in ferro en non-ferro. Bij ferro-metalen en legeringen bestaat het hoofdbestandsdeel uit ijzer wat gevoelig is voor corrosie of roest. Een voorbeeld hiervan is koolstofstaal dat veel wordt gebruikt in de staalconstructie vanwege de stevigheid en verhoudingsgewijs gunstige prijs. Bij ferro-metaal en legeringen maakt men over het algemeen gebruik van actief gas.

Non-ferro metalen zijn minder gevoelig voor corrosie of hebben een oxidelaag die het onderliggende materiaal goed beschermd zoals bij zink en aluminium het geval is. Soms zegt men dat non-ferrometalen edeler zijn dan ferro-metalen maar dat is niet altijd het geval. Zo staat zink in het periodiek systeem der elementen lager dan ferro terwijl zink toch veel beter bestand is tegen corrosie. Denk hierbij aan het verzinken van staal waarbij het zinklaagje het onderliggende staal beschermd tegen roest.

Non-ferro metalen worden ook wel inerte metalen genoemd en worden daarom gelast met een inert beschermgas of backinggas. Een aantal voorbeelden van Non-ferro metalen zijn aluminium, nikkel en zink. Sommige legeringen bevatten echter wel ijzer maar worden toch beschouwd als non-ferro zoals roestvaststaal dat ook wel bekend is onder de afkorting rvs. Het materiaal dat gelast wordt noemt men ook wel uitgangsmateriaal en bepaald in belangrijke mate welk lastoevoegmateriaal gebruikt kan worden. Het spreekt voor zich dat men voor inert uitgangsmetaal ook een inert lastoevoegmateriaal (lasdraad) gebruikt.

Lasposities
Een las kan in verschillende posities worden aangebracht. Daarbij kan men bijvoorbeeld denken aan onder de hand lassen maar ook recht omhoog lassen wat ook wel stapelen wordt genoemd. Andere posities zijn uit de zij lassen en boven het hoofd lassen. Dit zijn verschillende lasposities en verschillen ook in complexiteit. Zo is boven het hoofd lassen veel moeilijker dan onder de hand lassen.

MLT en IWT
De hiervoor genoemde alinea’s beschrijven algemene informatie die een lasser moet weten om een goede lasverbinding te kunnen maken. Gelukkig hoeft een lasser op theoretisch vlak niet alles te weten. Daarvoor zijn lasspecialisten oftewel lastechnici. Deze specialisten hebben veel kennis van lastechniek en hebben vaak een opleiding Middelbaar Lastechnicus gevolgd. Deze opleiding wordt ook wel afgekort met MLT. Ook de opleiding IWT is mogelijk, dit staat voor International Welding Technologist. In de praktijk heeft men het ook wel over een IWT-er of een MLT-er. Deze specialisten kunnen een lasmethodebeschrijving opstellen of een welding procedure specification. Daarover lees je in de volgende alinea meer

Lasmethodebeschrijving of welding procedure specification
Lassers moeten weten hoe een lasverbinding tot stand moet worden gebracht. Vooral bij complexere werkstukken van hoogwaardige legeringen is het belangrijk dat een lasser precies weet wat er van hem of haar verwacht wordt. Dat is overigens ook het geval bij constructies die worden gemaakt voor de bouw en offshore waarbij een lasser een uitstekende lasverbinding moet leggen omdat er anders grote gevaren kunnen ontstaan met betrekking tot de constructieve stevigheid van producten en constructies.

Bij dergelijke laswerkzaamheden wordt gebruik gemaakt van een welding procedure specification (wps) of een lasmethodebeschrijving (lmb). Deze duidelijke omschrijvingen zijn meestal opgesteld door een International Welding Technologist of een Middelbaar Lastechnicus. In een lasmethodebeschrijving of welding procedure specification staat informatie over het lastproces dat gehanteerd moet worden door de lasser maar ook het lastoevoegmateriaal, het beschermgas en de laspositie die de lasser moet hanteren voor het maken van de lasverbinding. In de praktijk zullen lassers voor het maken van dergelijke lasverbindingen ook persoonlijk gecertificeerd moeten worden. Dit houdt in dat de lasser een lascertificaat moet behalen die gekoppeld is aan zijn of haar naam.

Lasvaardigheid leren
Uit de alinea’s hierboven komt naar voren dat het maken van een lasverbinding niet eenvoudig is. Er is behoorlijk wat theoretische kennis voor nodig om een goede lasverbinding te maken. Het leren van lasvaardigheid is vooral een kwestie van toepassen. Dat houdt in dat men zelf regelmatig moet oefenen met lassen. Dan leert men namelijk een goed smeltbad maken en leert men ook wat het effect is van warmte op metaal. Er ontstaat namelijk krimp en rek in een werkstuk als men bepaalde gedeelten verwarmt en andere gedeelten niet verwarmt. Het lassen is namelijk vooral het lokaal verhitten van het werkstuk.

Een lasser kan echter ook een gedeelte van het werkstuk voorgloeien. Ook dit is beschreven in de lasmethodebeschrijving of welding procedure specification. Lassers zijn vooral praktijkmensen en daarom is het verstandig om met collega-lassers informatie uit te wisselen over hoe een lasverbinding gemaakt kan worden. Veel lassers hebben door jaren ervaring zichzelf truckjes aangeleerd met betrekking tot het vasthouden van de lastoorts en het instellen van het lasapparaat. Lassen is wat dat betreft echt een beroep dat je in de praktijk moet leren. Veel lassers hebben thuis ook een lastoestel staan waardoor ze ook thuis hun lasniveau op peil kunnen houden.

Uiteraard is het verstandig om een lasopleiding te volgen bij een opleidingsinstituut dat goed bekend staat. Veel technische mbo-scholen bieden lasopleidingen aan. Daarnaast heeft ook het Nederlands Instituut voor Lastechnieken (NIL) veel informatie over lastechniek. Lasopleidingen  die erkend zijn door het NIL hebben meerwaarde op de arbeidsmarkt.

Veiligheid en lassen
Lassen is overigens een beroep met risico’s. Tijdens het lassen maakt men gebruik van hoge temperaturen waardoor er een risico is op brand. Daarnaast wordt tijdens het lassen ook een zeer schadelijk UV-licht geproduceerd waartegen de ogen beschermd moeten worden. Lassers moeten in de praktijk altijd de voorschreven persoonlijke beschermingsmiddelen dragen. Dit houdt in dat ze een vlamvertragende lasoverall moeten dragen en een lashelm. De lasdampen moeten worden afgezogen doormiddel van een goed ventilatiesysteem of een lasdampafzuiginstallatie.

Veiligheidsinstructie en personeelsinstructieformulier
Lassers moeten daarnaast ook andere materialen zoals slijptollen en slijpmachines gebruiken conform de veiligheidsvoorschriften. Bedrijven zijn volgens de arbowetgeving verplicht hun werknemers te wijzen op veilig en verantwoord werken. Uitzendbureaus die lassers als uitzendkracht bemiddelen moeten de doorgeleidingsplicht hanteren. Dit houdt in dat deze uitzendbureaus bij de opdrachtgever de veiligheidsvoorschriften en de risico’s op de werkvloer moeten opvragen en doorgeven aan de uitzendkrachten die als lasser gaan werken. Op die manier worden lassers voor de aanvang van de werkzaamheden op de hoogte gebracht van de veiligheidsrisico’s die aan het laswerk verbonden zijn en de manier waarop de veiligheidsrisico’s beperkt kunnen worden. Dit gebeurd onder andere door een personeelsinstructieformulier die veel VCU gecertificeerde uitzendbureaus hanteren.

 

Wat is nikkel en wat is vernikkelen?

Nikkel is een overgangsmetaal en is grijs/ zilverwit van kleur. Het is een scheikundig element dat wordt aangeduid met  symbool ‘Ni’. Nikkel wordt onder andere gebruikt in roestvaststaal. Ongeveer zeventig procent van de totale nikkelproductie wordt verwerkt in rvs. Daarnaast wordt nikkel gebruikt in verschillende metaallegeringen. Voorbeelden hiervan zijn inconel, incoloy en hastelloy. Nikkel behoort tot de non-ferro metaalgroep en roest niet. Deze eigenschap zorgt er voor dat nikkel toegepast kan worden om andere metaalsoorten te beschermen tegen roest. Een manier waarop nikkel als bescherming kan worden aangebracht is vernikkelen.

Wat is vernikkelen?
Vernikkelen is een proces dat kan worden toegepast om een metaal te beschermen tegen roestvorming en corrosie. Vernikkelen gebeurt door een laagje nikkel op een metaal aan te brengen. Meestal worden producten en profielen van staal vernikkeld. Staal heeft goede mechanische eigenschappen en is daarnaast goedkoop en makkelijk te verwerken. Het nadeel van staal is dat staal kan roesten. Nikkel heeft deze eigenschap niet. Door nikkel op staal aan te brengen versterken deze metalen elkaars eigenschappen. De laag nikkel moet goed verbonden zijn met de oppervlakte waarop het wordt aangebracht. Door een stevige hechting kan corrosievorming van het onderliggende staal worden tegengegaan.

Autokatalytisch of stroomloos vernikkelen
Er zijn twee verschillende manieren waarop men kan vernikkelen. De eerste methode is chemisch vernikkelen. Dit wordt ook wel autokatalytisch of stroomloos vernikkelen genoemd. Hierbij wordt geen gebruik gemaakt van elektrolyse. In plaats daarvan maakt men gebruik van een groot bad. Hierin wordt het voorwerp of onderdeel dat vernikkeld moet worden ondergedompeld. In het bad vinden autokatalytische chemische processen en reacties plaats. Deze reacties zorgen er voor dat er een laagje nikkel op het ondergedompelde object wordt aangebracht.

Galvanisch vernikkelen
Een andere methode is galvanisch vernikkelen. Dit wordt ook wel elektrolytisch vernikkelen genoemd. Dit proces valt onder galvanotechniek. Hierbij wordt ook gebruik gemaakt van een bad. In tegenstelling tot autokatalytisch vernikkelen wordt hierbij wel gebruik gemaakt van elektrolyse. Het object dat vernikkeld moet worden wordt in een groot bad gehangen. Doormiddel van elektrolyse wordt het object vernikkeld. Het object is hierbij de kathode waarop de nikkel hecht.

Wat is inert of inertie en welke eigenschappen hebben chemisch inerte materialen en gassen?

Inert is een woord dat kan worden vertaald met traag of niet actief. Het wordt in de techniek wel gebruikt om objecten en materialen mee aan te duiden die niet onderhevig zijn aan factoren van buitenaf. Wanneer men spreekt over de inertie van een bepaald materiaal heeft men het over de weerstand die een materiaal biedt tegen alle invloeden die de toestand van het materiaal proberen te veranderen van stilstand naar beweging. In het Engels wordt het woord inert ook wel gebruikt voor objecten en mensen die letterlijk en figuurlijk niet in beweging te krijgen zijn, niet uit zichzelf en niet door kracht van buitenaf. Een veel gebruikt synoniem voor inert is het woord inactief. Door de vertaling lijkt inertie een negatieve eigenschap te zijn van materialen. Dit is echter niet altijd het geval. Inertie kan zeer gewenst zijn. Vooral wanneer het chemische inertie betreft. Hierover is hieronder meer informatie weergegeven.

Wat is chemische inertie?
Chemische stoffen kunnen inert zijn. Dit houdt in dat chemische stoffen niet of nauwelijks reageren op de inwerking van andere chemische stoffen. Een chemisch inert materiaal bied weerstand tegen de uitwerking van andere chemicaliën. Edelmetalen kunnen inert zijn. Daarnaast zijn er ook edelgassen.

Inerte gassen
Voorbeelden van inerte gassen zijn helium,  argon en stikstofgas. Inerte gassen worden ook wel edelgassen genoemd. Deze gassen reageren onder normale omstandigheden niet of bijna niet met chemicaliën. Door deze eigenschap worden inerte gassen gebruikt om stoffen af te dekken zodat deze niet kunnen reageren met vocht en zuurstof uit de omringende omgeving. Door het toepassen van inerte gassen als beschermingsgassen kan een inerte atmosfeer worden gerealiseerd. Inerte gassen kunnen in de metaaltechniek onder andere worden gebruikt voor lasprocessen. Een voorbeeld hiervan is het TIG lasproces. Dit wordt letterlijk vertaald door Tungsten Inert Gas. Met deze Engelse omschrijving wordt duidelijk dat bij dit lasproces gebruik wordt gemaakt van inert gas. Meestal wordt bij TIG lassen het inerte gas argon gebruikt. Door inert gas te gebruiken tijden het lassen wordt het materiaal dat gelast wordt niet aangetast door chemicaliën. Er ontstaat een beschermende atmosfeer. Argon fungeert tijdens TIG lassen als een beschermingsgas.

Inerte metalen
Inerte metalen worden ook wel edelmetalen genoemd. Edelmetalen reageren net als inerte gassen niet op de uitwerking van andere stoffen. Hierdoor blijven de edelmetalen constant hun waarde en hun massa behouden. Edelmetalen ‘roesten’ niet, dit houd in dat ze niet aan corrosie onderhevig zijn. Dit zorgt er voor dat edelmetalen ook in een omgeving waarbij veel vocht en CO2 aanwezig is, nauwelijks aangetast worden. De bekendst en meest hoogwaardige edelmetalen zijn goud en platina. Daarnaast is ook zilver een hoogwaardig edelmetaal. Zilver reageert echter wel meer op de uitwerking van chemicaliën dan goud en platina. Edelmetalen vallen onder de metaalgroep non-ferro. Niet elk metaal in de non-ferro metaalgroep is een hoogwaardig edelmetaal. Onder non-ferro vallen ook metalen als aluminium, zink, tin en koper. Deze metalen vormen wel oxide wanneer ze in contact komen met vocht en CO2. Deze oxide kan echter ook als beschermlaag dienen tegen het onderliggende metaal.

Ferrometalen
Metalen en legeringen waarbij ferro (ijzer) als hoofdbestandsdeel wordt toegepast vallen onder de ferrometalen. Deze ferrometalen zijn ook onderhevig aan corrosie wanneer ze niet goed worden afgeschermd tegen chemicaliën zoals CO2 en chloriden. Ferrometalen zijn niet per definitie minder edel dan non-ferrometalen. Zink is een voorbeeld van een non-ferrometaal dan minder edel is dan ijzer. Metalen die reageren op de uitwerking van chemicaliën worden ook wel ‘actief’ genoemd. Bij gassen die reageren met chemicaliën wordt gesproken over actieve gassen.

Wat is zink en wat is verzinken?

Zink is een metaal en valt onder non-ferro en behoort tot de groep  3d-overgangsmetalen. Het is een scheikundig element dat wordt aangeduid met symbool Zn. Het atoomnummer van zink is 30. De kleur van zink is blauw wit. Zink wordt in de techniek in verscheidene producten gebruikt. Hieronder is uitgelegd wat de eigenschappen zijn van zink en waar zink in de techniek wordt toegepast. Ook het proces verzinken is beschreven.

Eigenschappen van zink
Zink heeft een laag smeltpunt dit ligt op 419,5 °C, het kookpunt van zink ligt bij 907 °C. Door het lage smeltpunt kan zink vrij eenvoudig omgesmolten worden. Een nadeel hiervan is dat zink niet goed gebruikt kan worden in een omgeving met hoge temperaturen. Zink is een vrij bros metaal maar is goed beschermd tegen ‘roest’.  Dit is een bijzondere eigenschap waardoor zink veel gebruikt wordt in de techniek. Zink is overigens een onedel metaal.

Toepassingen van zink in de techniek
Zink wordt in de techniek op verschillende plaatsen en in verschillende producten toegepast. Zo wordt zink gewalst tot plaat of worden er plaatprofielen en buizen van gemaakt. De platen en plaatprofielen en buizen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als dakbedekking en regenwaterafvoer. Een laag basisch zinc-carbonate beschermd zink tegen roesten.

Daarnaast wordt een zinkanode gebruikt voor kathodische bescherming. Wanneer een zinkanode is aangebracht aan bijvoorbeeld een stalen schip onder de waterlijn kan het schip tegen corrosie worden beschermd. Het zinkblok wordt dan weggevreten maar het schip is beschermd.

Zink wordt daarnaast veel gebruikt in het vervaardigen van scharnieren en deurgrepen. Door het spuitgietproces kunnen zinken producten massaal worden vervaardigd en zijn ze relatief goedkoop. Daarnaast wordt zink gebruikt af hoofdbestandsdeel van Zamak. Dit is een legering met ongeveer negentig procent zink en daarnaast, aluminium, magnesium en  koper als bestandsdelen. Zamac wordt onder andere gebruikt voor carburateurs en modelauto’s.  

Verzinken
Daarnaast wordt zink gebruikt voor het verzinken van staal. Ongeveer dertig procent van de totale zinkproductie wordt gebruikt voor het verzinken van staal. Verzinken kan onder andere gedaan worden door staalproducten onder te dompelen in een zinkbad van een verzinkerij. In een zinkbad is vloeibaar, gloeiend heet zink aanwezig  daarom wordt dit proces ook wel thermisch verzinken genoemd.

Daarnaast kan verzinken ook gedaan worden doormiddel van elektrolyse. Dit proces wordt elektroplating genoemd. Ook sherardiseren, ook wel diffusie verzinken genoemd, wordt toegepast om staal en gietijzer te voorzien van een zinklaag. Dit gebeurd doormiddel van droge diffusie waarbij zinkstof tot ongeveer 370 graden C wordt verhit en samengevoegd wordt met producten van staal in een roterende trommel. Hierdoor ontstaat op de ferro-producten een dunne, slijtvaste zinklaag die het product beschermd tegen corrosie.

Wat is een Zamak legering?

Zamak is een legering die valt onder non-ferro omdat ijzer geen onderdeel is van de legering . Het belangrijkste bestandsdeel van Zamaklegeringen is zink. Ongeveer negentig procent van deze legering bestaat uit zink. Daarnaast zijn er een aantal andere bestandsdelen aan de Zamaklegering toegevoegd. Aluminium en koper zijn hiervan de belangrijkste. Zamak is overigens een samengestelde naam die staat voor de Duitse beginletters van bepaalde metalen. De totale legering van Zamak is hieruit op te maken.  Zink, Aluminium, MAgnesium, Kupfer (Duits voor koper). Het percentage van de toepassing van deze extra bestandsdelen is afhankelijk van de toepassing van Zamak.

Eigenschappen van Zamak
Het smeltpunt van Zamak is vrij laag waardoor het materiaal niet geschikt is om te gebruiken boven een temperatuur van 120 graden. Een voordeel van de lage temperatuur is wel dat Zamak gemakkelijk gesmolten kan worden. Daarnaast heeft Zamak een dunvloeibaarheid. Hierdoor kan het goed gegoten worden, ook in producten van een geringe wanddikte. In Zamak producten zitten vaak wel hele kleine luchtbellen. Dat is een nadeel. Daarom moet Zamak als het voor kunstobjecten wordt gebruikt vaak wel nabewerkt worden of gespoten.

Wanneer werd Zamak voor het eerst gebruikt?
Zamak werd toegepast aan het begin van de 20ste eeuw. Het werd toen naast toepassingen in de techniek ook veel gebruikt in beelden. Zamak is goedkoper dan brons. Daarom werden met name beelden uit de massaproductie van Zamak vervaardigd.

Toepassing van Zamak tegenwoordig
Ook tegenwoordig wordt Zamak nog gebruikt. Zo wordt de legering onder andere gebruikt bij het gieten van onderdelen van modelauto’s of modelbouwpakketten. Ook wordt het gebruikt bij verschillende soorten hang en sluitwerk. Deze producten kunnen naar wens ook worden verchroomd zoals bijvoorbeeld bij handgrepen wel gebeurd. Daarnaast wordt Zamak toegepast bij carburateurs en  worden de gewichtjes die worden gebruikt voor het uitbalanceren van de wielen van een auto vaak van Zamak vervaardigd. Deze zijn niet van lood omdat dat in de Europese Unie niet meer mag.