Lasvervorming in roestvast staal kan leiden tot aanzienlijke problemen bij metaalbewerking. Het artikel onderzoekt verschillende methoden om deze vervormingen te controleren en te corrigeren, zoals het gebruik van koperplaten, waterkoelingstechnieken en het aanpassen van lasparameters. Door deze technieken te begrijpen, kunnen lassers de kwaliteit en efficiëntie van hun werk verbeteren en zo zorgen voor betere prestaties van roestvaststalen componenten. Deze gids biedt praktische oplossingen en inzichten om vervorming te minimaliseren en de algehele lasresultaten te verbeteren. Lees verder en ontdek de beste manieren om deze veelvoorkomende lasuitdaging aan te pakken.
Tijdens de fabricage van roestvaststalen onderdelen is vervorming van de onderdelen een veel voorkomend probleem dat optreedt als gevolg van het lassen. Deze vervorming is slechts een oppervlakteverschijnsel, veroorzaakt door oververhitting van het lasmetaal en de warmte beïnvloede zone als gevolg van de laswarmtebron. Deze oververhitting resulteert vaak in grove korrelstructuren in het lasmetaal en de warmte beïnvloede zone, wat kan leiden tot defecten en een negatieve invloed kan hebben op de prestaties van het metaal.
Om deze negatieve effecten te voorkomen en de temperatuur van de onderdelen onder controle te houden, is het belangrijk om de temperatuur van de onderdelen te regelen. Wachten tot de onderdelen zijn afgekoeld alvorens verder te gaan met de volgende lasproces kan tijdrovend zijn en de efficiëntie van het werk negatief beïnvloeden.
Om dit probleem aan te pakken zijn verschillende oplossingen voorgesteld. Bij specifieke lasprocessen is het volume van de onderdelen nauw verbonden met de dichtheid van de lasrups en de lasvoeten. Bijvoorbeeld, bij het verwerken van roestvast stalen plaatdelen smelt de hittebron (boog) het basismetaal (de delen) tijdens het lassen, waarbij een smeltbad wordt gevormd. Na natuurlijke afkoeling en kristallisatie wordt het lasnaad wordt gevormd.
Als de onderdelen echter te klein zijn, wordt de laswarmte niet snel verdeeld kan worden, wat leidt tot vervorming van de onderdelen en hun uiterlijk en vorm aantast. Om dit probleem op te lossen, moeten verschillende aspecten worden aangepakt.
Op dit moment zijn er twee veelgebruikte lasmethoden voor lassen van roestvrij staal in de meeste fabrieken:
Handmatig booglassen (MMAW), ook wel bekend als Shielded Metal Arc Welding (SMAW) of stoklassen, is een traditionele lasmethode die een aanzienlijke vaardigheid en expertise van de lasser vereist. Bij dit proces wordt een elektrische boog gecreëerd tussen een elektrode en het werkstuk om metalen te smelten en samen te voegen.
Hoewel MMAW veelzijdigheid biedt op het gebied van materiaalcompatibiliteit en draagbaarheid, brengt het ook een aantal uitdagingen met zich mee:
Ondanks deze beperkingen blijft MMAW relevant in verschillende toepassingen vanwege de voordelen:
Om MMAW processen te optimaliseren, richten moderne ontwikkelingen zich op het verbeteren van elektrodeformules, het implementeren van gepulseerde stroombronnen en het verbeteren van lasserstraining door middel van virtual reality simulaties. Deze ontwikkelingen zijn erop gericht om enkele van de traditionele beperkingen te verminderen terwijl de inherente flexibiliteit en eenvoud van de methode behouden blijft.
Gasbeschermd booglassen omvat verschillende technieken, waaronder Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) en Gas Metal Arc Welding (GMAW), die bijzonder effectief zijn voor het lassen van roestvast staal. Deze methoden maken gebruik van inerte gassen zoals argon of actieve gasmengsels (bij MAG lassen) als beschermmedium. De voordelen van gasbeschermd lassen zijn onder andere hoge lassnelheden, geminimaliseerde warmte-beïnvloede zones (HAZ) en minder nabewerking na het lassen.
Voor het lassen van roestvast staal worden gasbeschermde processen sterk aanbevolen om thermische vervorming te minimaliseren en de materiaaleigenschappen te behouden. Bij het ontwerpen van de lasvolgorde is het cruciaal om vervormingsbeperkende technieken toe te passen zoals gebalanceerd lassen (afwisselend links-rechts), symmetrische laspatronen en back-step lassen. Deze methoden moeten belangrijke principes volgen: van binnen naar buiten lassen, van kleinere naar grotere lassen en van korte naar lange lassen.
Lasparameters, met name stroom en spanning, hebben een grote invloed op de laskwaliteit en vervorming. Naarmate de dikte van roestvaststalen componenten toeneemt, moet de lasstroom evenredig worden aangepast. Een nauwkeurige regeling van de warmte-inbreng is echter cruciaal. Onvoldoende stroom kan leiden tot onvoldoende smelting of inbrandfouten, terwijl overmatige stroom kan leiden tot verhoogde vervorming, korrelgroei of zelfs doorbranden in dunne doorsneden.
Om de lasprestaties te optimaliseren, moeten de parameters worden verfijnd op basis van materiaaldikte, verbindingsontwerp en specifieke lasvereisten. Bijvoorbeeld:
Daarnaast zijn de juiste keuze van toevoegmetaal (bijv. ER308L voor 304 roestvast staal) en het aanhouden van de juiste verplaatsingssnelheden essentieel voor het bereiken van een optimale laskwaliteit en het minimaliseren van vervorming bij de productie van roestvast staal.
Als de lasmethode bijvoorbeeld een L-vorm, T-vorm of overlappende delen in een plat vlak is, kan een koperen plaat (met een dikte van meer dan 8 mm) onder de delen worden toegevoegd, zoals weergegeven in afbeelding 1.
Fig.1 koperplaat onderdeeltjes
De warmteoverdrachtsefficiëntie van koper is hoger dan die van staal, dus het gebruik van een koperen plaat kan de verwijdering van laswarmte en minimaliseren thermische vervorming van de onderdelen.
Als de onderdelen niet vlak zijn of de neiging hebben om op te zwellen, waardoor nauw contact met de koperplaat moeilijk wordt, kan een dik katoenen materiaal met een hoge waterabsorptie of een doordrenkte mat onder de lasrups van de onderdelen worden gelegd. Dit zal ook effectief de vervorming verminderen.
Als de vorm van de onderdelen complex is of als er geen ruimte is voor een koperen plaat, is bovenstaande oplossing niet altijd haalbaar. In dergelijke gevallen moet de waterkoelmethode worden gebruikt (zie afbeelding 2).
Fig.2 waterkoelmethode
Waterkoeling wordt over het algemeen ingedeeld in twee categorieën:
① Sproeikoeling:
Bij deze methode wordt water op de achterkant van de lasrups van de onderdelen gespoten, wat geschikt is voor onderdelen met grotere oppervlakken. Het is cruciaal om de hoek van de waterstroom aan te passen voor T-vorm of L-vorm overlap om te voorkomen dat er water in de laspositie stroomt.
Het voordeel van deze methode is dat ze efficiënt koelt en geschikt is voor massaproductie. Het nadeel is echter dat er speciale apparatuur voor nodig is en dat deze methode alleen geschikt is voor bewerkte onderdelen van één type.
Natte zandkoeling:
De sproeikoelmethode is niet toepasbaar voor vlakke verbindingslassen omdat deze er niet voor kan zorgen dat er geen water in het laspad stroomt. In plaats daarvan kan de natte zandkoelmethode worden gebruikt. Hierbij worden containers (groter dan de lasonderdelen) gevuld met zand, wordt het zand volledig verzadigd met water en worden de onderdelen vlak op het natte zand gelegd voordat ze worden gelast.
Hierdoor komt de achterkant van de lasrups volledig in contact met het natte zand en kan het lassen beginnen. Het voordeel van deze methode is de eenvoudige bediening en de geschiktheid voor alle complexe vormen. Het nadeel is dat het niet eenvoudig is om grote onderdelen te maken.
Dit heeft over het algemeen betrekking op het lassen van onderdelen met een dikte van meer dan 6 mm. Door de grote afmetingen van de onderdelen, de lange laslengte en de grote lashoogte (groot smeltbadgebied en uitgebreide hete zone) kan tijdens het lassen buigvervorming optreden door thermische vervorming. Om dit probleem aan te pakken, moeten verschillende maatregelen worden genomen:
① Vóór het lassen moeten adequate koelmaatregelen worden getroffen (zie het koelschema voor kleine onderdelen);
② Lastoeslag voor vervorming:
Aangezien het voor de meeste onderdelen moeilijk is om symmetrisch of gelijktijdig aan één kant te lassen, zal ongelijkmatige verwarming leiden tot buigvervorming tijdens het lassen. Om dit te beperken moet de vervorming van de delen worden tegengegaan in de tegenovergestelde richting van de vervorming, gebaseerd op de lengte van de delen, de dikte van het materiaal (hoogte van de lasrups) en de vorm.
Dit vereist ervaren engineering- en technisch personeel en geschoolde arbeiders om beoordelingen te maken op basis van ervaring. Er worden opspanningen gebruikt om de onderdelen vast te zetten en na de fabricage van het eerste stuk worden er fijnafstellingen gedaan op basis van het werkelijke effect.
Fig.3 lastoeslag voor vervorming
Het lassen van roestvast staal brengt unieke uitdagingen met zich mee in vergelijking met gewoon koolstofstaal vanwege de lagere thermische geleidbaarheid en de hogere elektrische weerstand en thermische uitzettingscoëfficiënt. Deze eigenschappen resulteren in een tragere warmteafvoer en een grotere thermische vervorming tijdens het lasproces.
Na de fabricage kunnen roestvaststalen onderdelen dimensionale veranderingen ondergaan tijdens transport, trillingen, beweging of temperatuurschommelingen, zelfs als de vervorming van het oppervlak niet onmiddellijk zichtbaar is. Deze veranderingen kunnen het uiterlijk, de maatnauwkeurigheid en de prestaties van de gelaste onderdelen aanzienlijk beïnvloeden.
Daarom is spanningsontlasting van cruciaal belang voor grote roestvaststalen onderdelen na fabricage, vooral voor dikke secties (gekenmerkt door een hoge laspenetratie en grote smeltpoelen) en onderdelen met meerdere lasrupsen. Spanningsontlasting kan op twee manieren worden bereikt: natuurlijke veroudering of kunstmatige veroudering.
Natuurlijke veroudering wordt vaak gebruikt voor grote gietstukken, maar is over het algemeen ongeschikt voor gelaste roestvrijstalen onderdelen vanwege het langdurige en onvoorspelbare proces, waardoor het moeilijk te controleren en te integreren is in moderne productietijdlijnen.
Kunstmatige veroudering, een meer gecontroleerde aanpak, kan verder worden gecategoriseerd in veroudering door warmtebehandeling en veroudering door trillingen:
Vanwege deze voordelen is veroudering door middel van trillingen de voorkeursmethode voor spanningsontlasting geworden voor veel roestvaststalen productiefaciliteiten. Het biedt een efficiënte, economische en niet-invasieve oplossing om de stabiliteit op lange termijn en de prestaties van gelaste roestvaststalen componenten te verbeteren zonder de structurele integriteit of de oppervlakteafwerking aan te tasten.
Lasvervorming blijft een inherente uitdaging bij de productie van roestvast staal en heeft een aanzienlijke invloed op de precisie en functionaliteit van gelaste componenten. Om deze effecten te beperken is een allesomvattende aanpak nodig die geavanceerde lastechnologieën, geoptimaliseerde procesparameters en strategische planning integreert. De belangrijkste aandachtsgebieden zijn:
Effectieve beheersing van lasvervorming vereist een synergetische samenwerking tussen technische teams en lasoperators. Deze samenwerking moet gebruik maken van theoretische principes, empirische gegevens en real-time procesfeedback om adaptieve fabricagestrategieën te ontwikkelen. Door geavanceerde simulatietools te integreren met expertise op de werkvloer kunnen fabrikanten hun benadering om vervorming te minimaliseren iteratief verfijnen.
Bovendien kan het omarmen van Industrie 4.0 technologieën zoals in-situ monitoringsystemen en machine learning algoritmen real-time inzichten verschaffen in het lasproces, waardoor dynamische aanpassingen mogelijk zijn om optimale omstandigheden te handhaven. Deze datagestuurde aanpak verbetert niet alleen de productkwaliteit, maar draagt ook bij aan continue procesverbetering en kennisopbouw.
Door lasvervorming rigoureus aan te pakken via deze veelzijdige benadering, kunnen fabrikanten consistent hoogprecieze roestvrijstalen componenten produceren die voldoen aan steeds strengere toleranties en prestatiecriteria in verschillende industriële toepassingen.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR