Blog Ko Buijs - Vloeiboren

Vloeiboren is over het algemeen niet zo erg bekend. Het is een techniek om snel gaten te maken in metaal, zonder dat er materiaal verloren gaat. Feitelijk is dit proces toe te passen op de meeste constructiemetalen, hoewel het in de praktijk niet zo vaak wordt gebruikt op roestvast staal. Naast de voordelen kent deze bewerking ook nadelen. Dat laatste geldt vooral voor roestvast staal, zodra dit materiaal in de buitenlucht wordt opgesteld.

Door Ko Buijs - Innomet Consultancy B.V.


Met een puntig voorwerp van een hittebestendig hardmetaal, wordt een gat in het roestvast staal gemaakt. Dat gebeurt door wrijvingswarmte, waardoor het metaal op die plaats plastisch wordt. De vloeiboor baant zich dan in korte tijd een weg door het materiaal. Het plastisch vervormde metaal vormt zich als een soort bus om het gat, zoals dat te zien is bij B in onderstaande afbeelding. Op deze wijze kan er zelfs schroefdraad gesneden worden in de ontstane bus. Ook kan het naar boven gevloeide metaal weggesneden worden, zodat de kraag verdwijnt. Wel is het dan belangrijk dat het bewerkte oppervlak glad genoeg is om optimaal corrosiebestendig te zijn; want des te ruwer het oppervlak is, des te gevoeliger het is voor corrosie.
 

Principe van vloeiboren; positie A is de beginsituatie en bij B wordt het metaal heet door de rotatie, ontstane wrijving en druk van het hardmetaal. Het materiaal wordt daardoor week en plastisch, zodat de vloeiboor door het materiaal heen wordt gedrukt. Er is geen materiaalverlies, want er ontstaat een soort bus om de vloeiboor waar zelfs schroefdraad in gesneden kan worden zoals te zien is bij C. Het nadeel van vloeiboren is dat het materiaal in de plastische fase niet beschermd wordt door een inert gas. Het materiaal wordt ter plaatse rood heet en dat betekent dat die zone verbrandt door zuurstof uit de aanwezige lucht. Roestvast staal dat aan het oppervlak verbrand is, verliest op die plaats voor een groot deel zijn corrosiebestendigheid. Ook is het niet meer goed te passiveren door zuurstof uit de omgevingslucht. De verbrande oxidehuid bestaat uit meerdere laagjes, die hun eigen fysische eigenschappen bezitten. Dat betekent dat de laagjes ook een verschil in uitzettingscoëfficiënt hebben. Dat leidt er weer toe dat door temperatuurschommelingen microscheurtjes ontstaan in de verbrande oxidehuid.


De kleine chloorionen kunnen zich daardoor gemakkelijk een weg banen om het onderliggende roestvast staal aan te tasten. Dat is de reden dat aanloopkleuren na het lassen altijd verwijderd dienen te worden. Doet men dat niet dan gaat het meestal fout bij de aanwezigheid van een elektrolyt. Met vloeiboren heeft men in feite ook een verbrande zone en mogelijk ook aanloopkleuren en die moeten vooral in natte toepassingen verwijderd worden. Zodra een buis in zo’n gevloeiboord gat wordt gestoken, zijn er een aantal mogelijkheden om de buis vast te zetten. Het beste is om een rondlas te leggen om de buis, maar dan moet bij voorkeur wel eerst de kraag verwijderd zijn. Deze kraag is te zien bij B op de bovenstaande afbeelding. Indien dat niet wordt gedaan, zullen er teveel oxiden in de lasverbinding komen, waardoor de corrosiebestendigheid ter plaatse ondermijnd wordt. Als de constructie droog blijft, dan is er feitelijk niet veel aan de hand, maar als zo’n constructie in de buitenlucht wordt geplaatst, dan zullen er corrosieproblemen ontstaan. Dat is vooral het geval indien een buis in een kokerprofiel wordt geperst. Op onderstaande foto is daar een voorbeeld van te zien. Met het persen van de buis blijft er een capillaire ruimte tussen de buis en het kokerprofiel bestaan, waardoor de verbrande zone snel wordt aangetast.

(Corrosie in een gevloeiboord gat)


Bovendien is er ook nog een grote kans op spleetcorrosie omdat de zuurstoftoevoer ter plaatste beperkt is. Het is belangrijk dat de capillaire spleet wordt afgedicht.