Blog Ko Buijs - Orbitaal lassen en het gebruik van een weldingflux
Orbitaallassen is een kostbaar en geavanceerd lasproces om lasverbindingen te maken in buizen van roestvast staal waar zeer hoge eisen aan gesteld worden. De gesloten laskop van de TIG-orbitaallasmachine beweegt zich in cirkelvormige baan om de buis heen. Het doel van hiervan is dat men met dit lasproces een reproduceerbare hoogwaardige las kan leggen die probleemloos kan voldoen aan hoge eisen die gesteld worden in bepaalde sectoren. Grote voordelen hiervan zijn een lage warmte-inbreng, hogere productiesnelheid en een veel grotere onafhankelijkheid van de persoon die de lasverbinding moet leggen.
Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
Ook wordt met dit lasproces een gladde doorlaszijde verkregen wat belangrijk is tegen allerleivuilafzettingen en bacteriën. Daardoor wordt ook de corrosiebestendigheid van de doorlassing verhoogd. Overige voordelen die genoemd kunnen worden zijn een homogene las zonder imperfecties die over goede mechanische eigenschappen beschikt. Een dergelijk hoogwaardig lasproces wordt vooral toegepast in de semi-conductorsector en de farmacie maar ook steeds meer in de voeding- en zuivelsector. Dankzij nieuwe smelt- en raffinagetechnieken is het tegenwoordig commercieel mogelijk om materiaalsamenstellingen te realiseren die steeds zuiverder worden. In de jaren zestig en zeventig vond men bijvoorbeeld een koolstof- en zwavelgehalte van respectievelijk 0,08% en 0,03% in roestvast staal al een prima resultaat. Tegenwoordig is het heel gewoon dat een koolstofgehalte van 0,03% wordt behaald alsmede een zwavelgehalte van maximaal 0,002%. Koolstof en zwavel zijn echter elementen die de oppervlaktespanning van het vloeibare metaal naar beneden brengen. Des te meer deze elementen aanwezig zijn, des te beter wordt de vloeibaarheid tijdens het lassen. Dus als de oppervlaktespanning hoger wordt, zal het steeds moeilijker worden om een goede doorlassing te krijgen. Dit zal vooral gemerkt wordenals het zwavelgehalte slechts enkele duizenden van een procent gaat worden.
De corrosiespecialist vindt deze lage koolstof- en zwavelgehaltes fantastisch maar de lasingenieur vindt het min of meer een drama, want het wordt steeds moeilijker een goede lasverbinding te maken. Om dit probleem tegen te gaan, worden er tegenwoordig lastoevoegmaterialen op de markt gebracht die bewust een hoger zwavelgehalte hebben gekregen om die oppervlaktespanning te verlagen teneinde een goede doorlassing te krijgen. Het zal duidelijk zijn dat de corrosiespecialist hier minder blij mee is. In het geval van het lassen van austenitisch roestvast staal zonder lastoevoegmateriaal, kan in het beschermgas 5% waterstof toegevoegd worden. Dat zorgt ervoor dat de temperatuur in het smeltbad toeneemt met ook een betere doorlassing tot gevolg. Uiteraard kan men beide opties ook combineren met vaak een nog beter resultaat. Overigens wordt met klem ontraden om waterstof in het schermgas te gebruiken als er duplex (1.4462) gelast moet worden. Dat heeft te maken met het mogelijk verbrossen van de ferrietfase. Vooral is orbitaal lassen extra gevoelig voor een laag zwavelgehalte. Zoals eerder is gesteld kan het gebeuren dat de doorlassing niet voldoende is omdat het materiaal een te hoge oppervlaktespanning heeft. Daarom worden er tegenwoordig fluxen op de markt gebracht die dit probleem elimineren.
Orbitaal lassen met gesloten kop (foto van Rijn RVS).
Om de doorlassing te verbeteren is een weldingflux ontwikkeld die de lasboog a.h.w. insnoert tot een smaller gebied. Dit betreft een niet giftige weldingflux die ontwikkeld is door het Welding Institute met als doel om het doorlasprobleem op te lossen. Er zijn proeven gedaan met twee AISI 316L buizen die een zwavelgehalte hadden van 0,025% en 0.002%. Na het orbitale lassen bleek de buis met 0,025% zwavel geen enkel probleem op te leveren met de doorlassing. Maar de buis met het zeer lage zwavelgehalte was niet goed doorgelast en dat is onacceptabel omdat dergelijke zones verhoogd kans geven op corrosie en breuk. Na het aanbrengen van de flux met een soort viltstift aan de laszijde was het resultaatbijzonder goed te noemen. Het was zelfs te goed doorgelast waardoor de lasparameters bijgesteld moesten worden. De hierboven besproken weldingflux is een buitengewoon interessante ontwikkeling om de problemen met het moeizame doorlassen tijdens het orbitaal lassen op te lossen. Het geheim zit in het feit dat de oppervlaktespanning wordt verlaagd en doordat de breedte van de lasboog wordt versmald zoals hierboven reeds is gesteld.
