Hoe Tig lasparameters kiezen?

1. Soorten en grootte van lasstroom

De keuze van het type en de grootte van de lasstroom is cruciaal voor het bereiken van optimale laskwaliteit en prestaties. Het stroomtype wordt voornamelijk bepaald door de materiaaleigenschappen van het werkstuk, terwijl de stroomgrootte van grote invloed is op de inbranddiepte van de las en de algehele integriteit van de lasverbinding.

Huidig type:
De keuze tussen wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC) hangt af van de thermische en elektrische eigenschappen van het werkstukmateriaal. Gelijkstroom wordt bijvoorbeeld meestal gebruikt voor staal en roestvrij staal, terwijl wisselstroom de voorkeur heeft voor aluminium en magnesiumlegeringen vanwege de kathodische reinigende werking, die oppervlakteoxides afbreekt.

Huidige grootte:
De grootte van de lasstroom is een cruciale parameter die rechtstreeks van invloed is op de inbranddiepte, de geometrie van de lasrups en de eigenschappen van de warmte-beïnvloede zone (HAZ). De keuze wordt beïnvloed door verschillende factoren:

1. Materiaalsamenstelling en dikte
2. Configuratie van de verbinding (bijv. stuik-, overlap-, T-verbinding)
3. Laspositie (vlak, horizontaal, verticaal of boven het hoofd)
4. Type elektrode en diameter
5. Samenstelling afschermingsgas
6. Reissnelheid
7. Gewenste laseigenschappen (sterkte, taaiheid, corrosiebestendigheid)

Bij handmatige lasprocessen zoals TIG-lassen (Tungsten Inert Gas) kan het vaardigheidsniveau van de lasser ook een rol spelen bij het bepalen van de optimale stroominstelling. Ervaren lassers kunnen werken met hogere stromen, waardoor een diepere penetratie en hogere verplaatsingssnelheden worden bereikt.

Het is belangrijk op te merken dat moderne lasstroombronnen vaak geavanceerde functies bieden zoals pulserende stroom en golfvormregeling, waarmee de lasparameters nauwkeurig kunnen worden afgesteld om optimale resultaten te behalen voor specifieke toepassingen.

2. Diameter en eindvorm van wolfraamelektrode

De eindvorm van de wolfraamelektrode is een belangrijke procesparameter. Verschillende eindvormen worden gekozen op basis van de soort lassen gebruikte stroom.

De grootte van de tiphoek α beïnvloedt de toelaatbare stroom van de wolfraamelektrode, het starten van de boog en de boogstabiliteit.

Tabel 1 toont het aanbevolen stroombereik voor verschillende wolfraam elektrode tip maten.

Bij het lassen met lage stroomsterkte kan het gebruik van een wolfraamelektrode met een kleine diameter en een kleine kegelhoek de boog gemakkelijk ontsteken en stabiel maken.

Bij het lassen met hoge stroomsterkte kan het vergroten van de kegelhoek voorkomen dat de punt oververhit raakt en smelt, het verlies verminderen en voorkomen dat de boog zich naar boven uitstrekt en de stabiliteit van de kathodevlek beïnvloedt.

De tiphoek van de wolfraamelektrode heeft ook een zekere invloed op de diepte en breedte van de las. Het verkleinen van de kegelhoek vermindert de diepte van de las en vergroot de breedte, en omgekeerd.

3. Gasstroom en mondstukdiameter

Het optimaliseren van de gasstroom en de diameter van het mondstuk is cruciaal voor het bereiken van een superieure laskwaliteit en efficiëntie bij gasmetaalbooglassen (GMAW). Deze parameters hebben een directe invloed op de beschermgasdekking, boogstabiliteit en algemene lasintegriteit.

Het gasdebiet en de diameter van het mondstuk vertonen een symbiotische relatie, met een optimaal bereik dat de effectieve beschermingszone maximaliseert en tegelijkertijd turbulentie en contaminatie minimaliseert. Een te lage gasstroom tast het afschermingseffect aan, waardoor het lasbad kwetsbaar wordt voor atmosferische contaminatie. Omgekeerd kan een te hoge gasstroom turbulentie veroorzaken, waardoor atmosferische gassen kunnen binnendringen en de laskwaliteit in het gedrang komt.

Houd bij het kalibreren van de gasstroom rekening met de volgende factoren:

1. Lage stroomsnelheden: Onvoldoende om omgevingslucht te verdringen, wat resulteert in slechte afscherming en mogelijke lasdefecten zoals porositeit of oxidatie.
2. Hoge stroomsnelheden: Kan turbulentie veroorzaken, wat leidt tot gasverspilling en mogelijke lascontaminatie door luchtinsluiting.

De keuze van de spuitdopdiameter is net zo belangrijk:

1. Te kleine mondstukken: Genereren gasstromen met hoge snelheid die gevoelig zijn voor turbulentie, waardoor het beschermde gebied wordt beperkt en mogelijk lasdefecten worden veroorzaakt.
2. Te grote spuitmonden: Belemmeren het zicht, verminderen de stroomsnelheid van het gas en verminderen de algehele beschermende effectiviteit.

Om deze parameters te optimaliseren:

• Gebruik computational fluid dynamics (CFD)-simulaties om gasstromingspatronen te visualiseren en het ontwerp van straalpijpen te optimaliseren.
• Gebruik gepulseerde gastoevoersystemen om de dekking te behouden en tegelijkertijd het totale gasverbruik te verminderen.
• Houd rekening met de laspositie, verbindingsconfiguratie en materiaaleigenschappen bij het kiezen van debieten en mondstukafmetingen.
• Real-time monitoringsystemen implementeren om de gasstroom aan te passen op basis van de lasomstandigheden.

Zie tabel 2 voor de selectie van handgastungsten booglassen opening van het mondstuk en de stroomsnelheid van het beschermgas.

4. Lassnelheid

De keuze van de lassnelheid wordt voornamelijk bepaald door de dikte van het werkstuk en moet zorgvuldig worden gecoördineerd met andere kritische parameters zoals lasstroom, voorverwarmingstemperatuur en type elektrode. Deze synergie zorgt voor het bereiken van de vereiste inbranddiepte en -breedte, wat uiteindelijk bepalend is voor de laskwaliteit en -sterkte.

Bij snelle automatische lasprocessen, zoals robotisch TIG- of laserlassenwordt de invloed van de lassnelheid op de effectiviteit van het beschermgas een cruciale overweging. Te hoge lassnelheden kunnen leiden tot een aanzienlijke vertraging in de beschermende gasstroom, waardoor de wolfraamelektrodetip, de boogkolom en het lasbad mogelijk worden blootgesteld aan atmosferische verontreiniging. Deze blootstelling kan leiden tot oxidatie, porositeit en andere lasdefecten die de integriteit van de las aantasten.

Om deze risico's te beperken en optimale bescherming te bieden, moeten lassers de juiste tegenmaatregelen nemen. Deze kunnen bestaan uit:

1. Verhogen van de beschermgasstroom evenredig met de lassnelheid
2. De lastoorts naar voren kantelen onder een berekende hoek (meestal 10-15 graden) om de gasstroom naar het oprukkende smeltbad te leiden.
3. Gebruik van geavanceerde gasmondstukontwerpen die laminaire stroming en uitgebreide gasdekking bieden
4. Gebruik van slepende schilden of extra gasverspreiders voor betere bescherming in kritieke toepassingen

5. Afstand tussen spuitmond en werkstuk

Hoe verder de afstand, hoe slechter de gasbescherming. Als de afstand echter te klein is, kan dit de zichtlijn van de lasser beïnvloeden en er gemakkelijk voor zorgen dat de wolfraamelektrode in contact komt met het smeltbad, met insluiting van wolfraam als gevolg.

Over het algemeen is de afstand tussen het uiteinde van de spuitmond en het werkstuk tussen 8 en 14 mm.

Tabel 3 geeft een overzicht van de referentie lasparameters voor het lassen met wolfraam inert gas van verschillende materialen.