Heb je je ooit afgevraagd waarom sommige lassen sterk zijn en andere niet? Dit artikel gaat in op de kritieke zones die worden beïnvloed tijdens het lassen: de lasfusiezone en de warmte-beïnvloede zone (HAZ). Inzicht in deze zones is cruciaal, omdat ze de integriteit en prestaties van lasverbindingen aanzienlijk beïnvloeden. Door de betrokken structuren en thermische cycli te onderzoeken, krijgt u inzicht in de uitdagingen en methoden om de laskwaliteit te verbeteren. Ontdek hoe u lastechnieken en materialen kunt optimaliseren voor sterkere, betrouwbaardere lassen.
Tijdens het smeltlassen vindt er in de las een reeks veranderingen plaats van smelt- naar vastestoffase door de inwerking van de laswarmtebron.
Bovendien worden de structuur en de eigenschappen van het ongesmolten basismetaal aan beide zijden van de las veranderd door de invloed van de laswarmteoverdracht.
Er is ook een overgangszone tussen het basismetaal en de las die zich onderscheidt van zowel de las als het basismetaal en die de prestaties van de lasverbinding sterk kan beïnvloeden.
1 - Lasnaad
2 - Fusiezone
3 - Warmte beïnvloede zone
4 - Onedel metaal
De smeltzone, een kritisch gebied in lasverbindingen, markeert de overgang tussen het lasmetaal en de warmte-beïnvloede zone (HAZ). Dit microscopische gebied, dat vaak moeilijk te onderscheiden is, zelfs onder vergroting, speelt een cruciale rol in de algehele integriteit van de las.
Binnen staalconstructies is de "oververhitte structuur" een belangrijk intern defect. Deze structuur wordt gekenmerkt door abnormaal grote korrelgroottes en vormt zich wanneer het staal langdurig wordt verhit tot boven de AC3-temperatuur (de temperatuur waarbij austenietvorming volledig is) of wanneer hoge temperaturen worden gehandhaafd na het verhitten. Dit fenomeen kan de mechanische eigenschappen van het staal ernstig beïnvloeden.
In de fusiezone heersen temperaturen tussen de stollings- en de liquiduslijn op het ijzer-koolstof fasediagram. In dit temperatuurbereik bestaat het metaal in een gedeeltelijk gesmolten toestand, die vaak de "Mushy Zone" of "Semi-Solid Region" wordt genoemd. Deze zone wordt gekenmerkt door extreem grote korrels en resulteert bij afkoeling in een grove, oververhitte structuur. Deze microstructuur vertoont een slechte plasticiteit en verminderde taaiheid, wat de prestaties van de las onder spanning in gevaar kan brengen.
De unieke positie van de fusiezone in de lasverbinding maakt deze bijzonder gevoelig voor defecten. De inherente chemische en structurele heterogeniteit dient vaak als initiatieplaats voor scheuren of lokale brosse breuken. Bijgevolg vertegenwoordigt deze zone typisch het gebied met de laagste breuktaaiheid binnen de lasverbinding, waardoor het een kritisch aandachtspunt is voor kwaliteitscontrole en niet-destructief onderzoek in lasprocessen.
Om deze problemen te beperken, maken lasingenieurs vaak gebruik van technieken zoals gecontroleerde warmte-invoer, de juiste selectie van toevoegmateriaal en warmtebehandelingen na het lassen om de microstructuur en eigenschappen van de fusiezone te optimaliseren. Geavanceerde lastechnologieën, zoals elektronenbundellassen of laserlassenkan ook helpen om de breedte van de fusiezone te minimaliseren en de bijbehorende risico's te verminderen.
Het proces waarbij de temperatuur van een punt op een lasnaad na verloop van tijd verandert onder invloed van de laswarmte bron staat bekend als de "Thermische Lascyclus". Deze term verwijst naar een specifiek punt op de las waar de hittebron zich dichtbij bevindt.
Tijdens de Thermische lascyclusneemt de temperatuur op het punt toe tot deze zijn maximumwaarde bereikt. Als de warmtebron zich verwijdert, daalt de temperatuur geleidelijk terug naar kamertemperatuur. Dit proces kan worden weergegeven door een kromme.
Thermische lascycluscurve
De "Warmte beïnvloede zone" (HAZ) van het lassen verwijst naar het gebied waar de metallurgische structuur en mechanische eigenschappen van het basismetaal worden gewijzigd als gevolg van blootstelling aan hitte (maar niet smelten) tijdens het lassen. lasproces. De kenmerken en eigenschappen van de HAZ zijn een weerspiegeling van de eigenschappen en kwaliteit van de lasverbinding.
Voor staal met een laag koolstofgehalte en laaggelegeerd hogesterktestaal met minimale legeringselementen kan de laswarmte beïnvloede zone verdeeld worden in de "oververhitte zone", de "normaliserende zone", de "onvolledige herkristallisatiezone" en de "herkristallisatiezone".
Lassen van warmte-beïnvloede zone van niet afschrikbaar staal
Oververhitte structuur: widmanstatten structuur
In de oververhitte zone van de door warmte beïnvloede laszone wordt de vorming van een grof austeniet korrel resulteert in een speciale oververhitte structuur bij snelle afkoeling. Deze structuur wordt gekenmerkt door parallelle ferriet (cementiet) naalden binnen de grove austeniet korrel, waarbij het resterende austeniet tussen de naalden wordt omgezet in pareliet. Deze oververhitte structuur staat bekend als de "Ferriet (Cementiet) Widmanstatten Structuur".
Eenvoudig gezegd, wanneer de austenietkorrel grof is en de koelsnelheid geschikt, vormt de pre-eutectoïde fase in het staal een naaldachtig parelmoer. De Widmanstattenstructuur heeft niet alleen een grote korrelgrootte, maar ook een aanzienlijke afname van de metaalflexibiliteit door het fragiele oppervlak dat wordt gevormd door talloze ferrietnaalden, wat een belangrijke oorzaak is van de verbrossing van de lasverbinding in staal dat niet gemakkelijk wordt afgekoeld.
De breedte van de Warmte Beïnvloede Zone (HAZ) wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder de lasmethode, lasparameters, grootte en dikte van het lasstuk, thermische fysische eigenschappen van het metaalmateriaal en de vorm van de verbinding.
Het is mogelijk om de breedte van de HAZ te verkleinen door kleinere lasparameterszoals het verlagen van de lasstroom en het verhogen van de lassnelheid.
De breedte van de HAZ varieert afhankelijk van de gebruikte lasmethode. De totale breedte van de HAZ voor elektrode booglassen is ongeveer 6 mm, terwijl het ongeveer 2,5 mm is voor booglassen onder poederdek en ongeveer 27 mm voor autogeen lassen.
Materiaalmatching" heeft voornamelijk betrekking op de keuze van lasmaterialen.
Voor laagkoolstofstaal, laaggelegeerd constructiestaal met hoge sterkte en laagtemperatuurstaal hoeft de samenstelling van het lasmetaal en het basismetaal niet identiek te zijn, maar de mechanische eigenschappen moeten wel gelijk zijn aan die van het basismetaal.
Bij het werken met hittebestendig staal en roestvast staal moet de chemische samenstelling van het lasmateriaal nauw overeenkomen met die van het basismetaal om ervoor te zorgen dat de las dezelfde prestaties bij hoge temperaturen en corrosiebestendigheid heeft als het basismetaal.
Bij smeltlassen wordt de verhouding tussen het gesmolten basismetaal en het lasmetaal de smeltverhouding genoemd.
De berekeningsformule van fusieverhouding is:
r = Fm/(Fm+Ft)
Waar
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