Lasfusie en door warmte beïnvloede zones begrijpen

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.

Inhoudsopgave

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.

Schematisch diagram van lasverbinding samenstelling

1 - Lasnaad
2 - Fusiezone
3 - Warmte beïnvloede zone
4 - Onedel metaal

1. Structuur en prestaties van fusiezone

De "smeltzone" verwijst naar het gebied waar de lasverbinding overgaat in de door warmte beïnvloede zone (HAZ) in een lasverbinding. Dit gebied is erg dun en kan zelfs onder vergroting moeilijk te herkennen zijn.

Een van de interne gebreken van staal staat bekend als de "oververhitte structuur". Deze metaalstructuur wordt gekenmerkt door zijn grote korrelgrootte, die gevormd wordt wanneer de verwarmingstemperatuur gedurende langere tijd hoger is dan AC3 of wanneer de temperatuur hoog blijft.

De temperatuur in de fusiezone valt tussen de vaste en vloeibare faselijnen in het toestandsdiagram van de ijzer-koolstoflegering. In dit gebied bevindt het metaal zich in een gedeeltelijk gesmolten toestand, die de "half gesmolten zone" wordt genoemd, en heeft het zeer grote korrels. Na afkoeling is de resulterende structuur een grove, oververhitte structuur met een slechte plasticiteit en taaiheid.

Door de duidelijke chemische en structurele heterogeniteiten binnen de fusiezone is dit vaak de bron van scheuren of lokale brosse breuken in gelaste verbindingen en vertegenwoordigt het gebied met de laagste neutrale energie van de lasverbinding.

2. Thermische lascyclus

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

  • Tm - maximumtemperatuur van verwarming
  • TA - faseovergangstemperatuur
  • tA - verblijftijd boven faseovergangstemperatuur

3. Structuur en eigenschappen van de warmte beïnvloede zone bij het lassen

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

  1. Fusiezone
  2. Oververhit gebied
  3. Gebied normaliseren
  4. Onvolledige herkristallisatiezone
  5. Rekristallisatiezone
  6. Onedel metaal

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.

Methoden voor het controleren en verbeteren van de eigenschappen van lasverbindingen

1. Materiaalmatching

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.

2. De fusieverhouding regelen

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

  • r - fusieverhouding;
  • Fm - doorsnede van gesmolten basismetaal:
  • Ft - doorsnede van het toevoegmetaal in de las.
Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

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.

Volgende

H Beam Maten en Gewichtstabel

Heb je je ooit afgevraagd wat de verborgen wereld is van H-balken? In dit boeiende artikel ontrafelen we de mysteries achter deze essentiële constructiecomponenten. Onze deskundige werktuigbouwkundige...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.