De relatie tussen lassnelheid en laskwaliteit

De relatie tussen lassnelheid en laskwaliteit moet dialectisch worden begrepen en geen van beide mag worden verwaarloosd. Deze relatie komt vooral tot uiting in de opwarmfase en de kristallisatiefase.

1. Verwarmingsfase

Bij het lassen van pijpen met een rechte naad en hoge frequentie wordt de rand van de buis van kamertemperatuur tot de lastemperatuur verhit. Gedurende deze periode is de rand van de buis volledig onbeschermd en blootgesteld aan de lucht. Dit veroorzaakt onvermijdelijk intense reacties met zuurstof, stikstof en andere stoffen in de lucht, waardoor het stikstof- en oxidegehalte in de lasnaad aanzienlijk toeneemt. Uit metingen blijkt dat het stikstofgehalte in de lasnaad hierdoor 20 tot 45 keer zo hoog wordt. Het zuurstofgehalte neemt daardoor 7 tot 35 keer toe. Tegelijkertijd verbranden en verdampen grote hoeveelheden legeringselementen zoals mangaan en koolstof, die gunstig zijn voor de lasnaad, wat resulteert in een afname van de mechanische eigenschappen van de lasnaad. Hieruit blijkt dat hoe lager de lassnelheid, hoe slechter de kwaliteit van de lasnaad.

Bovendien geldt dat hoe langer de rand van de verhitte buis aan de lucht wordt blootgesteld, oftewel hoe lager de lassnelheid, hoe meer niet-metallische oxiden er op een dieper niveau worden gevormd. Deze niet-metallische oxiden op dieper niveau zijn moeilijk volledig uit de lasnaad te verwijderen tijdens het daaropvolgende extrusiekristallisatieproces. Na kristallisatie blijven ze in de lasnaad achter in de vorm van niet-metallische insluitingen, waardoor een duidelijk broze interface ontstaat. Dit verstoort de samenhang van de lasmicrostructuur en vermindert de sterkte van de las. Hoe hoger de lassnelheid, hoe korter de oxidatietijd en hoe minder niet-metallische oxiden er worden gevormd. Deze blijven beperkt tot de oppervlaktelaag en kunnen gemakkelijk uit de lasnaad worden verwijderd tijdens het daaropvolgende extrusieproces. Er zal ook geen overmatig residu van niet-metallische oxiden in de lasnaad achterblijven en de sterkte van de lasnaad is hoog.

2. Kristallisatiestadium

Volgens de principes van de metallografie is het, om zeer sterke lassen te verkrijgen, noodzakelijk om de korrels van de lasmicrostructuur zoveel mogelijk te verfijnen. De basisaanpak voor verfijning is het vormen van een voldoende aantal kristalkernen in een korte tijd, zodat deze met elkaar in contact komen voordat ze significant groeien en het kristallisatieproces is voltooid. Dit vereist een verhoogde lassnelheid, zodat de lasnaad snel de verwarmingszone verlaat en de lasnaad snel kan kristalliseren bij een grotere mate van onderkoeling. Wanneer de mate van onderkoeling toeneemt, kan de kiemvormingssnelheid aanzienlijk toenemen, terwijl de groeisnelheid minder toeneemt, waardoor het doel van korrelverfijning in de las wordt bereikt.

Daarom geldt, zowel tijdens de opwarmfase van het lasproces als tijdens de afkoeling na het lassen, dat onder de voorwaarde dat aan de basislasomstandigheden wordt voldaan, hoe hoger de lassnelheid, hoe beter de kwaliteit van de lasnaad.

MavenrobotlasmachineHet is een fiberlaser die een hoogenergetische laserstraal combineert met een robotlaser als bewegend platform voor het lassen. Elke ruimtelijke trajectorie kan worden gelast. De multifunctionele laserlasmachine kan worden geprogrammeerd om onderdelen te lassen die moeilijk bereikbaar zijn met gewone laserlasmachines, wat maximale flexibiliteit biedt. De laserstraal kan in tijd en energie worden gesplitst, waardoor gelijktijdige verwerking van meerdere stralen mogelijk is en de lasproductiviteit wordt verbeterd.