13

LASTECHNIEKfebr uar i 2018

12

LASTECHNIEK LASTECHNOLOGIE - febr uar i 2018

advertentie

Hogesterktestalen (AHSS)Als we het hebben over nieuwe staalsoorten, moeten de

moderne hogesterktestalen (AHSS; Advanced High

Strength Steels) als eerste genoemd worden. Moderne ho-

gesterktestalen zijn legeringen die - door een combinatie

van mechanische en thermische behandelingen tijdens hun

productie - bestaan uit een combinatie van verschillende

fasen. Bekend zijn de DP (Dual Phase) stalen, die bestaan

uit een combinatie van ferriet en martensiet, en de TRIP

(TRansformation Induced Plasticity) stalen, die door de

aanwezigheid van rest-austeniet in de microstructuur

extra ductiliteit combineren met een hoge sterkte.

Het puntlassen van deze staalsoorten kan leiden tot aan-

tasting van de microstructuur, hoge hardheid, en onge-

wenst faalgedrag. De warmte die gegenereerd wordt tijden

het lassen kan leiden tot temperen van het martensiet in de

warmte-beïnvloede zone, waardoor de sterkte van het ma-

Professor Van Rymenant heeft in zijn inaugurale rede de aandacht gevestigd op ‘vintage’

lastechnologieën, en dan met name het puntlassen. Het is in dat verband interessant om

eens nader te kijken naar de uitdagingen die voorkomen bij het puntlassen van stalen in

moderne toepassingen.

door Nick den Uijl, fotografie Laskar

egen het einde van de vorige eeuw waren er redenen

om aan te nemen dat onderzoek op het gebied van

puntlassen op de achtergrond zou raken. Nieuwe

lasprocessen, zoals laserlassen en wrijvingsroerlassen, pre-

senteerden interessantere uitdagingen voor onderzoekers.

Natuurlijk was het nog steeds van belang om nieuwe ma-

terialen te kwalificeren voor toepassingen waarvoor punt-

lassen de geëigende verbindingstechniek was, maar de

beschikbare kennis op het gebied van de technologie leek

voldoende om de materialen die algemeen in gebruik

waren, zoals ongelegeerde stalen en HSLA (High Strength

Low Alloy) staalsoorten te kunnen puntlassen.

Onder andere de introductie van een hele reeks nieuwe

staalsoorten bood onderzoekers echter een bijbehorend

pakket aan nieuwe uitdagingen, ook met betrekking tot

het puntlassen. In dit artikel zullen we een aantal van deze

uitdagingen kort aanstippen.

T

teriaal lokaal afneemt. Het relatief hoge koolstofgehalte

kan leiden tot grote hardheid in de laslens, hetgeen kan

leiden tot bros faalgedrag. Daarnaast kan de grotere

sterkte van deze stalen het lastig maken om staalplaten

samen te drukken (hetgeen noodzakelijk is om puntlassen

te vormen) en aanleiding geven tot een verlaging van de

elektrodelevensduur.

BoorstalenDe laatstgenoemde punten spelen nog veel meer een rol

bij de toepassing van boorstalen. Boorstalen (in figuur 1

aangeduid met MnB + HF) worden vervormd op hoge

temperatuur (hot pressing), als het materiaal austenitisch

is, waardoor grote vervormingen mogelijk zijn. De afkoe-

ling na het stampen zorgt ervoor dat martensitische struc-

Figuur 1 Positie van verschillende staalsoorten in relatie tot sterkte en vervormbaarheid.

en ‘vintage’ puntlassenModerne materialen

14

LASTECHNIEK LASTECHNOLOGIE - febr uar i 2018

turen worden gevormd, resulterend in een hard en sterk

werkstuk. Daarnaast is de deklaag van deze staalsoorten,

die immers bestand moet zijn tegen het vervormen op

hoge temperatuur, een geheel andere dan de conventionele

zinklaag.

Doordat het materiaal martensitisch is na vervormen, is

het weinig ductiel. Dat kan problemen opleveren bij het

samendrukken van staalplaten bij het puntlassen. De aan-

wezigheid van een non-conventionele deklaag maakt dat

traditionele puntlasschema’s aanpassingen behoeven.

TWIPTWIP-stalen (TWinnning Induced Plasticity) zijn austeni-

tische stalen door legering met grote hoeveelheden man-

gaan. De TWIP stalen combineren, net als de boorstalen,

een grote ductiliteit voor vervormen met een hoge resul-

terende hardheid, maar ze hoeven niet op verhoogde tem-

peratuur vervormd te worden. Door de grote hoeveelheid

legeringselementen ligt de smelttemperatuur van deze sta-

len significant lager dan die van de eerder genoemde staal-

soorten. Dit levert weer nieuwe uitdagingen op voor het

puntlassen van deze staalsoorten aan meer conventionele

koolstofstalen.

Verbinden ongelijksoortige materialenDe wens om voor iedere toepassing steeds het meest opti-

male materiaal te gebruiken, maakt het noodzakelijk om

ongelijksoortige materialen (naast de bovengenoemde

‘nieuwe' staalsoorten ook de meer conventionele staal-

soorten en zelfs aluminiumlegeringen) met elkaar te ver-

binden. Uiteenlopende chemische samenstellingen,

sterktes, microstructuren en smelttemperaturen zorgen

steeds voor nieuwe uitdagingen voor het puntlasproces.

Een oplossing kan worden gezocht in het toepassen van

combinaties van verbindingstechnieken, zogenaamde

hybrideverbindingen. Een bekende toepassing is de com-

binatie van lijmen en puntlassen. Het gebruik van zo’n

verbindingstechniek kan veel voordelen opleveren, maar

het zal duidelijk zijn dat het voor de puntlasser nogal wat

uitdagingen oplevert.

DeklagenNaast ontwikkelingen op het gebied van de basismateria-

len, zijn er ook nieuwe deklagen ontwikkeld om gewicht

en kosten te besparen bij gelijkblijvende of betere be-

scherming van het onderliggende materiaal. Deklagen spe-

len een belangrijke rol bij puntlassen. Deels omdat de

lassen juist daar worden geproduceerd waar deklagen el-

kaar raken, en deels omdat de elektroden contact maken

met het deklaagmateriaal. Gesmolten deklaagmateriaal

dat in contact komt met de elektroden kan in de elektro-

den diffunderen. De elektroden zijn gemaakt van koper-

legeringen. Diffusie van zink (of andere elementen uit een

deklaag) in het elektrodemateriaal zal daarom deze elek-

troden aantasten (er vormt zich in feite een laag messing),

en de elektrodelevensduur verminderen.

Onder andere om deze nadelige effecten tegen te gaan, zijn

er nieuwe elektroden ontwikkeld, met een hogere hard-

heid, afwijkende geometrie, of coatings. Het inzetten van

nieuwe elektroden geeft weer aanleiding tot het aanpas-

sen van bestaande processen. De mogelijkheid om diverse

elektroden te gebruiken in een productieproces, biedt de

kans om het lasproces te optimaliseren voor combinaties

van materialen en toepassingen, daarbij geholpen door

ontwikkelingen op het gebied van automatisering en de

inzet van lasrobots.

DrijfverenDankzij de beschikbaarheid van diverse materialen, dek-

lagen, verbindingstechnieken, enzovoorts, kunnen ont-

werpers en constructeurs de meest optimale oplossing

zoeken voor een specifieke toepassing. Belangrijke drijf-

veren hierbij zijn gewichtsbesparing en kostenbesparing,

zonder in te hoeven boeten aan prestaties (veiligheid,

brandstofgebruik, enzovoorts) of zelfs met een verbetering

van prestaties.

Reductie van massa en kosten zijn constante drijfveren in

de autotechniek, en zij zullen dat ook nog wel blijven in de

voorzienbare toekomst. Het pleidooi van professor Van

Rymenant voor ‘vintage’ lastechnologieën als onderwerp

van onderzoek is dan ook zeer op zijn plaats. Er valt nog

meer dan genoeg te uit zoeken, te verbeteren, en uit te vin-

den.

Dankzij de beschikbaarheid van diverse

materialen, deklagen, verbindings-

technieken, enzovoorts, kunnen

ontwerpers en constructeurs de meest

optimale oplossing zoeken voor

een specifieke toepassing.

De NILBIL Verbindingsgids is een uniek naslagwerk voor professionals in de verbindingstechniek. Technische informatietabellen en tekeningen vormen een belangrijk onderdeel van de gids.

Deze zorgvuldig geselecteerde informatie is bedoeld als een leidraad bij het interpreteren van normen, procedures en specificaties. Verder bevat de gids informatie over de belangrijkste overkoepelende organisaties,

een overzicht van erkende opleidingsinstellingen en het stroomschema van las- en laskaderopleidingen.

De NILBIL Verbindingsgids is een uitgave van vakblad Lastechniek, in samenwerking met het NIL en het BIL. De gids is uitgevoerd als een handzaam en robuust boekje, bedoeld voor intensief gebruik op de werkvloer.

Voor € 30, - excl. 6% btw en verzendkosten kunt u in het bezit komen van dit praktische naslagwerk.

Bestellen is eenvoudig. Ga naar www.vakbladlastechniek.nl en klik op de cover van de Verbindingsgids.