Labo voertuigconstructieSchooljaar: 2009-2010Docent: Dhr. De Smedt

PORTFOLIO

Door: Davy Mommaerts

Klas: 3PBAT3Proef 1: Elektrische Vlamboog lassen - Lassen op dikke plaat - Fero.

Uitvoering proef : 24/09 en 21/10/2009 (de les van 07/10/2009 niet deelgenomen wegens ziekte.)

Lasprocedé : De elektrode in de elektrodehouder steken.Dit is een lasprocedé waarbij trekkend gelast wordt.De laselektrode onder een hoek van 70° met het werkstuk houden en de boog ontsteken.Uit veiligheidsoverwegingen mogen stroombronnen (30 – 500A bij vlamboog met beklede elektrodes) voor het handlassen geen hogere spanning leveren dan 85V.Dit is niet hoog genoeg om de boog spontaan te doen ontsteken. Door de elektrode aan het werkstuk aan te strijken, kan toch via een tijdelijke kortsluiting de boog worden gestart.Door de ontwikkeling van warmte in de boog wordt een smeltbad gevormd en smelt tevens de elektrode af. De temperatuur van de boog is ca. 7000°C.Door het afsmelten van de elektrode zal bij een ongewijzigde toestand de booglengte toenemen.Hierdoor wordt de boogspanning hoger. Als gevolg daarvan daalt de stroom en ‘dooft’ tenslotte de boog.

Door de elektrode echter met de snelheid van het opsmelten naar het werkstuk te bewegen, blijft de booglengte nagenoeg constant en blijft de boog in stand.Bij gebruik van een bepaalde soort elektrode kan de stroominstelling binnen bepaalde grenzen variëren. De precieze instelling is afhankelijk van materiaaldikte, laspositie en de naadvorm.In het algemeen streeft men naar een zo hoog mogelijke instelling.Hoge stroom geeft niet alleen een hogere afsmeltsnelheid, maar ook minder aanleiding tot lasfouten.

Bij het gebruik van beklede elektroden zorgt de afsmeltende bekleding ervoor, dat het vloeibare staal wordt beschermd tegen de inwerking van de lucht. De bekleding smelt in hetzelfde tempo af als de kerndraad, omhult de afgesmolten druppels lasmateriaal, totdat deze in het smeltbad vallen.Door hun geringere gewicht komen de stoffen die de bekleding vormden, bovendrijven in het smeltbad. Zo vormen zij een slak die het smeltbad afdekt en het vloeibare staal nogmaals beschermd tegen de inwerking van de lucht.

De drijvende slak heeft nog een andere functie; ze vormt een warmte-isolerende laag. Daardoor koelt de las minder snel af en verbetert de structuur van het staal. Een te snelle afkoeling kan krimpscheuren en hardingsverschijnselen veroorzaken.Naderhand moet de lasser de slaklaag gemakkelijk kunnen verwijderen met bijvoorbeeld een staalborstel of een bikhamer.

Slakvorming is de voornaamste taak van de bekleding. Maar er zitten nog andere stoffen in, die de kwaliteit van de las verbeteren. Volgens de norm NEN-EN 499 bevat de bekleding van een laselektrode minstens 5 (eventueel 6) bestanddelen:

2

1. slakvormende stoffen2. desoxyderende stoffen om te voorkomen, dat er door verbranding

bestanddelen uit het lasmateriaal verloren gaan. Zo wordt bij zure bekledingen de desoxyderende stof ferromangaan toegevoegd.

3. beschermgas-vormende stoffen, die ervoor zorgen, dat de druppels en het smeltbad extra worden afgeschermd tegen lucht. De functie van het beschermgas wordt uitgebreid behandelt bij het MIG/MAG-lasproces.

4. ioniserende stoffen verhogen de stabiliteit van de boog.5. bindmiddelen om al deze stoffen bij elkaar te houden.

6. (eventueel) legeringselementen die de stollingssnelheid en de vloeibaarheid van het smeltbad beïnvloeden.

Maar aan de bekleding zijn ook nadelen verbonden, bij slecht lassen is het mogelijk dat de slak niet mooi boven de las komt te liggen maar dat men slakophopingen krijgt in de las; hierdoor zal men een zwak punt creëren in de las.

1) beklede elektrode2) Mantel3) Kernstaaf4) Gas/slak5) Vlamboog6) Smeltzone7) basismateriaal

Gebruikte materialen: Dikke plaat = 4 à 6mm // Afmeting werkstuk = 100 x 50 x 4 of 100 x 50 x 6

Toepassingen:Bijna alle lasbare materialen kunnen met beklede elektroden worden gelast, bv. constructiestaal, ketelstaal, buizenstaal, gegoten staal, edelstaal, staalsoorten met slijtvaste laag enz. Men heeft zo elektrodes speciaal voor gietijzer, deze worden vooral gebruikt voor pompen, het lassen van uitlaatcollectors,…Lassen met beklede elektroden is eenvoudig en veilig. De compacte apparaten zijn probleemloos te bedienen en eenvoudig te transporteren. Omdat er geen gas nodig is, kan ook in de openlucht, zelfs met wind, worden gelast. Het elektrisch vlamboog lassen wordt vooral gebruikt op dikkere platen en grotere constructies zoals bv. vrachtwagenchassis, kranen, …of bij het chassis van voertuigen met een niet zelfdragend koetswerk zou men dit ook kunnen toepassen.Hier waar vooral een grote sterkte gewenst is door diep inbranden en vrij veel materiaaltoevoeging.

Opdracht:Lassen op dikke plaatLassen van lassnoeren op dikke plaat op een afstand van 2x diameter van delaselektrode. Dit aan beide zijden van de plaat.Lassen met een beklede elektrode 2.5 of 3.2 mm.Zwaailas tussen de lassnoeren (90°) met dezelfde laselektrode

3

Lassen met 3,2 mm elektrode dus +/- 110A Zwaailas met 3,2mm elektrode +/- 110A

Lassen van lassnoeren op afstand 2xD elektrode Zwaailas tussen lassnoeren (90°)

4

Proef 2 : Halfautomaat lassen - MIG/ MAG – Lassen op dunne plaat Fero

Uitvoering proef : 21/10/2009

Lasprocedé : MIG/MAG-lassen (M.I.G. = Metal Inert Gas, M.A.G. = Metal Active Gas)Bij het MIG/MAG lassen wordt een elektrische vlamboog getrokken tussen een met een instelbare, constante snelheid aangevoerde continue lasdraad en het werkstuk. De relatief dunnen lasdraad dient hierbij als toevoegmateriaal. De lasboog, het smeltbad en het toevoegmateriaal worden omgeven door een beschermgas dat zowel volledig inert kan zijn (MIG lassen) als actieve componenten zoals CO2, O2, H2 of combinaties hiervan kan bevatten (MAG lassen).De belangrijkste functie van het beschermgas is het vloeibare smeltbad te beschermen tegen de inwerking van zuurstof en stikstof uit de atmosfeer.De in de lasboog ontwikkelde laswarmte wordt gedeeltelijk gebruikt om het lastoevoegmateriaal tot smelten te brengen. Het lastoevoegmateriaal wordt bij MIG/MAG lassen (afsmeltende lasdraad) in de vorm van metaaldruppels overgebracht naar het smeltbad. De grote van deze druppels kan sterk verschillen en is afhankelijk van zeer veel factoren waaronder o.a. de stroomsterkte, het soort beschermgas, de laspositie, de chemische samenstelling en de diameter van de lasdraad.Op de zich afsplitsende metaaldruppel werken een aantal krachten. De grote en richting van deze krachten kunnen per situatie verschillen. Een aantal krachten werkt mee aan de druppelafsplitsing, een andere werkt juist tegen

MIGMAG lassen

Het MIG/MAG-proces wint nog steeds aan populariteit. De introductie van dit proces in een bedrijf gaat dan meestal ten koste van het handlassen met beklede elektroden. Zo zien we dat gedurende vele jaren in ons land het aandeel van het MIG/MAG-lassen in het totale laswerk gestaag toeneemt.

De populariteit van het MIG/MAG-proces berust op een aantal in het oog springende voordelen:

Grote smeltsnelheid door hoge stroomdichtheid. Geen slak, dus geen biktijd. Minder vervorming. Geschikt voor alle lasstanden. Ononderbroken draadaanvoer. Geschikt voor mechanisering en automatisering.

Stroomdichtheid en stroomoverdracht

De grote afsmeltsnelheid bij het MIG/MAG-lassen, die berust op de hoge stroomdichtheid, betekent dat de boog zichzelf moet instellen bij constante draadsnelheid. We spreken van een zelfinstellende boog.

5

We zien daarin een schematische weergave van de zelfregelende werking van de boog bij variaties in de afstand tot het werkstuk. Stel dat die afstand, om wat voor reden dan ook, ineens toeneemt. Dit gebeurt zo snel dat het teveel gevraagd is de lasser daarop te laten reageren. De draadsnelheid is immers zeer hoog. Door de toeneming van de uitsteeklengte neemt de boogspanning toe. De stroombron met nagenoeg vlakke karakteristiek zorgt ervoor dat daardoor de stroomsterkte daalt. Dat betekent weer dat de draad langzamer gaat afsmelten, waardoor de uitsteeklengte terugloopt tot de oorspronkelijke ingestelde afstand. Dit alles gebeurt zo snel dat we rustig kunnen zeggen dat de booglengte, ondanks alle variaties in de afstand tot het werkstuk, gelijk blijft.

De zeer regelmatige draadaanvoersnelheid is alleen mogelijk met een mechanische wijze van draadaanvoer. Het is dus niet de draadsnelheid, die aan de boogomstandigheden wordt aangepast. Het is de boog, die zichzelf steeds weer opnieuw instelt, bij een constante draadsnelheid.

De stroomoverdracht vindt plaats in het draadmondstuk. Het ligt daarom voor de hand dat dit onderdeel van het MIG/MAG-pistool nauwkeurig van maatvoering is en goed schoongehouden wordt. Regelmatig vervangen van het draadmondstuk is geenszins een vertoon van verkwisting! Het aantal draadmondstukken is afhankelijk van: de kwaliteit van de draad, samenstelling van de draad, type draad en draadaanvoersnelheid.

Procesvariabelen

De procesvariabelen of parameters zijn in principe alle regelbare lasgegevens die te samen het resultaat van de las bepalen. Tot de procesvariabelen behoren onder andere de uitsteeklengte, het type draad en gas, de boogspanning en de draadsnelheid (stroomsterkte). Maar ook bijvoorbeeld de voortloopsnelheid en de pistoolstand heeft invloed op het resultaat en is dus strikt genomen een procesvariabele.

6

Bij het conventionele MIG-lassen onderscheiden we in principe twee boogtype: De kortsluitboog en de open boog. Bij het kortsluitbooglassen is periodiek sprake van kortsluiting tussen het uiteinde van de elektrode en het smeltbad. Bij iedere kortsluiting neemt de lasstroom sterk toe; dit versterkt het elektromagnetische veld, waardoor het materiaal aan de elektrodepunt wordt ingesnoerd en er een druppel gevormd wordt (‘pinch-effect’). Deze druppel wordt vervolgens afgesplitst. Dezelfde krachten veroorzaken ook het spatten dat tijdens het kortsluitbooglassen optreedt. Is de lasstroom hoger, dan wordt het materiaal zonder kortsluiting getransporteerd. De druppels worden naar het smeltbad gevoerd in de vorm van een sproeiboog (‘spray arc’). We hebben dan een gelijkmatige, stabiele boog verkregen die niet spat.

De kortsluitboog-variant wordt vaak toegepast bij het lassen van dunne plaat. Het sproeibooglassen komen we daarentegen meer tegen bij het lassen van dikker materiaal: daarbij is immers sprake van een hogere boogtemperatuur vanwege de hogere spanning en stroomsterkte.

De gasvoorziening bestaat uit: de gasfles, het reduceerventiel, de doorstromingsmeter (niet getekend - deze bevindt zich bij het ventiel).

Het reduceerventiel brengt de flesdruk (meestal 200 bar) naar de veel lagere werkdruk voor het lassen (1 tot 2 bar). Ook zorgt het ventiel ervoor, dat de druk constant wordt gehouden.

De doorstromingsmeter maakt het mogelijk om een bepaalde hoeveelheid gas per tijdseenheid (liter per minuut) in te stellen. Welk reduceerventiel en welke doorstromingsmeter worden gebruikt, is afhankelijk van het beschermgas.

De afkorting MIG is Engels en komt van Metal Inert Gas. Metal betekent metaal.

Inert Gas betekent gas dat niet reageert met andere stoffen.

Helium en Argon zijn inerte gassoorten. Ze worden gebruikt als beschermgassen bij het lassen. Ze zorgen ervoor dat de buitenlucht niet bij het te lassen werkstuk kan komen.

Een nadeel van Helium is de hoge prijs. En er is nog een nadeel: bij het lassen van staal lukt het niet om met inerte gassen een goed smeltbad te maken.

Men is later C02 (koolzuur) als beschermgas voor staal (ijzer) gaan gebruiken. Dat gaat goed, maar de lasnaad wordt minder glad. C02 reageert namelijk wel met andere stoffen, dus ook met ijzer.

Deze vorm van lassen werd vroeger CO2-lassen genoemd. Tegenwoordig gebruikt men liever de term MAG-lassen.

Deze beide lasprocessen lijken erg veel op elkaar. Ook wordt er dezelfde apparatuur voor gebruikt. Daarom worden deze beide processen vaak in een adem genoemd als MIG/MAG-lassen.

De afkorting MAG is Engels en komt van Metal Active Gas. Metal betekent metaal.

Active Gas betekent gas dat reageert met andere stoffen.

Tegenwoordig gebruiken we Argon-menggassen. Dat zijn mengsels van Argon, C02 en zuurstof. Door het te mengen worden de nadelen van CO2 als beschermgas al enigszins verkleind.

7

Om de nadelige bijwerkingen van C02 zo klein mogelijk te houden voegen we aan de lasdraad desoxidatiemiddelen toe. Die middelen verbinden zich makkelijker met zuurstof dan ijzer dat doet. Ze zijn als silicaten terug te vinden op en naast de lasnaad. Het zijn de bruine schilfers op het oppervlak. Bij meerdere lagen mogen ze niet tussen de lagen achterblijven.

Men gebruikt hier een duwend lassen waarbij de lastoorts onder een hoek van 45 tot 70° wordt gehouden. De stroom is vooral in te stellen naar de dikte van de te lassen plaat, de draadsnelheid is aan te voelen; men mag hier zeker geen spetteren (draadsnelheid te weinig) of toorts wegduwend (draadsnelheid te hoog) effect krijgen.

Gebruikte materiaal: Dunne plaat = 1.2 mm // Afmetingen werkstuk = 140 x 50 x 1,2

Toepassingen: De meeste laswerken aan de wagen worden met het MIG/MAG apparaat (half-automaat) uitgevoerd. Dit omdat dit een grote smeltsnelheid bied door hoge stroomdichtheid, met dit toestel Kan men zowel dunne als dikke platen lassen naargelang de stroominstelling. De dunnere platen zijn hier makkelijker te lassen ten opzichte van het elektrisch vlambooglassen met elektrode doordat het MIG/MAG toestel minder warmte inbreng geeft en daardoor minder vervorming ten gevolge brengt.Men moet hier ook geen tijd verliezen met slak verwijderen.Het MIG/MAG lassen kan men gebruiken in praktisch alle lasstanden, makkelijk boven zich lassen.Ook is het hier makkelijk dat men ononderbroken kan doorlassen.Te gebruiken bij bv. : nieuwe flank inzetten, nieuwe platen t.g.v. roest inlassen, verstevigen, rolkooi plaatsen, …

Voorschriften technische keuring:

8

Opdracht:Lassen op dunne plaat:Plaat over elkaar met lasrups 1/3 - 2/3 voor- en achteraanPlaat over elkaar met laspunten 3 x D voor- en achteraanPlaat tegen elkaar met ononderbroken las (onderbroken lassen)Plaat in elkaar met verzet en laspunten ( achteraan laspunten of lasrups)Plaat op elkaar met proplas (achteraan laspunten of lasrups)Plaat in elkaar met verzet en proplas ( achteraan laspunten of lasrups)

MIG/MAG lastoestel Verzettang en ponstang

9

Plaat over elkaar 1/3-2/3 voor en achter laspunten 3xD voor en achter

Plaat tegen elkaar met ononderbroken las

10

Plaat op elkaar met proplas plaat in elkaar met verzet en proplas

Plaat in elkaar en ononderbroken las plaat in elkaar met proplas en puntlas

Plaat tegen elkaar, ononderbroken puntlas

Hoeklas

11

Verstevigen chassis puntlas platen aflassen 2/3 lassen 1/3 open

Rolkooi plaatsen

Proef 3 : Autogeen lassen – Lassen op dunne plaat – Fero

Uitvoering proef : 21/10, 25/11 en 09/12/2009

Lasprocedé : Er wordt hier duwend gelast - haaks op de positie van de lasser en van rechts naar links (rechtshandig)Lastoorts parallel met het werkstuk, de hoek wordt gevormd door de lastoorts.

Het materiaal wordt op de verbindingsplaats (lasnaad) tot smelten gebracht door een vlam met een temperatuur van ca. 3100°C, die wordt verkregen door de verbranding van acetyleen met zuurstof. Meestal wordt de lasnaad daarbij tegelijkertijd opgevuld door een afsmeltende lasstaaf.De lasbrander wordt aangesloten op flessen die acetyleen en zuurstof inhouden.

Bij autogene processen worden branders gebruikt voor lassen en onder meer ook voor snijden, solderen, richten, strekken, gutsen, vlamstralen en heetstoken. Deze branders produceren een vlam die qua eigenschappen, vorm en afmetingen aangepast dient te zijn aan de uit te voeren werkzaamheden.

In de autogeen techniek worden brandbare gassen gebruikt die reageren met zuurstof. Alle brandbare gassen vermengd met zuurstof of met lucht (lucht bevat 21% zuurstof) zijn explosief. Voor het lassen van staal wordt acetyleen toegepast vanwege de reducerende werking van de primaire vlam bij een voldoende hoge temperatuur om het metaal te doen smelten. Acetyleen is ontvlambaar in praktisch elke verhouding met zuurstof of lucht en een kleine vonk is voldoende om het gasmengsel te doen ontvlammen. Bovendien is het gas chemisch instabiel en kan het uiteen vallen in koolstof en waterstof. Deze ontleding gaat gepaard met de ontwikkeling van

12

warmte. In een gesloten ruimte heeft dit een drukverhoging tot gevolg die aanleiding kan geven tot een explosie. Het gebruik van autogene processen vereist dan ook de nodige veiligheidsvoorzieningen en maatregelen die nauwlettend moeten worden opgevolgd.

Zo is de werkdruk in het distributienet in het algemeen beperkt tot 1,5 bar. Acetyleen wordt opgeslagen in flessen, als gas opgelost in aceton, fijn verdeeld in een poreuze massa. Vandaar de naam AD, afkorting van acetyleen dissous, acetyleen in oplossing.

Omdat acetyleen in contact met koper een verbinding vormt die explosies kan veroorzaken mogen geen onderdelen voor afsluiters en drukregelaars worden gebruikt die uit zuiver koper of legeringen met meer dan 70 % koper zijn vervaardigd.

Bij afname van acetyleen uit de fles zal door vermindering van de gasdruk het gas uit de aceton waarin het is opgelost loskomen. De drukverlaging veroorzaakt afkoeling in de fles die gedeeltelijk wordt gecompenseerd door de omgevingstemperatuur. Bij lage tempratuur, vooral `s winters, zal de afnamecapaciteit verminderen. Bij onvoldoende capaciteit kan vloeibare aceton uit de fles worden meegesleurd, wat ook merkbaar is aan een groene verkleuring in de vlam. Storingen bij branders kunnen veroorzaakt worden door onvoldoende gastoevoer. Er dient dus rekening te worden gehouden met de maximum aanbevolen gasafname per uur uit individuele flessen. Het probleem zal zich eerder voordoen bij autogene branders voor technieken met een groot verbruik en veel minder bij het lassen. In tabel 1 worden maximaal aanbevolen afnamehoeveelheden per fles aangegeven, waarbij dient te worden opgemerkt dat de waarden mede afhankelijk zijn van de omgevingstemperatuur.

Capaciteit acetyleen dissousfles[l] Maximale afname[l/h]

40 900

30 600

13,4 300

13

Een enkelvoudige installatie voor autogeen lassen met zijn componenten is schematisch afgebeeld in fig. 1:

1. Zuurstoffles2. Acetyleenfles3. Veiligheidsketting4. Afsluiter zuurstoffles5. Afsluiter acetyleenfles 6. Drukregelaar zuurstof7. Drukregelaar acetyleen8. Vlamdover zuurstof (extra beveiliging)9. Vlamdover acetyleen (verplicht)10. Zuurstofslang11. Acetyleenslang12. Handgreep lasbrander13. Mengbuis 14. Steun voor de slangen15. Veiligheidsvoorschriften

In Nederland wordt de drukregelaar voor acetyleen met een beugel aangesloten en is de afsluiter beschermd door een niet af te nemen kap. De zuurstoffles is blauw en de AD-fles bruinrood.De slangen zijn eveneens blauw, respectievelijk rood gekleurd. Fittingen voor zuurstof zijn voorzien van rechtse draad en voor acetyleen van linkse draad. De wartelmoeren met linkse draad voor brandbare gassen zijn bovendien voorzien van inkepingen.

Centrale gasvoorziening

Bij een installatie voor centrale gasvoorziening met individuele flessen, flessenrijen of flessenbatterijen voor acetyleen en flessen of een tank voor zuurstof worden de aansluitpunten gevoed via een distributienet. Voor een ononderbroken gastoevoer maakt men gebruik van een handmatige of een automatische omschakelinrichting. Met een automatische omschakelunit gebeurt de omschakeling met magnetisch gestuurde kleppen in de lage drukleiding zodra de gasdruk in het net onder de ingestelde druk komt. Om reden van capaciteit is in de meeste gevallen in de werkplaats een ringleiding geïnstalleerd om de diameter beperkt te kunnen houden. Aanleg en onderhoud van de installatie mag alleen worden uitgevoerd door vakkundig personeel en uiteraard dient rekening te worden gehouden met de veiligheidsvoorschriften.

14

De lasbrander

Figuur 2 Drukbrander

In figuur 2 is een gelijkdrukbrander afgebeeld. Acetyleen en zuurstof worden onder gelijke drukken toegevoerd en in de mengkamer gemengd. Dergelijke branders worden in Nederland minder vaak toegepast. Gebruikelijk zijn hier, evenals in de meeste Europese landen de injectorbranders als afgebeeld in figuur 3.

In de injectorbrander wordt het acetyleen onder lage druk aangevoerd en door de zuigwerking van de zuurstof aangezogen. Dit geschiedt door de injector. De zuurstof stroomt met grote snelheid door en uit de injector in de mengkamer. Daardoor ontstaat rondom de uitstroomopening van de injector een onderdruk die het acetyleengas aanzuigt. Als de acetyleenslang van de brander is losgemaakt kan met een natte vinger de zuigwerking van de injector worden gecontroleerd. Als geen zuigwerking gevoeld wordt is de brander niet in orde en mag zo dan ook niet worden gebruikt.

Figuur 4 Controle zuigwerking (natte vingerproef)

15

Bij het aansteken van een injectorbrander gaat men als volgt te werk:

1. Zuurstofkraan openen 2. Acetyleenkraan openen 3. Uitstromend gasmengsel aansteken

Bij het doven gaat men omgekeerd te werk en wordt eerst de acetyleenkraan en daarna de zuurstofkraan dichtgedraaid. Voor het autogeen lassen wordt algemeen een zuurstofdruk van 2,5 bar aanbevolen, terwijl de druk voor acetyleen tussen 0,35 en 0,80 bar ligt.Alvorens te lassen wordt eerst een acetyleenoverschot ingesteld door de acetyleenafsluiter op de brander voldoende open te draaien. Een acetyleenoverschot is zichtbaar aan een geel-witte pluim voor de witte vlamkegel. Uitgaande van deze instelling met acetyleenoverschot wordt de acetyleentoevoer langzaam gereduceerd tot de geel-witte pluim voor de witte vlamkegel juist verdwijnt. De witte vlamkegel is nu scherp van tekening, dat wil zeggen dat de vlam neutraal is ingesteld.

Carburerend

Oxidererend

Neutraal

Voor het lassen van staal wordt een neutrale vlaminstelling toegepast. Bij oxiderende vlaminstelling, met overmaat zuurstof, zou het metaal verbranden. Een carburerende vlam is ongewenst in verband met een verhoging van het koolstofgehalte en het daarmee samenhangende gevaar van een harde scheurgevoelige structuur. Reduceertoestellen of drukregelaars dienen om de druk van het gas uit de fles te reduceren tot de gewenste werkdruk. De aanduidingen hebben betrekking op overdruk en worden gewoonlijk vermeld in bar.Onderstaande doorsnede toont de weg die gevolgd wordt door het gas vanaf de cilinder. Het gas

16

stroomt door de ingangsschacht naar een filter dat kleine materiaaldeeltjes tegenhoudt. Via de regelklep komt het gas in de lage drukkamer en verlaat het apparaat met de gewenste werkdruk.

Bij een te grote overdruk in de lage drukkamer kan het gas ontsnappen via de veiligheidsklep.

Bij een reduceertoestel voor acetyleen is het zo dat de werkdruk niet hoger dan 1,5 bar kan worden ingesteld.

Gebruik

Reduceertoestellen mogen uitsluitend gebruikt worden voor het gas waarvoor ze bestemd zijn.Alle onderdelen die in aanraking komen met zuurstof moeten volledig vrij zijn van olie en vet, zoniet dan bestaat er kans op explosie en brand.

Bij het in gebruik nemen dient te worden gecontroleerd of de drukregelaar onbeschadigd is en of de afdichtingen geen lekkage vertonen. Beschadigde pakkingringen moeten direct worden vervangen.

Bij normaal gebruik en goed onderhoud zal autogeen apparatuur zonder noemenswaardige gevaren functioneren. Maar ondanks alles kan niet altijd voldoende veiligheid gegarandeerd worden bij foutieve handelingen of bij defecte uitrusting. In dergelijke situaties kan zich een vlamterugslag voordoen. Om de gasafnamepunten voor brandbaar gas en voor zuurstof bij gasdistributie of de reduceertoestellen op gasflessen te beschermen kan men gebruik maken van verschillende veiligheidsvoorzieningen. Hierin onderscheiden we verschillende elementen, te weten:

- de gaskeerklep, om te voorkomen dat een vreemd gas de leiding of fles terug ingaat

- de vlamdover, die een vlamexplosie dooft en beveiligt tegen vlamterugslag

- de thermische afsluiter, dit is een verzegelde klep met veer die bij oververhitting de gastoevoer afsluit

- de drukgevoelige afsluiter, die reageert op een drukgolf zoals bij vlamterugslag

- het overdrukventiel, dat voorkomt dat een drukgolf beschadigingen aan een leidingsysteem toebrengt of een slang laat barsten.

Veiligheidsvoorzieningen bevatten vaak meerdere elementen. In Nederland is een vlamdover op elke aansluiting voor acetyleen minimaal verplicht.

17

Figuur 5 Vlamdover met anti-terugslagklep en thermische beveiliging

In Figuur 5 is een vlamdover afgebeeld. Deze is voorzien van een patroon (2) vervaardigd uit gesinterd roestvast staal. De patroon dooft een eventuele explosievlam. Dergelijke veiligheden met grotere doorlaat zijn direct gemonteerd aan de uitgang van het reduceertoestel. Kleinere veiligheden kunnen in of aan de handgreep bevestigd worden, maar kunnen verliezen in de gastoevoer veroorzaken.Veiligheden mogen alleen geïnstalleerd zijn voor de gassoort waarvoor ze zijn bestemd. De gespecificeerde druk en afname mogen niet overschreden worden. Na een vlamterugslag en periodiek volgens de voorschriften moet de gebruiker de werking en de dichtheid van de vlamdover met anti-terugslagklep laten controleren. Wanneer de thermische zekering voor het afsluiten van de gastoevoer heeft gefunctioneerd moet de veiligheid worden vervangen.

Solderen

Het solderen van materialen als staal, roestvast staal en aluminium vindt dagelijks op grote schaal plaats. Hierbij valt te denken aan toepassingen op het gebied van de automobielindustrie, chemische en zuivelindustrie, koeltechniek, energie-opwekking, ….

Bij het verbinden van dunne plaatmateriaal speelt bij thermische verbiningsprocessen de warmte inbreng een belangrijke rol. Bij het lassen dient gewaakt te worden voor vervormingen tengevolge van de hoeveelheid ingebrachte warmte. Processen als hard- en vooral zachtsolderen zijn uit dat oogpunt gunstiger door een lagere warmte inbreng. Een beperking vormt de toelaatbare bedrijfstemperatuur. Ook het optreden van corrosie kan een probleem zijn.

Solderen is het verbinden van al dan niet verschillende soorten metaal doormiddel van een gesmolten metaal of legering met een lager smeltpunt of smelttraject dan de te verbinden metalen. Men onderscheid het solderen in zacht- en hardsolderen; heeft het soldeer een smeltpunt van boven de 450°C dan noemen we het hardsolderen. Voor het solderen van staal wordt meestal koper- of messingsoldeer gebruikt.

18

Gebruikte materiaal: Dunne plaat = 1.2 mm // Afmeting werkstuk = 140 x 50 x 1.2

Toepassingen:

Het autogeen lasproces kent zeer veel variabelen, die alle onafhankelijk van elkaar worden geregeld. Onder andere: de verplaatsingssnelheid van de vlam, de temperatuur, de stand van het toevoegmateriaal, het soort toevoegmateriaal. Enerzijds maakt dit het autogeen lasproces flexibel, anderzijds leidt dit gemakkelijk tot fouten. De kwaliteit van de las is erg afhankelijk van kwaliteit van de lasser.

De smeltsnelheid is laag, waarmee het autogeen-lasproces voornamelijk geschikt is voor lichte constructies, dunne plaat en voor gietijzer.

Er zijn twee verschillende vormen van autogeen lassen te onderscheiden:

1. LinkslassenEr van uitgaande, dat de brander in de rechterhand wordt gehouden, is de brander bij het van rechts naar links lassen (linkslassen) niet op het smeltbad gericht, maar op het moedermateriaal. Dit heeft tot gevolg, dat er ondiep wordt gesmolten, waardoor linkslassen uitsluitend geschikt is voor materiaal tot 3 mm dik.

2. RechtslassenEr van uitgaande, dat de brander in de rechterhand wordt gehouden is de brander bij het van links naar rechts lassen (rechtslassen) op het smeltbad gericht, en niet op het moedermateriaal. Dit heeft tot gevolg, dat er diep wordt gesmolten, waardoor rechtslassen geschikt is voor materiaal dikker dan 3 mm.

19

Tabel richtwaarden autogeen lassen

Richtwaarden autogeen lassen, ongelegeerd staal, plaat, stompe naad, positie PA

materiaal dikte (mm)

mond-stuk

grootte

naad-vorm

voor-opening (mm)

zuurstof overdruk

(bar)

acetyleen overdruk

(bar)

diameter lasstaaf (mm)

zuurstof verbruik

(l/h)

acetyleen verbruik

(l/h)

tech-niek

1 1-2 I 1 2,5 0,03-0,8 1,5 160 160 NL

2 1-2 I 1 2,5 0,03-0,8 2 160 160 NL

3 2-4 I 2 2,5 0,03-0,8 2 315 315 NR

4 2-4 V 2-4 2,5 0,03-0,8 3 315 315 NR

6 4-6 V 2-4 2,5 0,03-0,8 4 500 500 NR

Tegenwoordig wordt het hardsolderen gebruikt bij achterflanken op cabrio’s zodat deze nog een beperkte bewegingsvrijheid hebben.

Waar dit ook gebruikt wordt is in de carrosserie wanneer men bij het uitblutsen van het plaatwerk een dunne plek gecreëerd heeft en hier een knik-knak heeft. Dit kan men oplossen door een smeltbad t maken en materiaal naar de dunne plaats te slaan.

Ook wordt dit gebruikt om bij oldtimers een oneffenheid met tin te vullen als een (betere) vervanger voor plamuur.

Opdracht :Lassen op dunne plaat:Lassen van 2 dunne platen onder een hoek van 90° tegen elkaar zonder toevoegmateriaalLassen van vierkante koker in dunne plaat zonder toevoegmateriaalHardsolderen van twee dunne platen tegen elkaar ( onder een hoek van 90 & 180°)

Brander drukregelaar acetyleen met fles

20

Drukregelaar zuurstof met fles lassen koker/ platen 90°

Proef 4 : TIG lassen - Lassen op dunne plaat – FeroUitvoering proef : 25/11 en 09/12/2009

Lasprocedé : Duwend lassen - haaks op de positie van de lasser en van rechts naar links(rechtshandig).Lassen op “automatische” mode, automatisch ontsteken en handmatig in-en uitschakelenvan de stroom. Lasstroom voor dunne plaat op 40 A.Lastoorts parallel met het werkstuk, de hoek wordt gevormd door de lastoorts.

Het TIG-lassen is een elektrisch booglasproces met open boog tussen een niet-afsmeltende elektrode en het werkstuk, waarbij smeltbad en elektrode worden beschermd door een inert gas of gasmengsel. De naam TIG is een afkorting van het engelse Tungsten Inert Gas (tungsten=wolfram). Als inerte gassen worden in hoofdzaak argon en in sommige gevallen

21

helium of mengsels van beide gebruikt; ook komt het voor dat kleine hoeveelheden van niet-inerte gassen (chloor of waterstof) worden toegevoegd.

Meestal wordt het proces uitgevoerd als handlasproces, waarbij de zogenaamde lastoorts met de hand wordt voortbewogen en met de andere hand het eventuele lastoevoegmateriaal in blanke draad- of staafvorm wordt aangevoerd. Dit lasproces leent zich echter ook uitstekend voor automatisering, waarbij werkstuk en lastoorts ten opzichte van elkaar mechanisch worden voortbewogen en het toevoegmateriaal, eventueel nauwkeurig gedoseerd mechanisch vanaf een draadhaspel wordt toegevoerd.

Het TIG-lassen is een elektrisch booglasproces met een open boog tussen een niet afsmeltende elektrode en het werkstuk. De wolfraam elektrode en het te lassen werkstuk worden beschermd door een inert gas om oxidatie door actieve gassen te voorkomen.

TIG is de afkorting voor: Tungsten Inert Gas (Tungsten is wolfraam). Vroeger ook wel aangeduid als Argon-Arc lassen. In het Engels wordt dit proces aangeduid met GTAW, Gas Tungsten Arc Welding. TIG- lassen is een lasproces dat is uitgevonden in 1936 in de Verenigde Staten, een lasproces dat ook in Nederland bekend is geworden onder de naam Argon-arc lassen. Bij het lassen van procedures voor keuringsinstanties wordt internationaal de afkorting G.T.A.W. toegepast.

TIG-lassen wordt veelal uitgevoerd als handlasproces, maar leent zich ook uitstekend voor automatisering c.q. robotisering met of zonder koude draadaanvoer (pijplasverbindingen). ZIe ook orbitaal lassen.

Algemene kenmerken TIG-lasproces:

Zeer hoge warmtedichtheid (104W/mm²), en zeer hoge temperatuur (ca. 14000ºC) van de lasboog.

Het ontbreken van slakvormige smeltbadbescherming, waardoor steeds een goed zicht op het smeltbad mogelijk is. Geen kans op slakinsluiting.

Grote flexibiliteit door niet aan de boog gekoppelde lastoevoegmaterialen. Optimale aanpassing procesparameters. Geen slakdelen, geen spatten en geen rookontwikkeling.

22

Het lassen van alle smeltbare metalen (soms met speciale voorzieningen zoals bv een couveuse).

Lassen in alle posities. Grote toegankelijkheid in moeilijk toegankelijke werkstukken b.v. waterpijpketels.

Boog karakteristiek TIG-lassen

Voor het TIG-lasproces wordt de constante stroomkarakteristiek gebruikt (afgekort CC). Wanneer op de lasapparatuur voor een bepaald amperage wordt gekozen blijft deze tijdens het lassen constant (C.C.). Het voltage (boogspanning) zal bij variatie in booglengte wel variëren. Boogspanning heerst alleen dan wanneer de boog is ontstoken. Wanneer de lasser de wolfraam-elektrode kort bij het werkstuk houdt, zal de boogspanning laag zijn. Bij verhoging van de booglengte zal de boogspanning direct stijgen.

Gebruikte materiaal: Dunne plaat = 1.2 mm // Afmeting werkstuk = 140 x 50 x 1.2

Toepassingen:Het TIG-lassen is zeer geschikt voor dunne platen omdat deze op een beperkte plaatsen een opwarming van het materiaal geeft en er zo niet snel vervormingen zullen optreden.

Men verkrijgt hier wel een diep inbranden en een mooie las. Daardoor wordt dit proces (door de professioneel) zeer vaak gebruikt.

Zoals bv. flank inlassen, expansiebakjes, opvangbakjes, radiators, uitlaatspruitstukken,…

Opdracht :Lassen op dunne plaat:Lassen van 2 dunne platen onder een hoek van 90° tegen elkaar zonder toevoegmateriaalLassen van vierkante koker in dunne plaat zonder toevoegmateriaalLassen van 2 dunne platen onder een hoek van 90° tegen elkaar me toevoegmateriaalLassen van vierkante koker in dunne plaat met toevoegmateriaal

Lassen zonder toevoegmateriaal

23

Lassen met toevoegmateriaal

24

Plasmasnijden

Sinds het ontstaan van plasma snijden wordt het gezien als een alternatief voor het autogene snijden.

Principe

In figuur 1 wordt het principe van het plasma proces weergegeven. De basis van dit proces is een elektrische boog, die via een kleine boring in een doorgaans koperen mondstuk, staat tussen een elektrode en het werkstuk. Hierdoor wordt de temperatuur en de snelheid van het boogplasma dat uit het mondstuk naar buiten treedt sterk verhoogd. De temperatuur van plasma ligt boven de 20 000 ºC en de snelheid kan die van het geluid benaderen. In het geval van plasma snijden wordt de hoeveelheid plasmagas zodanig hoog gekozen dat het door de diep inbrandende plasmaboog tot smelten gebrachte materiaal uit de snede verwijderd wordt.Het verschil tussen dit proces en het autogeen snijden is, dat bij het plasma snijden het materiaal door de boog alleen tot smelten

25

wordt gebracht en aansluitend door de kinetische energie van de plasmagasstroom uit de snede wordt verwijderd. Bij het autogeen snijden daarentegen wordt het materiaal door de zuurstofstraal verbrand en wordt de dun vloeibare slak uit de snede geblazen.Hierdoor is het plasma snij proces ook te gebruiken voor materialen die voor het autogeen snijden niet geschikt zijn, zoals roestvast staal, gietstaal en aluminium.

Stroombron

De stroombron die voor het plasma snijden gebruikt wordt is een gelijkrichter met een z.g. vallende karakteristiek en een hoge openspanning. Alhoewel de werkspanning tijdens het snijden in de buurt van de 50 à 60 volt ligt moet de openspanning voor het starten van de boog wel zo'n 400 volt zijn. Bij het starten van het proces wordt in de toorts eerst een z.g. hulp- of piloot boog gestart tussen de elektrode en het snij mondstuk. Tijdens het snijden staat de boog tussen de elektrode en het werkstuk en is er sprake van een z.g. overdragende boog. De elektrode is met de negatieve pool van de stroombron verbonden en het werkstuk met de positieve. Hierdoor komt het merendeel van de opgewekte energie, ca. 70% beschikbaar voor het snijden.

Gas samenstelling

Bij een conventioneel plasma snijsysteem wordt in de snij toorts gebruik gemaakt van een wolfraamelektrode en wordt als gas, argon, een argon waterstof mengsel of stikstof gebruikt.Maar , zoals beschreven onder "procesvarianten", kan ook gebruik gemaakt worden van oxiderende gassen of gasmengsels, zoals lucht en zuurstof. In die gevallen kan geen gebruik gemaakt worden van een wolfraamelektrode, maar bestaat deze uit een hafnium inzetstuk in een koperen elektrode.De hoeveelheid plasmagas moet in overeenstemming zijn met de gebruikte snijstroom en de diameter van de boring in het snijmondstuk. Als de plasmagasstroom te laag is kan het fenomeen van "double arcing" ontstaan. In dat geval zal de boog eerst van de elektrode naar het snijmondstuk gaan en aansluitend van het mondstuk naar het werkstuk. Het wegsmelten van het mondstuk is hiervan het gevolg en niet zelden wordt ook de snijtoorts beschadigd.

Snijkwaliteit

De snedekwaliteit is over het algemeen vergelijkbaar met die van het autogeen snijden. Maar omdat het plasma snijden een smeltproces is, waarbij bovenin de snede meer vermogen beschikbaar is dan onderin, zal de snede aan de bovenzijde vaak een ronding te zien geven en heeft de gehele snede een conische vorm. Aangezien dit mede veroorzaakt wordt door de aard van de boring in het mondstuk en het ontwerp van de toorts, zijn er systemen verkrijgbaar waarbij deze tekortkomingen verholpen of verminderd zijn.

Procesvarianten

De procesvarianten van fig. 2a - 2e zijn alle ontwikkeld om de snede kwaliteit en de boogstabiliteit te verbeteren, de geluidsoverlast en de snijrookemissie te verminderen en de snijsnelheid te verhogen.

26

Dubbelgassysteem (Fig. 2a)In principe werkt deze variant op dezelfde wijze als de conventionele manier. In dit geval wordt om het plasmamondstuk echter nog een beschermgas gecreëerd, waardoor de boog nog sterker ingesnoerd wordt en het materiaal uit de snede beter wordt weggeblazen. Het plasmagas is doorgaans argon, een argon waterstof mengsel of stikstof. De samenstelling van het tweede gas wordt bepaald door het te snijden materiaal.

Staal - lucht, zuurstof of stikstof

Roestvast staal - stikstof, argon waterstof mengsel of CO2

Aluminium - argon waterstof mengsel of stikstof

De voordelen van dit systeem ten opzichte van de conventionele methode zijn:

Minder kans op "double arcing"

Hogere snijsnelheden

Vermindering van het afronden van de bovenkant van de snede

Waterinjectie (Fig. 2b)In het algemeen wordt als plasmagas stikstof toegepast. Een radiale waterinjectie in de plasmagas stroom zal een beter insnoering van de boog tot gevolg hebben. Hierdoor wordt de boogtemperatuur aanzienlijk verhoogd en kan een niveau tot ca. 30 000 ºC bereiken.De voordelen hiervan ten opzichte van het conventionele plasma snijden zijn:

Een verbetering van de snedekwaliteit en de haaksheid van de snede

Hogere snijsnelheden

Minder kans op "double arcing"

Minder slijtage van het snijmondstuk

Waterscherm (Fig. 2c)

Bij het deze variant van het plasma snijden heeft men eigenlijk de keuze tussen het gebruik van een waterdouchekop of het z.g. onderwater snijden, waarbij het snijoppervlak 50 - 75 mm onder het wateroppervlak geplaatst is. Bij deze methode zorgt het water voor een vermindering van de snij rook - emissie, een vermindering van het geluidsniveau en een langere levensduur van het snijmondstuk.Hoe effectief de toepassing van een watergordijn op de verlaging van de geluidsoverlast is blijkt uit metingen. Bij het conventionele plasma snijden met relatief hoge stroomsterktes wordt een geluidsniveau van ca. 115 dB gemeten. Bij het snijden met een douchekop daarentegen daalt dit naar ca. 96 dB en bij het onderwater snijden wordt een geluidsniveau van 52 tot 85 dB gemeten.Het zal duidelijk zijn dat deze varianten alleen gemechaniseerd uitgevoerd kunnen worden.

27

Plasmalucht-snijden (Fig. 2d)

De gebruikelijke inerte (argon) of laag reactieve (stikstof) gassen kunnen ook vervangen worden door lucht. Dit vereist echter wel het gebruik van een aangepaste elektrode van hafnium of zirkonium in een koperen houder. De lucht kan dan ook het water voor de toortskoeling vervangen. Het voordeel ligt in het gebruik van een "gasmengsel" (78% stikstof; 21%zuurstof; 1% argon) dat beduidend goedkoper is dan de gebruikelijke gassen. Alhoewel nu de hafnium of zirkonium elektroden het enige verbruiksartikel zijn geworden, moet er wel rekening mee gehouden worden dat deze beduidend kostbaarder zijn dan de gebruikelijke wolfraamelektroden.

Fijnstraal plasma (Fig. 2e)Deze plasma snijmethode staat ook bekend onder de Engelse namen High Tolerance Plasma en HyDefinition snijden.Teneinde de snedekwaliteit zo sterk te verbeteren dat het plasma snijden zou kunnen concurreren met de hoge kwaliteit van het laser snijden is een systeem ontwikkeld waarbij de plasmaboog extreem sterk ingesnoerd wordt. Deze sterke insnoering wordt bewerkstelligd door het boogplasma dat in de zuurstofstroom opgewekt is bij het binnentreden van het plasmamondstuk geforceerd te laten wervelen. Bovendien wordt kort voor dat de plasmaboog uittreedt nog een tweede gasstroom in het mondstuk geïnjecteerd. Bij sommige systemen wordt bovendien nog een magneetveld om de plasmaboog aangebracht, waardoor de boog gestabiliseerd wordt en het roteren van de gasstroom beter in stand wordt gehouden.

De voordelen van het fijnstraal plasma snijden zijn:

De snedekwaliteit ligt tussen die van het conventionele plasma snijden en het laser snijden.

Een zeer smalle snede

Minder vervorming van het werkstuk doordat de warmte beïnvloede zone veel kleiner is. Het fijn straal plasma snijden is een gemechaniseerde methode, waarbij hoge eisen aan de nauwkeurigheid van de snij apparatuur gesteld worden.

28

29