Lasfouten : slechte doorlassing


Er worden algemeen geldende richtlijnen gegeven opdat het gevaar dat door de lasser lasfouten worden gemaakt, die in het werk worden afgekeurd, zo klein mogelijk wordt.
De SchenectadyDe Schenectady, een in 1943 geheel gelast tankschip, dat in tweeën brak terwijl het nog in het dok lag. Belangrijkste oorzaken: een verkeerd ontwerp en slecht vakmanschap.

Lasfouten, afkeurcriteria en toelaatbare onvolkomenheden
Omdat de aanwezigheid van onvolkomenheden in een lasverbinding nog niet direct behoeft te betekenen dat het onderdeel ongeschikt zou zijn voor het bedoelde gebruik, spreken we liever over lasonvolkomenheden dan over lasfouten.
In verband hiermee is de kwaliteit van gelaste onderdelen vastgelegd in meerdere kwaliteitsniveaus, waarin de verschillende toleranties voor al dan niet toegelaten onvolkomenheden nauwkeurig zijn gespecificeerd.
In de Europese norm EN 25817 (NEN-ISO 5817) "Booglasverbindingen in staal. Richtlijn voor het vaststellen van kwaliteitsniveaus voor onvolkomenheden" zijn dat de niveaus D voor "matig", C voor "gemiddeld" en B voor "streng". Voor aluminium geldt de EN 30042 (NEN-ISO 10042). Ook in de ASME en AWS codes zijn acceptatiecriteria opgenomen.
De voor het laswerk gekozen toepassingsnorm zal dan ook de eisen moeten specificeren met de kwaliteitsniveaus waaraan de diverse lasverbindingen dienen te voldoen.
Grofweg kunnen onvolkomenheden worden verdeeld in twee groepen:

  • al tijdens het fabricageproces gemaakte onvolkomenheden

en

  • onvolkomenheden die optreden na ingebruikname van het onderdeel of de constructie (bijvoorbeeld door overbelasting), zoals:
    • brosse breuk
    • scheuren als gevolg van spanningscorrosie
    • vermoeiingsscheuren         

In EN 26520 (NEN-ISO 6520) worden de onvolkomenheden die bij het smeltlassen van metalen kunnen optreden beschreven en in zes hoofdgroepen ingedeeld.

  1. Scheuren
  2. Holten
  3. Vaste insluitsels
  4. Bindingsfouten en onvolkomen doorlassing
  5. Geometrische afwijkingen
  6. Overige

De hoofdgroepen worden aangegeven door een getal van drie cijfers en subgroepen door een getal van vier cijfers. Ook de oude IIW aanduiding is nog in de norm opgenomen en er wordt verwezen naar de referentie-radiografieën van de IIW-catalogus "Collection of reference radiographs and cross-sections of welds in steel".
Zo wordt bijvoorbeeld een langsscheur algemeen aangeduid als 101 en krijgt een langsscheur in de warmte beïnvloede zone het getal 1013.
           
De lasmethode en de vaardigheid van de lasser zijn direct van invloed op het maken van lasonvolkomenheden. Een verkeerde lasmethode of onvoldoende lasvaardigheid kunnen leiden tot onvolkomenheden die op zich weer de oorzaak kunnen zijn van voortijdig falen van de constructie.

Onvolkomen doorlassing of onvoldoende inbranding
We spreken van onvolkomen doorlassing als in de grondlaag de onderkant van de verbinding niet voldoende is meegesmolten. Onvoldoende inbranding treedt op bij tweezijdig lassen als beide kanten van de lasnaad onvoldoende worden samengesmolten.
Bij de volgende situaties kunnen zich deze onvolkomenheden voordoen:

  • een te hoge staande kant in een stompe las (fig. 1a)



  • een te nauwe vooropening (fig. 1b)



  • uitlijnigheid (fig. 1c)



  • onvoldoende verwijderen van materiaal voor het lassen van de tegenlaag bij tweezijdig lassen (fig. 1d)



  • onvoldoende inbranding bij hoeklassen als gevolg van een te lage boogenergie (warmte-inbreng) (fig.1e)



  • een te dikke elektrode (fig. 2a)



  • een te dunne elektrode (fig. 2b)

Oorzaken
Dergelijke onvolkomenheden komen het meeste voor bij die lasprocessen waarbij het toevoegmateriaal tegelijkertijd als elektrode voor de stroomoverdracht naar de boog dient, zoals bij het booglassen met beklede elektroden, MIG/MAG-lassen en het lassen onder poeder. Het smeltbad wordt hierbij "automatisch" gevormd terwijl de boog de staaf- of draadelektrode afsmelt. De lasser heeft hierdoor maar een beperkte controle op de inbranding van het smeltbad. Dit in tegenstelling tot bij het TIG-lassen, waar de doorlassing en de toevoeging afzonderlijk door de lasser kunnen worden beheerst. Bij het TIG-lassen komen deze typen onvolkomenheden dan ook minder voor.
Bij het lassen met beklede elektroden kan het gevaar voor onvoldoende doorlassing verminderd worden door het laswerk uit te voeren met de juiste parameters en toepassing van de juiste elektrodediameter om voldoende boogenergie te hebben en zodoende een voldoende inbrandingsdiepte te bereiken. De dikte van de elektrode is ook belangrijk om voldoende toegang tot de grond van de las te kunnen verkrijgen, in het bijzonder bij een kleine openingshoek (fig. 2). Het is gebruikelijk om een 4 mm elektrode of kleiner voor de grondlaag toe te passen zodat de lasser voldoende manipulatiemogelijkheden heeft ten behoeve van de inbranding en de beheersing van het smeltbad. Voor de vullagen, waar de inbrandingsdiepte minder kritisch ligt wordt dan een dikkere elektrode gekozen om een hogere neersmeltsnelheid te bereiken.
Bij het MIG/MAG-lassen dienen de voor de materiaaldikte juist gekozen instelwaarden en een korte booglengte in voldoende inbranding te resulteren. Een voor de staande kant te lage stroomsterkte zal onvoldoende doorlassing opleveren. Ook een te hoge stroomsterkte, waardoor de lasser een hoge voortloopsnelheid hanteert zal resulteren in een overbruggen van de grond van de lasnaad zonder voldoende inbranding.
Het is ook van essentieel belang dat de juiste naadvorm, staande kant, openingshoek en vooropening toegepast worden en de naad eveneens nauwkeurig gesteld wordt. Om schaarwerking te voorkomen moet de te lassen naad goed worden gehecht.

De beste voorzorgsmaatregelen
De volgende methodes kunnen worden toegepast om onvoldoende doorlassing te voorkomen:

  • Bij het TIG-lassen geen te hoge staande kant toepassen zodat kan worden verzekerd dat de lasstroom voldoende energie levert voor het meesmelten van de grond van de las
  • Bij het lassen met beklede elektroden de juiste stroom instellen en geen te dikke elektrode gebruiken voor de grondlaag
  • Bij het MIG/MAG-lassen een voldoend hoge stroomsterkte, maar de spanning zo instellen dat met een korte boog kan worden gelast
  • Bij stompe naadvormen voldoende vooropening handhaven, oppassen dat deze niet kleiner wordt tijdens het lassen
  • Geen te hoge stroomsterkte gebruiken waardoor het smeltbad de grond van de naad zonder voldoende doorlassing kan overbruggen.

Acceptatiecriteria
Zoals reeds vermeld worden de toleranties voor onvolkomenheden voor booglassen van staal in de NEN ISO 5817 voor drie kwaliteitsniveaus opgegeven.
Onvolkomen doorlassing is niet toegestaan in kwaliteitsniveau B (streng). Bij de niveaus C (gemiddeld) en D (matig) is onvoldoende inbranding over grotere lengtes niet toegestaan, maar worden kortere onvolkomenheden nog wel getolereerd.
Onvolkomen doorlassing is niet toegestaan bij de vervaardiging van drukvaten, maar is tot op zekere hoogte nog wel aanvaardbaar bij leidingwerk afhankelijk de toepassing, het materiaal en de wanddikte.

Reparaties
Als de grondlaag niet toegankelijk is voor inspectie door middel van bijvoorbeeld penetrant of magnetisch onderzoek kan radiografisch of ultrasoon onderzoek plaatsvinden. Reparaties vereisen normaliter het verwijderen van de onvolkomenheden tot op het foutloze materiaal door middel van gutsen of slijpen, gevolgd door het opnieuw lassen conform de daarvoor gekozen procedure.

Relevante NEN-EN normen:
EN 26520 (NEN-ISO 6520): Indeling en omschrijving van onvolkomenheden in smeltlassen in metalen
EN 25817 (NEN-ISO 5817): Booglasverbindingen in staal - Richtlijn voor het vaststellen van kwaliteitsniveaus voor onvolkomenheden
EN 30042 (NEN-ISO 10042): Booglasverbindingen in aluminium en lasbare aluminiumlegeringen - Richtlijn voor het vaststellen van kwaliteitsniveaus voor onvolkomenheden

Vorige pagina