Toepassing van laserlassen op roestvrij staal 1

Waarom Roestvrij Staal Lassen met een Laser?

Lassen met een laser biedt verschillende voordelen en is daardoor een van de meest effectieve methoden voor het verbinden van roestvrij staal. Dankzij de unieke combinatie van snelheid, precisie en minimale thermische invloed worden resultaten behaald die met conventionele lasmethoden moeilijk te realiseren zijn.

Geringe vervorming en minimale verkleuring door warmte: Roestvrij staal is gevoelig voor warmte en teveel thermische toevoer kan vervorming, restspanningen of onaantrekkelijke verkleuring veroorzaken. De geconcentreerde warmtebron bij laserlassen zorgt voor een smalle warmtebeïnvloede zone (WBZ), waardoor vervorming sterk wordt verminderd. Het gecontroleerde thermische profiel beperkt ook de verkleuring door warmte, waardoor de corrosiebestendigheid van het metaal behouden blijft en de post-lasreiniging wordt verminderd of geëlimineerd.

Hoge snelheid en automatiseringsvriendelijkheid: Laslassen kan uitgevoerd worden bij hoge voedingssnelheden, waardoor het ideaal is voor productie in grote volumes. Het proces is eenvoudig te integreren in geautomatiseerde productielijnen, waarbij robotsystemen consistente lassen leveren zonder vermoeidheid van operators. Dit verbetert de doorvoer terwijl de kwaliteit behouden blijft.

Uitstekende precisie: De laserstraal kan worden gefocusseerd tot een zeer kleine vlek, waardoor nauwkeurige plaatsing van de las mogelijk is. Dit is essentieel bij het werken met dunne roestvrijstalen delen, ingewikkelde ontwerpen of onderdelen waarbij de tolerantie voor fouten minimaal is.

Toegankelijkheid en enkelzijdig lassen: In tegenstelling tot sommige traditionele lastechnieken vereist laserlassen vaak toegang van slechts één zijde van de verbinding. Dit maakt het waardevol voor complexe samenstellingen of gebieden met beperkte toegankelijkheid.

Schoon proces: Laslassen is een contactloos proces dat minimale spatten, dampen of verontreiniging veroorzaakt. Dit verbetert niet alleen de veiligheid en schoonheid op de werkvloer, maar vermindert ook de noodzaak van uitgebreide nabewerking na het lassen.

Lassen van roestvrij staal met een laser combineert snelheid, precisie en minimale warmte-invoer, wat resulteert in sterke, visueel schone lassen met minder herwerkingsbehoeften. Vanwege de compatibiliteit met automatisering en toegankelijkheid aan één zijde is dit een ideale keuze voor zowel massaproductie als gespecialiseerde toepassingen, en biedt het duurzame kwaliteits- en efficiëntievoordelen.

Groepen roestvrij staal en wat dit betekent voor lassen

Roestvrije stalen worden ingedeeld in groepen op basis van hun kristalstructuur en legeringsamenstelling. Deze verschillen beïnvloeden direct hun lasbaarheid, reactie op warmte en uiteindelijke mechanische eigenschappen. Bij laserlassen is het begrijpen van deze kenmerken cruciaal om defecten zoals barsten, vervorming, verlies van corrosiebestendigheid of fase-onbalans te voorkomen.

Austenitisch

Structuur & Samenstelling: Vlakgecentreerde kubische (FCC) structuur, bevat meestal 16–26% chroom en 6–12% nikkel. Types zijn 304, 316 en 310.

Lasbaarheid: Uitstekende lasbaarheid en ductiliteit, maar hoge thermische uitzetting kan vervorming veroorzaken. Lage thermische geleidbaarheid kan ook leiden tot lokale oververhitting indien de parameters niet goed worden geregeld.

Laserlassen-overwegingen: Houd de warmtetoevoer laag om vervorming te minimaliseren. Gebruik beschermgasgemengen (bijv. argon-helium) om de doordringing te verbeteren en oxidatie te verminderen. Vermijd sensitisatie door de temperatuur tussen lasnaden en afkoelsnelheid te controleren.

Toepassingen: Voedingsmiddelenverwerkende apparatuur, chemische tanks, architectonische bekleding.

Ferritisch

Structuur & Samenstelling: Ruimtegecentreerde kubische (BCC) structuur met 10,5–30% chroom, weinig of geen nikkel. Algemene types: 409, 430.

Lasbaarheid: Matige lasbaarheid – gevoelig voor korrelgroei en brosse wordende in de warmtebeïnvloede zone (HAZ). Geringe thermische uitzetting betekent minder vervorming dan bij austenitische types.

Laserlassen overwegingen: Houd de warmte-invoer laag en koel snel om grove korrels te voorkomen. Lastoevoegmaterialen zijn vaak overbodig, maar kunnen worden gebruikt om de taaiheid te verbeteren bij dikke delen.

Toepassingen: Auto-exhaustrystemen, industriële apparaten, decoratieve afwerking.

Martensitisch

Structuur & Samenstelling: BCC/tetragonale structuur met 11,5–18% chroom en een hoger koolstofgehalte. Algemene kwaliteiten: 410, 420, 440C.

Lasbaarheid: Moeilijker te lassen vanwege hardheid en brosheid. Hoog risico op koudscheuren in de HAZ.

Laserlassen overwegingen: Voorverwarmen tot 150 –300℃ om hardheidsgradiënten te verminderen. Gebruik van nabehandeling om taaiheid te herstellen. Toevoegelementen met een lager koolstofgehalte kunnen helpen om de scheurgevoeligheid te verminderen.

Toepassingen: Turbinebladen, messen, chirurgische instrumenten.

Afhardend door neerslag (PH)

Structuur & Samenstelling: Martensitische of semi-austenitische structuur met additionele legeringselementen (bijv. Cu, Al, Nb, Ti) die verouderingsharding mogelijk maken. Voorbeeld: 17-4PH.

Lasbaarheid: Goede lasbaarheid, maar de mechanische eigenschappen zijn sterk afhankelijk van warmtebehandeling.

Laserlassen overwegingen: Las in de opgeloste toestand en voer daarna een warmtebehandeling uit om de sterkte te herstellen. Vermijd te veel warmte-invoer om oververoudering of vervorming te voorkomen.

Toepassingen: Lucht- en ruimtevaartonderdelen, hoogwaardige assen, petrochemische installaties.

Duplex en Super Duplex

Structuur & samenstelling: Ongeveer 50/50 austenitische en ferrietfase, met hoog chroomgehalte (19–32%), molybdeen en stikstof voor verbeterde corrosiebestendigheid. Algemene kwaliteiten: 2205, 2507.

Lasbaarheid: Goede lasbaarheid, maar gevoelig voor fase-ongelijkwicht – te veel warmte kan ervoor zorgen dat ferriet of sigma-fase overheerst, waardoor de corrosiebestendigheid en taaiheid afnemen.

Laserlassen overwegingen: Gebruik gecontroleerde, matige warmte-invoer en houd de temperatuur tussen de laspassen beneden ~150 ℃. De zuiverheid van het beschermgas is van cruciaal belang om stikstofverlies te voorkomen.

Toepassingen: Offshore platforms, ontziltingsinstallaties, chemische procesapparatuur.

Elke roestvrijstalen familie reageert anders op de geconcentreerde hitte van laserslassen. Austenieten zijn gemakkelijk te lassen maar vervormen gemakkelijk, ferrieten zijn stabiel maar lopen het risico van korrelvergroving, martenieten vereisen voorverwarming en temperen, PH-graden hebben post-lastoudering nodig, en duplex-typen vereisen strikte fasecontrole. Het selecteren van de juiste lasparameters, toevoegmaterialen en nabehandeling na het lassen op basis van de specifieke familie zorgt ervoor dat de lassen zowel sterkte als corrosiebestendigheid behouden.