Toepassing van laserslassen op roestvrij staal 7

Gebreken: oorzaken en oplossingen

Laserlassen van roestvrij staal biedt ongeëvenaarde precisie, maar gebreken kunnen nog steeds optreden wanneer materiaalvoorbereiding, procesparameters of afdekkingsgasafgifte niet volledig geoptimaliseerd zijn. In tegenstelling tot booglassen stolt de kleine smeltbad bij laserlassen extreem snel, waardoor zelfs kleine verstoringen in energieoverdracht of afscherming zichtbare of verborgen fouten kunnen veroorzaken. Hieronder volgt een gedetailleerde uitsplitsing van veelvoorkomende gebrekstypen, hun oorzaken en bewezen correctieve maatregelen.

Porositeit

· Metaalkundige oorzaak: gasbellen (waterstof, zuurstof, stikstof) die vastkomen in het smeltbad tijdens het stollen. Waterstof is de meest voorkomende oorzaak — vaak afkomstig van vocht of koolwaterstoffen op het oppervlak van de lasnaad.

· Laser-specifieke triggers:

1. Onvoldoende ontvetten (snijvloeistoffen, olie, lijmresten).

2. Vochtsopname uit vochtige omgevingen.

3. Turbulentie in het afdekkingsgas trekt omgevingslucht aan.

· Oplossingen:

1. Schoonmaak: Ontvet en droog onderdelen direct voor het lassen.

2. Afdekking: Zorg voor een laminaire gasstroom; gebruik grotere mondstukken of diffusors om turbulentie te voorkomen.

3. Parameteraanpassing: Verminder de loopsnelheid licht om gassen de tijd te geven te ontsnappen vóór stolling; vermijd te grote keyhole-diepte die gassen kan opsluiten.

Warmbarsten (Stollingsbarsten)

· Metallurgische oorzaak: Laag ferrietgehalte in volledig austenitische lassen zorgt ervoor dat onzuiverheden zich concentreren aan korrelgrenzen tijdens stolling. Trekspanningen door krimp veroorzaken barsten vóór volledige stolling.

· Laser-specifieke triggers:

1. Zeer hoge loopsnelheden produceren smalle, volledig austenitische stolling.

2. Stijve bevestiging die krimp beperkt.

· Oplossingen:

1. Metallurgisch: Gebruik toevoegmateriaal met hoger ferrietpotentieel (bijv. ER308L, ER316L) om 3–8% ferriet te bereiken.

2. Spanningsbeheer: Verminder beperking in de bevestiging; plaats lassen verspreid om krimpspanningen te verdelen.

3. Parameterafstemming: Vermijd extreem hoge snelheden bij gevoelige kwaliteiten; pas de straalbundeling aan voor een iets bredere lasnaad.

Gebrek aan versmelting / onvolledige doordringing

· Metaal-kundige oorzaak: Onvolledig smelten van de verbindingvlakken of wortel door onvoldoende energiedichtheid of slechte straalpositie.

· Laser-specifieke triggers:

1. Ontfocussen van de straal door verkeerde focuspositie.

2. Verkeerde uitlijning tussen de straal en de middenlijn van de lasverbinding.

3. Te hoge bewegingssnelheid.

· Oplossingen:

1. Optica: Controleer de brandpuntsafstand en -positie; controleer op vervuiling van de lens.

2. Parameters: Verhoog het vermogen of verlaag de bewegingssnelheid; verlaag de wiebelaamplitude indien te groot.

3. Pasvorm: Verbeter de voorbereiding van de lasverbinding en zorg dat de spleet <0,1 mm is voor autogene lassen.

Inliggende rand / ondervulling

· Metaal-kundige oorzaak: Smelten van het basismetaal aan de lasrand zonder voldoende vloeibaar metaal om het op te vullen.

· Laser-specifieke triggers:

1. Hoge energiedichtheid in combinatie met snel reizen, wat het toemetaal wegspoelt.

2. Asymmetrische straalpositie.

· Oplossingen:

1. Verminder de reissnelheid of straalverstelling om de bevochtiging te verbeteren.

2. Voeg toevoegdraad toe voor het overbruggen van spleten of vormgeven van de lasrand.

3. Pas het afgeschermde gas aan om een excessieve plasmazuil te voorkomen die het smeltbad destabiliseert.

Instabiliteit van het sleutelgat / spatten

· Metallurgische oorzaak: Schommelingen in de dampcaviteit (sleutelgat) leiden tot instorting of uitwerping van gesmolten metaal.

· Laser-specifieke triggers:

1. Te hoge vermogensdichtheid veroorzaakt heftige verdampping.

2. Verontreiniging zorgt voor ongelijkmatige absorptie.

3. Slechte keuze of stroom van afgeschermd gas, wat een instabiele zuil veroorzaakt.

· Oplossingen:

1. Verlaag de piekvermogensdichtheid licht; stel de focuspositie af voor stabiliteit.

2. Zorg ervoor dat oppervlakken vrij zijn van oxide en droog zijn.

3. Gebruik heliummengsels om de sleutelgatvorming te stabiliseren bij diepe indringing.

Verkleuring en Oxidatie

· Metaal-kundige oorzaak: Chroom in roestvrij staal oxideert wanneer heet metaal wordt blootgesteld aan zuurstof, waardoor een warmtetint ontstaat die de corrosieweerstand kan verlagen.

· Laser-specifieke triggers:

1. Onvoldoende afschermdraagbieding tijdens en na het lassen.

2. Te hoge tussentemperatuur of koeltemperatuur zonder achterwaartse bescherming.

· Oplossingen:

1. Verhoog de primaire afscherming en voeg achterwaartse schilden toe om de afkoelende lasnaden 2–5 seconden te bedekken.

2. Gebruik gas met hoge zuiverheid (>99,99%).

3. Minimaliseer de warmte-inbreng terwijl u de doordringing behoudt.

Overmatige vervorming

· Metaalkundige oorzaak: het hoge uitzettingscoëfficiënt van roestvrij staal versterkt zelfs kleine temperatuurveranderingen, waardoor krimpspanningen ontstaan.

· Laser-specifieke triggers:

1. Te krachtige straal voor de voegdikte.

2. Lange, doorlopende lassen zonder gebalanceerde volgorde.

· Oplossingen:

1. Verminder de warmtetoevoer door aanpassing van snelheid of vermogen.

2. Volg een lasvolgorde die de spanningen in balans houdt.

3. Gebruik bevestigingsmiddelen met gecontroleerd klemmen die beperkte uitzetting toestaan zonder uitlijning te verliezen.

Bij het laserslassen van roestvrij staal ontstaan de meeste gebreken door één van vier oorzaken: verontreiniging, slechte straalbeheersing, onjuiste warmtetoevoer of ontoereikende afdekking. Porositeit ontstaat door verontreiniging of insluiting van gas, heetrekken door slechte ferrietbeheersing en hoge beperking, onvoldoende versmelting door ondiepe penetratie, insnijding door slechte straaluitlijning, instabiliteit van het sleutelgat door instabiele dampcaviteiten, verkleuring door zuurstofblootstelling, en vervorming door thermisch onevenwicht. De oplossing is altijd gericht: verwijder de onderliggende oorzaak, niet alleen het symptoom, door aandacht te besteden aan voorbereiding, parameters en toediening van de afdekgas