04:22
15-07-2016

Innovatieve varianten van het MIG/MAG-lassen

MIG/MAG-apparaten mogen zich al decennia de werkpaarden van de lasindustrie nodig. Hoewel het eigenlijke lasprincipe al jaren onveranderd blijft, verschijnen er wel nieuwe varianten ten tonele. Dit heeft vooral te maken met verdere ontwikkelingen in de elektronica die zorgen voor een betere controle en sturing van het proces. Hun belangrijkste troef is de lagere warmte-inbreng wat moet resulteren in een sneller en beter resultaat.

Geen lasproces kent zoveel verschillende varianten als het MIG/MAG-lassen. Ze ontlenen hun bestaansrecht aan het feit  dat ze een antwoord willen bieden op de klassieke beperkingen van het traditionele MIG/MAG-lassen. Hun voornaamste doelstellingen zijn het verhogen van de productiviteit, het verlagen van de laskosten, een betere beheersing van het lasproces zodat een constantere kwaliteit wordt verkregen, het verlagen van de warmte-
inbreng en het beheersen van vervormingen en ten slotte de mogelijkheid om nieuwe metalen te kunnen lassen. Er wordt vooral vooruitgang geboekt door de steeds verdere ontwikkelingen en miniaturisatie van moderne elektronica. Tegenwoordig kan men in fracties van seconden meten en regelen, iets wat enkele tientallen jaren geleden voor onmogelijk werd gehouden.

Voordelen lagere warmte-inbreng

De nieuwe MIG/MAG-varianten berusten vrijwel allemaal in meer of mindere mate op het gebruik van moderne digitaal gestuurde inverterstroombronnen met verbeterde beheersing van stroom en spanning. Bijna elke fabrikant heeft er wel één in zijn gamma. Deze bronnen kunnen tijdens het kortsluitbooglassen heel snel op veranderingen in de boog reageren, maar zijn ook in staat om tijdens de kortsluitfase de stroomsterkte tot vrijwel nul terug te brengen. Op die manier wordt er slechts weinig warmte ingebracht tijdens het lassen, wat ze bijzonder interessant maakt voor het lassen van dunne plaat en buis. Een bijkomend voordeel van dergelijke regelingen is dat het spatgedrag grotendeels kan worden onderdrukt. Spatten geven materiaalverlies, maar kunnen zich ook op het oppervlak hechten. Om aan esthetische kwaliteitseisen of corrosiewerende eigenschappen (rvs) te voldoen, moeten deze dan achteraf nog verwijderd worden. Ten slotte resulteert een lagere warmte-inbreng ook in de beperking van de hoeveelheid lasrook. Hoewel meerdere factoren spelen inzake de hoeveelheid en de schadelijkheid van de gassen (te verbinden materialen, lastoevoegmaterialen, beschermgas), bestaat er een vrijwel lineair verband tussen de stroomsterkte en de hoeveelheid lasrook die vrijkomt. Aangezien de ‘koude varianten van MIG/MAG-lassen met een zeer lage stroomsterkte werken, is de geproduceerde lasrook laag.

Welke variant kiezen?

Het Belgisch Instituut voor Lastechniek (BIL) onderwierp verschillende nieuwe varianten in het Innolas project aan een praktijktest. Uit de experimenten bleek dat het niet altijd eenvoudig is de voorspelde voordelen te realiseren en dat het succes van een gekozen proces voor een bepaalde toepassing zeer afhankelijk is van specifieke randvoorwaarden. Parameters die spelen zijn onder meer de materiaalsoort en -dikte, de gewenste lasnaadgeometrie en -voorbereiding, de laspositie, manueel of geautomatiseerd lassen, kwaliteitseisen, vereiste mechanische eigenschappen, lasuiterlijk, gewenste productiviteit, toevoegmaterialen, toegelaten thermische vervorming, vaardigheid van de lasser en manuele, gemechaniseerde of gerobotiseerde uitvoering. Hierdoor is het moeilijk om algemene richtlijnen op te stellen waarmee men via een aantal invoergegevens kan uitkomen bij het technisch meest geschikte proces. Daarom zal de gebruiker eerst een selectie moeten maken van de processen die op papier geschikt zijn om de gewenste verbeteringen te realiseren. Hou ook rekening met eventuele ervaringen van de lasser met verschillende fabrikanten en de reeds aanwezige apparatuur.

Mogelijke technieken

Hieronder volgt een selectie van een aantal nieuwe MIG/MAG-varianten. Deze lijst pretendeert zeker niet volledig te zijn. U kan steeds terecht bij de verschillende fabrikanten of onafhankelijke onderzoekscentra voor meer advies over deze of andere procesvarianten. Zij kunnen op basis van haalbaarheidstesten helpen bepalen wat de beste oplossing voor u is, alsook de eventuele implicaties op de voorbereiding van de werkstukken, de opspanning … Op de website van het Belgisch Instituut voor Lastechniek
(www.bil-ibs.be) is ook heel wat informatie terug te vinden.

Varianten kortsluitbooglassen

De ontwikkelingen op het gebied van kortluitbooglassen begonnen met de introductie van het STT systeem (Surface Tension Transfer) van Lincoln Electric. Dit booglasproces maakt gebruik van een zogenaamde ‘arc wave form control’ om de oppervlaktespanning en het stroomverloop te controleren.  Het proces maakt gebruik van een invertorstroombron die noch een constante stroom noch een constante spanning nodig heeft. Hierdoor kan de warmte-inbreng onafhankelijk van de draadsnelheid gecontroleerd worden. Het CMT-proces (Cold Metal Transfer) van Fronius is een lasmethode die met een zeer geringe warmte-inbreng smeltkasverbindingen realiseert. Dit kortsluitbooglasproces maakt daarbij gebruik van een speciale methode voor de afsplitsing van gesmolten metaaldruppels. Niet alleen de toename van de stroom na de kortsluiting wordt beperkt door een elektronische regeling, ook de draadaanvoer wordt erin betrokken. Door na het contact van de lasdraad met het werkstuk de draad een klein stukje terug te trekken en door de beperking van de lasstroom, kan de materiaaloverdracht zonder spatten worden gerealiseerd. De ColdArc technologie van EWM is tevens een variant van het kortsluitbooglassen. Hier wordt de zeer geringe warmte-inbreng gerealiseerd door louter een modificatie van het stroomverloop. Dit gebeurt met een nieuw type hoogdynamische invertorschakeling, gecombineerd met een snelle, digitale procescontrole. Voordelen zijn de geringe vervorming en de quasi spatvrije werking. Het kan zowel manueel als geautomatiseerd worden toegepast. Bij Cloos gebruikt men de Cold Weld Process techniek. Het nieuwe programmeerbare stroomprofiel laat volgens de fabrikant hogere las-snelheden toe en sluit spatten zo goed als helemaal uit. De stroombron bevat een snelle en eenvoudige parameterinstelling, waarbij wijzigingen in het stroomprofiel onmiddellijk weergegeven worden op een display. Kemppi’s WiseRoot proces is een gemodificeerd kortebooglasproces dat niet verward moet worden met pulslassen. Het besturingsapparaat controleert het moment van loslaten gedurende de boogfase. De correcte timing voor de toe- en afname van de stroom garandeert een spettervrije overgang van de kortsluitfase naar de openboogfase. Door de snelle reactie in combinatie met de juiste golfvorm van de stroom in het proces, blijft de boog stabiel en is het lasproces gemakkelijk te beheersen.

Lassen met dubbele puls

Dit is een variant op gepulseerd lassen, dat sowieso garant staat voor een geringe warmte-inbreng en dus geschikt is voor het lassen van dun materiaal (vooral rvs en Al). Dankzij een dubbele puls kan men voor elke draadgascombinatie een ideale lasinstelling vinden vanaf het kortsluitbooggebied tot in openbooggebied. Een groter werkgebied en bovendien produceert men zo minder lasrook en krijgt men meer controle over de warmte-inbreng. Verschillende fabrikanten beschikken over programma’s die lassen met een dubbele puls. Aristo Superpuls is een dubbelpulserend MIG/MAG-lasproces van ESAB. De gebruiker krijgt de keuze tussen een instelling waarbij met twee verschillende pulsbogen wordt gewerkt die elkaar afwisselen (puls/puls) of een instelling waarbij een pulsboog wordt afgewisseld met een open boog (open boog/puls). Hierdoor krijgt de gebruiker meer controle over de warmte-inbreng. TAWERS (The Arc Welding Robot System) van Valk Welding kan onder meer werken met het Hyper Dip Pulse proces. Dit staat voor een dynamische softwarecontrole die toevallige onvolkomenheden en andere problemen kan detecteren en hierop reageren door de vorm en aard van de pulsen aan te passen tijdens het lassen.

Andere varianten

Het ForceArc proces komt net als ColdArc van fabrikant EWM. Deze variant mikt op een hogere productiviteit door de combinatie van een kortsluit- met een sproeiboog. De parameters bevinden zich qua stroomsterkte in het bereik van de sproeiboog, maar met een lagere boogspanning wat een kortere boog met een hogere plasmadruk geeft. Deze combineert de voordelen van het lassen met een zeer stabiele boog (geen magnetische blaaswerking), maar zonder het spatgedrag en met een verminderde warmte-inbreng. De bouw van de Sharc MIG/MAG-lasbronnen van Hermann overlapt gedeeltelijk met de bouw van transductorstroombronnen. Hiermee wil men een diepere inbranding verkrijgen door de boogenergie meer te concentreren in het centrum van de boog. Dit resulteert in een merkelijk verschil in temperatuursverdeling ten opzichte van een boog van een conventionele halfautomaat. Volgens de fabrikant betekent dit een vermindering van de lastijd, terwijl de kwaliteit ook de hoogte in gaat.

Tekst: Valérie Couplez |  Beeld: AW Tech, Cloos, ESAB, Kemppi, Lincoln Electric en Valk Welding

Abonneer u op onze nieuwsbrief

Lees ons « Privacy statement » voor nadere informatie.

Metaalvak België partners