Ondervulling bij lassen: oorzaken, identificatie, reparatie en preventie

Ondervulling bij lassen treedt op wanneer de voltooide las de beoogde voegvorm niet voldoende vult, waardoor het lasvlak of de laswortel onder het aangrenzende basismetaaloppervlak komt te liggen. Het lijkt misschien een klein oppervlakkig probleem, maar de werkelijke vraag is of de las nog steeds de vereiste doorsnede, vorm en sterkte biedt volgens het ontwerp.

Correcte identificatie is belangrijk, omdat ondervulling vaak wordt verward met ondersnijding of een te kleine las. Deze handleiding legt uit hoe u de aandoening kunt herkennen, wat de oorzaak ervan is en hoe deze kan worden verholpen of voorkomen. Bij laserlastoepassingen kan stabiele apparatuur, zoals Dynalasers-systemen, de toevoer van vulmateriaal en de procescontrole bovendien consistenter maken.

Wat is ondervulling bij lassen?

In de algemene lasterminologie beschrijft ondervulling een situatie bij een groeflas waarbij het lasvlak of de laswortel lager ligt dan het aangrenzende oppervlak van het basismetaal. Simpel gezegd is er onvoldoende lasmetaal aangebracht om het beoogde lasprofiel te herstellen.

Dit maakt ondersmelting bij lassen vooral een kwestie van profiel en afmetingen. Een las kan er op sommige plekken goed uitzien en goed versmelten, terwijl er toch sprake is van ondersmelting als de groef niet voldoende is opgevuld.

Onderlaag moet ook worden onderscheiden van een algemene "lelijke lasnaad". Of een bepaald profiel acceptabel is, hangt af van het ontwerp van de verbinding en de eisen die voor het project gelden, waaronder de tekening, de lasprocedure, de projectspecificaties en de toepasselijke lasnorm.

Hoe ziet een onderlaaglas eruit?

Een onderlaagse las heeft doorgaans een verzonken lasoppervlak ten opzichte van het omringende basismetaal. Visuele beoordeling wordt echter lastiger wanneer de wapening in het midden behouden blijft, terwijl een deel van de oorspronkelijke groef of afschuining nog zichtbaar is.

Typische tekenen van onvoldoende laswerk.

Veelvoorkomende visuele indicatoren zijn onder andere:

• Een lasvlak dat zich onder het aangrenzende basismetaaloppervlak bevindt.
• Een deel van de groef of afschuining is zichtbaar ongevuld gebleven.
• Een laagtegebied dat zich uitstrekt over een deel of het gehele lasoppervlak.
• Onvoldoende ruimte op het salarisplafond na de laatste pass.
• Een onregelmatige overgang tussen het lasvlak en het omringende materiaal.

Dwarsdoorsnede-inspectie maakt de toestand gemakkelijker te begrijpen, omdat het laat zien of er daadwerkelijk voldoende lasmetaal is aangebracht om het vereiste gedeelte te herstellen.

Zelfs een goed ogende lasnaad kan nog steeds onvoldoende gevuld zijn.

Een gladde TIG-lasnaad of een smalle laserlas kan er op een foto perfect uitzien, maar toch niet voldoen aan het vereiste verbindingsprofiel.

Het uiterlijk alleen is niet voldoende om te bepalen of de las acceptabel is. Een inspecteur moet mogelijk ook de vereiste lasafmetingen, de geometrie van de verbinding, het lassymbool, de afmetingen op de tekening en de toepasselijke acceptatiecriteria kennen.

Dit is met name belangrijk bij het beoordelen van online foto's. Een licht concave lasnaad kan in de ene toepassing opzettelijk zijn, maar in een andere juist ongeschikt.

Wat veroorzaakt ondervulling bij lassen?

De oorzaken van onderdekking bij het lassen liggen meestal in een onevenwichtigheid tussen het voegvolume, de hoeveelheid toevoegmateriaal, de lassnelheid en de lastechniek van de operator. Het is zelden zinvol om één machine-instelling de schuld te geven zonder het hele proces te bekijken.

Veelvoorkomende oorzaken zijn:

• Een te hoge rijsnelheid voor de beschikbare vulstofafzetting.
• Onvoldoende vulmetaal of draadaanvoersnelheid
• Onjuiste hoek van de brander of elektrode
• Slechte plaatsing van de kralen nabij de randen van de groeven.
• Te weinig passages in een diepe of brede groef.
• Instabiele handmatige reis
• Slechte afstemming tussen toevoer van vulstof en warmte-input.

Ook de stroomsterkte moet in de juiste context worden bekeken. Het simpelweg verhogen van de stroomsterkte is geen universele oplossing. Het doel is om voldoende gecontroleerde afzetting te realiseren, terwijl een goede fusie behouden blijft en nieuwe lasfouten, zoals onvoldoende fusie, worden voorkomen.

Bij geautomatiseerd en laserlassen geldt hetzelfde principe. De lassnelheid, draadaanvoer, laserstraalpositie, lasafstand en warmte-inbreng moeten op elkaar afgestemd zijn. Een reproduceerbaar lassysteem kan deze variaties effectiever verminderen dan het corrigeren van individuele defecten na de productie.

Waarom is onvoldoende lasvulling een probleem?

De ernst van een lasnaad met onvoldoende materiaalvulling hangt af van de hoeveelheid ontbrekend materiaal en de functie van de lasverbinding. Een ondiepe deuk in een licht belast onderdeel is niet hetzelfde als een aanzienlijk ontbrekend lasmetaal in een kritische constructieverbinding.

Verminderde effectieve lasdoorsnede

Als de verbinding afhankelijk is van een specifiek lasgedeelte, kan onvoldoende aangebracht metaal het effectieve draagvermogen verminderen.

Dit is met name relevant voor groeflassen, waarbij van de voltooide las wordt verwacht dat deze een gedefinieerde doorsnede door de verbinding herstelt. Het probleem is niet alleen dat de las "er laag uitziet". De vraag is of de vereiste geometrie daadwerkelijk is bereikt.

Stressconcentratie en vermoeidheid

Een uitgesproken dip of abrupte overgang kan fungeren als een lokale stressconcentratie.

Bij herhaalde belasting kunnen deze gebieden hogere lokale spanningen ondervinden dan een glad lasprofiel. Dit betekent niet dat elke ondergevulde las zal bezwijken, maar het verklaart wel waarom profielvereisten belangrijker worden bij toepassingen die gevoelig zijn voor vermoeiing.

Inspectie- en acceptatieproblemen

Een van de belangrijkste praktische punten is dat onderlaag niet alleen op basis van een foto goedgekeurd of afgekeurd mag worden.

Bij de inspectie moet mogelijk rekening worden gehouden met:

• De technische tekening
• Vereiste lasdiameter of effectieve lasdoorsnede
• Gezamenlijke type
• Lasprocedure specificatie
• Toepasselijke fabricagecode
• Projectspecifieke acceptatiecriteria

In sommige situaties kan een ontwerpingenieur een voorwaarde goedkeuren op basis van de aangetoonde effectieve lasafmetingen of projectspecifieke eisen. Die beslissing moet worden gedocumenteerd en niet zomaar op de werkvloer worden aangenomen.

Ondervulling versus ondersnijding bij lassen

Een lasfout met ondersnijding en een onvolledige vulling kunnen dicht bij elkaar voorkomen, waardoor zelfs ervaren lassers en inspecteurs soms discussiëren over de grens ertussen.

Het meest nuttige onderscheid is welk materiaal ontbreekt en waar het ontbreekt.

Een handige vuistregel is om eerst naar de groef te kijken.

Als de oorspronkelijke afschuining nog zichtbaar is omdat de voeg niet volledig is opgevuld, wijst dit op ondersnijding. Als de groef wel is opgevuld, maar het aangrenzende basismetaal bij de lasvoet is weggesmolten zonder te worden hersteld, is dit meer kenmerkend voor ondersnijding.

Beide verschijnselen kunnen in hetzelfde gebied voorkomen, dus de inspectie moet zich richten op de feitelijke geometrie in plaats van alleen op de naam van het defect.

Ondervulling versus ondermaatse las

Een te kleine lasnaad en een ondermaatse las zijn verwant, maar niet identiek.

Bij lassen beschrijft ondervulling het profiel van de las ten opzichte van het omringende materiaal of de beoogde groefvulling. Een ondermaatse las betekent dat de aangebrachte las niet voldoet aan een gespecificeerde dimensionale eis, zoals de vereiste hoeklaslengte of effectieve lasdoorsnede.

Een lasnaad kan er dus visueel "laag" uitzien, zonder dat dit automatisch betekent dat alle vereiste afmetingen niet kloppen. Het omgekeerde kan ook gebeuren: een lasnaad kan er relatief compleet uitzien, maar toch niet aan de vereiste afmetingen voldoen.

Dit onderscheid is vooral nuttig bij hoeklassen, afschuiningslassen en lassen met gedeeltelijke doorlassing, waarbij de acceptatie gebaseerd moet zijn op de daadwerkelijke ontwerpvereisten in plaats van op de aanname dat elke las een bepaalde zichtbare rand moet bereiken.

Hoe je onderslaklaag bij laswerk kunt corrigeren

De juiste manier om onderlassing te herstellen hangt af van wanneer het probleem wordt ontdekt en welke reparatieprocedure van toepassing is. Het toevoegen van een extra lasrups kan in veel gevallen geschikt zijn, maar het mag niet als een automatische oplossing voor elke klus worden beschouwd.

Als na het lassen een onderlaag wordt geconstateerd, is de gebruikelijke aanpak om eerst de omvang ervan vast te stellen en het gewenste eindprofiel te bevestigen. Het aangetaste gebied kan vervolgens naar behoefte worden gereinigd of voorbereid, extra lasmetaal worden aangebracht, het profiel worden hersteld en het gerepareerde gebied opnieuw worden geïnspecteerd.

Als het probleem zich voordoet terwijl het lassen nog bezig is, is het beter om het proces te corrigeren voordat verder wordt gegaan. Dat kan betekenen dat de lassnelheid wordt verlaagd, de hoeveelheid toevoegmateriaal wordt verhoogd, de lastoorts wordt verplaatst, de lasrups wordt aangepast of een extra lasgang wordt ingelast.

Bij laserlassen zijn een constante draadaanvoer en nauwkeurige uitlijning van bijzonder belang. De laserlassystemen van Dynalasers integreren de laserbron, de laskop, de draadaanvoer en de procesbesturing in één gecoördineerde opstelling. Dit helpt operators om consistentere lasomstandigheden te handhaven en procesgerelateerde ondervulling tijdens het lassen te verminderen.

Het belangrijkste principe is om de oorzaak aan te pakken waarom de voeg niet werd opgevuld, in plaats van alleen de zichtbare deuk te bedekken.

Hoe ondervulling bij lassen te voorkomen

Het leren voorkomen van onderdosering bij lassen draait vooral om het vinden van de juiste balans tussen de hoeveelheid afgezette lasmetaal en het volume van de lasnaad. Het proces moet voldoende lasmetaal op de juiste plaats aanbrengen zonder de fusie te belemmeren of overmatige versterking te creëren.

Vijf bedieningsknoppen zijn bijzonder nuttig:

1. Stem de reissnelheid af op de afzettingssnelheid. Een veelvoorkomende oorzaak van een onvolledig profiel is dat er sneller wordt gewerkt dan het vulmetaal kan worden aangebracht.
2. Gebruik een geschikte draadaanvoer- of vulsnelheid. Het smeltbad moet voldoende materiaal bevatten om de groef gelijkmatig te vullen.
3. Zorg voor de juiste positie en hoek van de brander. Een verkeerde positionering kan ertoe leiden dat één kant van de groef onvoldoende gevuld is.
4. Plan voldoende doorgangen voor de geometrie van de verbinding. Voor diepe of brede groeven zijn mogelijk meerdere gecontroleerde bewerkingen nodig in plaats van één grote bewerking.
5. Controleer het lasprofiel tijdens de productie. Door een beginnende verzakking te signaleren voordat de voeg is voltooid, wordt de reparatiewerkzaamheden verminderd.

Bij repetitieve productie is processtabiliteit van bijzonder belang. Apparatuur die een constante vermogensafgifte, constante bewegingsomstandigheden en constante toevoer van vuldraad handhaaft, helpt de variatie tussen de lasrupsen te verminderen.

Onderlaag bij laserlassen

Laserlassen produceert een geconcentreerde warmte-inbreng en kan smalle, strakke naden creëren bij relatief hoge lassnelheden. Deze voordelen betekenen echter ook dat veranderingen in de passing van de verbinding, de laserstraalpositie of de toevoer van vulmateriaal het lasprofiel snel kunnen beïnvloeden.

Typische oorzaken van ondersmelting bij laserlassen zijn onder andere een te hoge lassnelheid, onvoldoende toevoer van lasdraad, variatie in de voegopening en een verkeerde uitlijning tussen de laserstraal, de lasdraad en de lasnaad.

Een stabiel procesvenster is daarom belangrijker dan simpelweg het vermogen verhogen. De draagbare laserlassystemen van Dynalasers zijn ontworpen om een ​​consistente laseroutput en gecoördineerde draadaanvoer te leveren, waardoor operators een meer reproduceerbaar smeltbad kunnen behouden en defecten als gevolg van instabiele procesomstandigheden kunnen verminderen.

Veelgestelde vragen over onderlaaglassen

Komt ondersmelting alleen voor bij groeflassen?

De term wordt het meest gebruikt voor groeflassen waarbij het lasvlak of de laswortel onder het aangrenzende basismetaal blijft. Bij hoeklassen richten inspecteurs zich vaak meer op de vereiste laslengte, de effectieve keeldoorsnede en de gespecificeerde lasafmetingen.

Omdat terminologie en acceptatiecriteria kunnen variëren afhankelijk van de toepasselijke norm, is het het veiligst om de feitelijke dimensionale toestand vast te stellen voordat een defectnaam wordt toegekend.

Kan een onvoldoende gevulde lasnaad de inspectie nog doorstaan?

Mogelijk, maar je moet er nooit zomaar vanuit gaan.

De acceptatie hangt af van de toepasselijke norm, het ontwerp van de verbinding, de vereiste lasafmetingen, de technische tekening en de projectspecificaties. Sommige technische toepassingen staan ​​een bepaald profiel toe wanneer de vereiste effectieve lasafmetingen zijn aangetoond, terwijl andere specificaties ondersmelting als onaanvaardbaar beschouwen.

Als de eis onduidelijk is, moet de beslissing worden voorgelegd aan de verantwoordelijke lasinspecteur of -ingenieur.

Kan niet-destructief onderzoek (NDT) vaststellen of een las onvoldoende is gevuld?

Onderlaag is voornamelijk een kwestie van oppervlakteprofiel en afmetingen, waardoor visuele inspectie en directe meting doorgaans belangrijk zijn om deze te identificeren.

Methoden zoals PT, MT, UT of RT dienen verschillende doeleinden en mogen niet automatisch als vervanging voor dimensionale inspectie worden beschouwd. Een las kan bijvoorbeeld geen relevante penetrantindicatie geven, terwijl deze toch niet voldoet aan een vereist profiel of lasafmeting.

De inspectiemethode en de verantwoordelijkheid voor de acceptatie dienen daarom te voldoen aan de geldende procedure en projectspecificaties.

Conclusie

Ondervulling bij lassen is meer dan een cosmetische inkeping. De belangrijke vraag is of de voltooide las het profiel en de effectieve doorsnede biedt die vereist zijn door het ontwerp van de verbinding. Een correcte diagnose betekent ook dat ondervulling moet worden onderscheiden van ondersnijding en een te kleine las, in plaats van de lasrups alleen op uiterlijk te beoordelen.

Goede parametercontrole, voldoende vulmateriaalafzetting, een stabiele techniek en vroege profielcontroles kunnen de meeste problemen voorkomen. Bij laserlassen kan een herhaalbaar systeem zoals Dynalasers de procesvariatie verder verminderen en operators helpen om consistentere lasprofielen te produceren.