Zoals de eigenschappen van het beschermgas essentieel zijn voor de lascondities, zo dicteren lasproces en materialen welke beschermgassen gebruikt moeten worden voor het verkrijgen van een optimale las. De combinatie bepaalt het uiteindelijke resultaat. Zo kan het gekozen beschermgas een doorslaggevend effect hebben op de productiviteit en laskwaliteit. De invloed van de gassamenstelling is veelvoudig: op booggedrag tot lassnelheid, op lasuiterlijk tot arbeidsomstandigheden. Daarom zetten wij hier voor u de verschillende lasprocessen en materialen met de daarbij behorende beschermingsgassen en hun eigenschappen op een rij.
Lasprocessen met beschermgassen: MIG/MAG-TIG- Plasmalassen
Er zijn verschillende lasprocessen die met beschermgassen werken. Deze gassen beschermen de vlamboog of elektrode en het smeltbad tegen schadelijke invloeden uit de lucht. Niet alleen beschermt het gas zo het werkstuk, het gebruik van gas verhoogt ook de snelheid van het lassen, verbetert de kwaliteit van de onderdelen en de werkomgeving voor de lasser. De verschillende beschermgassen kunnen inerte, actieve of reducerende gassen zijn. Inerte gassen (Argon, Helium, Stikstof) gaan geen chemische verbinding aan met het basismateriaal en toevoegmaterialen. Ze reageren dus niet met de metalen die gelast worden. Actieve gassen (Zuurstof, Koolstofdioxide) doen dit wel. De chemische oxidatiereactie van deze gassen met metaal beïnvloedt het uiteindelijke lasresultaat. Reducerende gassen (Waterstof) binden een deel van de zuurstof en hebben een sterke invloed op de lassnelheid.
De verschillende lasprocessen worden onderverdeeld aan de hand van de verschillende gassen die gebruikt worden:
MIG-lassen
MIG (Metal Inert Gas)-lassen maakt uitsluitend gebruik van een inert beschermingsgas. Dit zijn Argon, Helium of een mengsel hiervan. Sommige beschermgassen bevatten een bepaalde hoeveelheid Stikstofgas (N₂). MIG-lassen is geschikt voor het lassen van non-ferro metalen, aluminium, aluminiumlegeringen, koper en titaan.
MAG-lassen
MAG (Metal Active Gas)-lassen maakt gebruik van actieve menggassen op basis van Argon. Hieraan worden actieve gascomponenten toegevoegd, zoals koolstofdioxide en/of zuurstof. Het mengsel kan aangevuld worden met helium en/of waterstof. MAG-lassen wordt met name toegepast bij het lassen van Roestvast staal, staalsoorten met een lage legering en constructiestaal.
TIG-lassen
TIG (Tungsten Inert Gas)-lassen gebruikt de inerte beschermingsgassen argon, helium en hun gasmengsels voor het beschermen van de elektrode en het smeltbad tegen lucht. In de praktijk wordt bij het TIG-lassen ook vaak het zgn. formeren toegepast. Dit is het beschermen van de lasverbinding aan de achterkant van het smeltbad. Hiervoor maakt men gebruik van argon of de formeergassen stikstof, waterstof of mengsels hiervan. TIG-lassen is een lasproces waarmee vrijwel alle metalen gelast kunnen worden. Zowel RVS, staal met lage legering en dunne plaatdiktes en de non ferro metalen.
WP-lassen
WP (Wolfram Plasma)- lassen gebruikt plasmagas om het smeltbad van de lucht af te schermen. Over het algemeen is dit Argon. Maar ook Argon-Helium mengsels en Argon-Waterstof mengels worden toegepast. WP-lassen wordt veelal in gemechaniseerde processen gebruikt en is geschikt voor het lassen van RVS, legeringen en non ferro metalen.
Gaseigenschappen en hun effect
Ieder gas heeft specifiek eigenschappen en iedere eigenschap heeft een duidelijke invloed op het materiaal en lasresultaat. De meest essentiële eigenschappen en effecten op een rij:
1. Inerte gassen
- Argon
Argon heeft een hogere soortelijke massa dan lucht, is een goed ioniseerbaar gas, heeft geringe warmtegeleidende eigenschappen en is daardoor goed elektrisch geleidend. Het effect is een stabiele lasboog en een goede lasbescherming terwijl het gasgebruik relatief laag is. - Helium Helium heeft een lage soortelijke massa, hoge warmtegeleidende eigenschappen en een grotere ionisatie energie. Het effect hiervan is, in vergelijking met Argon, meer warmte aan de boog, een diepere inbranding, een hogere afbrandsnelheid van de lasdraad, een hogere lassnelheid en een vlakke las. Wel is méér beschermgas nodig.
- Stikstof
Stikstof beschikt over de eigenschappen, maar is géén beschermgas. Het is een austenitvormer en verbetert in duplex staal de weerstand tegen put- en spleetcorrosie. Vaker wordt stikstof toegepast als formeergas of in een formeergas.
2. Inerte menggassen
Bij het lassen van dikker materiaal dat goed warmtegeleidend is, kan het voorkomen dat de warmte zo snel wegstroomt dat Argon te weinig warmte ontwikkelt om een goede inbranding te realiseren. In die gevallen wordt een menggas van Argon en Helium gebruikt. De specifieke eigenschappen van dit menggas worden bepaald door de percentages van de verschillende gassen waaruit het is opgebouwd. Wanneer het percentage Helium hoger is dan 50% wordt openboog lassen met de hand moeilijk, omdat het smeltbad lastig onder controle te houden is. De lassnelheid bij een hoog percentage Helium kan bij geringere materiaaldikte zo hoog worden dat beter gemechaniseerd gewerkt kan worden.
3. Actieve gassen- menggassen
Van de actieve gassen, Koolstofdioxide en Zuurstof, is Koolstofdioxide (CO ₂) het enige gas dat ongemengd kan worden toegepast.
- CO₂
CO₂ zorgt voor koeling van de lastoorts en bescherming het smeltbad. Dit zorgt ervoor dat de toorts hoger belastbaar is. Met CO₂ als beschermgas is een hogere boogspanning mogelijk waardoor meer boogenergie wordt verkregen. Het voorkomt poreuze lasnaden. In de praktijk wordt CO₂ niet vaak als zuiver beschermgas ingezet, met als belangrijkste reden dat de menggassen meer voordelen bieden. - Menggas Argon met O₂ of CO₂
Het toevoegen van geringe percentages Zuurstof (O₂) aan Argon verlaagt de oppervlaktespanning van staal. Dit heeft als resultaat een fijne druppelovergang en een mooie gladde las. Hogere percentages O₂ (> 7 – 12 % ) kunnen de legeringselementen van het staal aantasten. Ook het toevoegen van CO₂ zorgt voor een lagere oppervlaktespanning, zij het bij hogere percentages dan zuurstof.
