DIGITALISERING WIJZIGT LASPROCES

Nieuwe varianten op MIG/MAG-lasproces

De digitalisering van de lasstroombronnen heeft in de lasindustrie een stroom aan innovaties op gang gebracht, innovaties die nieuwe varianten op het MIG/MAG-lasproces mogelijk maken. Of is het juist de marktvraag die de fabrikanten van stroombronnen in de richting van deze nieuwe technologie heeft gedreven?

DRIE FACTOREN

Al langere tijd zijn er drie factoren aan de toepassingszijde die wezenlijk van invloed zijn op de ontwikkeling van MIG/MAG- lastechnologie. Allereerst is dat het toenemende gebruik van dunne plaat (van 1 tot 4 mm), dat producenten van lasstroombronnen dwingt de warmte-inbreng te verminderen. De tweede factor is de opmars van nikkelchroomlegeringen en het alsmaar groeiende gebruik van verschillende materialen in één toepassing. En de derde factor is er een die op alle maaktechnologieën van invloed is: kostenreductie door een hogere productiviteit en lagere bijkomende kosten.

LASSEN MET MINDER WARMTE

Het verminderen van de warmte-inbreng tijdens het lassen staat bij alle producenten van stroombronnen bovenaan op de agenda. De digitalisering van de apparatuur maakt het mogelijk de stroom veel nauwkeuriger te regelen. Wie veel dunne plaat gebruikt en samenstellingen last waaraan hoge afwerkingseisen worden gesteld, wil niet alleen de warmte-inbreng preciezer regelen, maar ook minder warmte in het materiaal brengen. Ook materiaaleigenschappen spelen hierbij een rol. Hoe hoger de temperatuur in het materiaal, hoe groter de intermetallische fase is, wat een nadelige invloed heeft op de mechanische eigenschappen van de lasverbinding. Bij het lassen van staal en aluminium neemt ook nog eens de corrosiegevoeligheid toe. Als de hoeveelheid warmte in het materiaal afneemt, zal bovendien de vervorming geringer zijn, iets dat, naarmate het materiaal dunner is, een hogere kostenbesparing in de nabewerking oplevert.
De fabrikanten hebben allemaal hun eigen variant van wat vaak koudlassen genoemd wordt. Koud is dan een relatief begrip. Om een goede afweging te maken tussen de verschillende lasprocessen, is het daarom belangrijk niet alleen naar de daadwerkelijke lassnelheid te kijken, maar ook de noodzakelijke nabewerking mee te nemen. Ook minder energieverbruik draagt bij aan de lagere kosten. Ervaringen met de nieuwe, koudere lasprocessen laten bij sommige toepassingen kostenreducties zien die oplopen tot wel 30%. Daarbij is meegeteld dat er minder toevoegmateriaal en beschermgas nodig zijn, doordat de moderne stroombronnen het lasproces nauwkeuriger regelen dan de halfautomaten waarmee twee decennia geleden nog werd gelast.

"De fabrikanten ontwikkelen voor uiteenlopende toepassingen en materialen specifieke processen, of ze ontwikkelen juist processen die geschikt zijn voor meerdere materialen"

EFFECT DIGITALISERING

Deze nieuwe lasprocessen worden mogelijk gemaakt doordat de inverterstroombronnen vandaag de dag allemaal digitaal gestuurd zijn. Microprocessoren sturen de stroombronnen aan. Deze processoren kunnen met veel uiteenlopende procesparameters geprogrammeerd worden. Dankzij de inverterstroombronnen, die uit wisselstroom direct met hoge frequenties een gepulste stroom voor de lastrafo genereren, zijn de pulserende lasprocessen beschikbaar geworden, waarbij de stroombron de energie zeer precies stuurt en warme en koude pulsen (hoge stroomsterktes en relatief lage spanningen) elkaar afwisselen, waardoor de energie-inbreng in het materiaal verminderd wordt zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit van de lasverbinding. De CPU's in de digitale stroombronnen zijn zo snel dat een kortsluiting tijdens het oplopen van de stroom voorkomen wordt en spatten daardoor dus vermeden worden. De fabrikanten ontwikkelen voor uiteenlopende toepassingen en materialen specifieke processen of ze ontwikkelen juist processen die geschikt zijn voor meerdere materialen. De voldigitale inverterstroombronnen laten toe om de parameters traploos bij te stellen. Doordat de microprocessoren de stroombronnen nauwkeurig aansturen, kan de lasser veel sneller een goede las maken dan vroeger, toen de lasser veel meer op zijn eigen ervaring en kennis moest vertrouwen.

COMMUNICATIE MET HULPSYSTEMEN

Dit is eveneens een voordeel als het lassen gerobotiseerd wordt. Door aan zo'n installatie meet- en cameratechnologie toe te voegen, wordt het lasproces verder geoptimaliseerd. Want de meetgegevens kunnen direct teruggeleid worden naar de digitale stroombron en parameters worden automatisch aangepast aan de lasomstandigheden van dit moment. Bij lasrobotisering tonen lasnaadvolgsystemen hun echte waarde. De nieuwste generatie werkt met lasertechnologie: hiermee wordt realtime de positie van de lasnaad gemeten en deze data worden direct door de besturing gebruikt om de stroom en de positie van de lastoorts bij te stellen. Een enkele fabrikant wil de reactietijd van de stroombron nog verder verhogen en integreert daarom de lasstroombron in de robotbesturing. De digitale interface tussen stroombron en robotbesturing vervalt daardoor. De communicatie verloopt nu tot zo'n 250 keer sneller, terwijl ook de starttijd korter is. Een bijkomend effect van deze ontwikkeling is dat er steeds meer laskennis is verschoven van de lasser naar de stroombron. Door innovaties zoals een variabele regeling van de lichtbooglengte kan de lasser gemakkelijker reageren op veranderende omstandigheden, bijvoorbeeld door de afstand van de toorts tot het werkstuk te wijzigen, zonder telkens de instellingen te hoeven aanpassen. Een andere toepassing, mogelijk dankzij de digitalisering, is het samenstellen van kwaliteitsrapporten na de laswerkzaamheden door de gebruikte parameters uit te lezen en deze te verwerken in het kwaliteitsrapport dat bij het werkstuk hoort.