Lassen is een van de populaire verbindingstechnieken waarmee twee of meer materialen permanent met elkaar kunnen worden verbonden, al dan niet met toepassing van warmte, druk en toevoegmateriaal. Fusielassen is die groep lasprocessen waarbij faying-oppervlakken van de moedercomponent worden versmolten door verhitting om samensmelting te vormen. Booglassen is het meest populaire smeltlasproces waarbij warmte wordt toegepast door middel van een elektrische boog tussen twee elektroden onder aanwezigheid van voldoende potentiaalverschil. Er bestaan ​​verschillende booglasprocessen om verschillende materialen op verschillende manieren met elkaar te verbinden. Gasmetaalbooglassen (GMAW) en Gaswolfraambooglassen (GTAW) zijn twee van dergelijke booglasprocessen die bepaalde unieke voordelen bieden.

Gasmetaalbooglassen (GMAW) is een economisch verbindingsproces waarbij coalescentie wordt gevormd door smeltende oppervlakken en vulmetaal door middel van een elektrische boog tussen de verbruikbare elektrode en het geleidende moedermetaal. Omdat de elektrode een verbruiksartikel is, wordt deze continu met een constante snelheid gevoed door middel van een gemechaniseerde draadaanvoer. Het kan dus niet in autogene modus worden uitgevoerd, aangezien de verbruikbare elektrode een integraal onderdeel van het proces is. Geschikt beschermgas (inert of actief) kan worden gebruikt om het lasbed tegen verontreiniging te beschermen. Toevoegmetaal kan echter sneller op de lasrups worden afgezet en dit proces is dus productief en economisch. Als het correct wordt uitgevoerd met gebruikmaking van een optimale set parameters, kan het een degelijke en betrouwbare verbinding produceren.

Gaswolfraambooglassen (GTAW) , in de volksmond bekend als Tungsten Inert Gas (TIG)-lassen, is een geavanceerd smeltlasproces waarbij verbinding wordt gerealiseerd door vorming van samensmelting als gevolg van versmelting van faying-oppervlakken. Hier wordt een elektrische boog gevormd tussen geleidend basismateriaal en niet-verbruikbare wolfraamelektrode. Aangezien de elektrode een niet-verbruikbare elektrode is, moet het vulmateriaal afzonderlijk worden aangebracht als er voldoende wortelopening is. Het is ook gunstig voor autogeen lassen waarbij geen vulmiddel wordt aangebracht. Beschermgas, bij voorkeur inert gas zoals argon, wordt ook toegepast om het ruwijzerbad tijdens het lassen te beschermen tegen atmosferische zuurstof. Hoewel het proces relatief langzamer is, maakt het vermogen om verschillende metalen te verbinden en sterke en betrouwbare verbindingen te produceren het een gunstig proces in veel toepassingen. Een prachtig uiterlijk van de lasrups en een foutloze verbinding zijn ook twee belangrijke voordelen. GMAW verschilt in veel opzichten van GTAW en hun verschillen worden hieronder in tabelvorm weergegeven.

Tabel:Verschillen tussen GMAW- en GTAW-lasprocessen

Verbruikbare en niet-verbruikbare elektrode: Tijdens booglassen wordt de elektrische boog tot stand gebracht tussen een elektrode en geleidende werkmaterialen. Door de hoge warmtedichtheid van deze boog smelten de oppervlakten van de moedercomponenten en, indien toegepast, vulmetaal weg. Wanneer een elektrode samensmelt en zich daardoor tijdens het lassen op de lasrups afzet, wordt dit een verbruikbare elektrode genoemd. Met andere woorden, wanneer de elektrode wordt verbruikt voor het leveren van vulmiddel, wordt dit een verbruikbare elektrode genoemd. Bij gasmetaalbooglassen (GMAW) is de elektrode van het verbruikstype omdat deze smelt als gevolg van boogverwarming en vervolgens neerslaat op de lasrups. In tegenstelling hiermee blijft de elektrode in het gas-wolfraam-booglasproces (GTAW) intact onder intense boogverwarming. Omdat het niet smelt om het noodzakelijke vulmetaal af te zetten, is het dus een niet-verbruikbaar type. Bijgevolg is de levensduur van de GTAW-elektrode hoger dan die van de GMAW-elektrode.

Samenstelling van elektrodemateriaal: In GMAW is de metallurgische samenstelling van de elektrode (of vulmiddel) min of meer hetzelfde als die van de moedercomponenten die moeten worden samengevoegd. GTAW maakt altijd gebruik van een puntige wolfraamelektrode, ongeacht de samenstelling van het moedermateriaal. Er worden echter ook weinig legeringselementen (bijvoorbeeld thorium, lanthaanoxide, ceriumoxide, zirkoniumoxide, enz.) Aan wolfraam toegevoegd voor het verbeteren van verschillende laseigenschappen zoals elektronenemissiviteit, elektrodenerosie, enz.

Mogelijkheid om in autogene modus op te treden: Er wordt autogeen gelast zonder toevoeging van toevoegmateriaal. Hier wordt de wortelopening minimaal gehouden, meestal nul. Tijdens het lassen worden alleen faying-oppervlakken gesmolten door verwarming via een elektrische boog en mogen ze afkoelen. Het gesmolten materiaal van de twee oppervlakken wordt gemengd en bij afkoeling ontstaat de lasrups. Het GMAW-proces zet inherent vulmetaal af op de lasrups, omdat het gebruik maakt van een verbruikbare elektrode. Het kan dus niet in autogene modus worden uitgevoerd. Aangezien TIG-lassen gebruik maakt van een niet-verbruikbare elektrode, kan het met voordeel worden uitgevoerd in autogene modus. In feite is het een geprefereerd lasproces voor autogene verbindingen.

Toepassing van vulmetaal extern: Er is geen vulmetaal nodig om van externe bron aan te brengen in het GMAW-proces, aangezien de elektrode zelf als vulmetaal fungeert. Bij TIG-lassen kan desgewenst echter ook afzonderlijk vulmiddel worden aangebracht. Hoewel TIG de voorkeur heeft voor autogene verbinding, kan het ook in homogene of heterogene modus worden uitgevoerd. Vulstof in de vorm van een staaf met een kleine diameter kan met een constante, vooraf bepaalde snelheid naar de laszone onder de elektrische boog worden gevoerd. Deze vulstaaf smelt door boogverwarming en zet de noodzakelijke vulstof af. De samenstelling van deze vulstaaf kan vergelijkbaar zijn met die van werkmateriaal of kan verschillen; het moet echter compatibel zijn met het moedermetaal, anders ontstaat er een defecte verbinding.

Inert en actief beschermgas: Beschermgas wordt gebruikt om hete lasrups te beschermen tegen atmosferische zuurstof door een beschermende laag te creëren die de hele laszone omgeeft. Het helpt ook, direct of indirect, om het spatniveau te verminderen, de boog te stabiliseren en de lasrupseigenschappen te verbeteren. Dit beschermgas kan inert of ook een actief gas zijn. Een actief beschermgas kan in bepaalde situaties beter presteren. Dergelijke gassen kunnen ook chemische elementen op de lasrups induceren om verschillende mechanische eigenschappen van de verbinding te verbeteren. Het GMAW-proces kan beide soorten beschermgas gebruiken; en dienovereenkomstig kan het worden ingedeeld in twee groepen:metaalinert gas (MIG) en metaalactief gas (MAG). MIG gebruikt alleen inert gas zoals argon, helium, enz. MAG gebruikt actief gas zoals koolstofdioxide, zuurstof, enz., meestal gemengd met inert gas in verschillende verhoudingen. Aan de andere kant gebruikt het GTAW- of TIG-lasproces alleen inert gas, voornamelijk argon.

GMAW is een sneller proces vergeleken met TIG: In het GMAW-proces wordt de elektrode in de vorm van draad met een kleine diameter en gewikkeld in een zwembad continu gevoed door een goede gemechaniseerde opstelling. Er kan dus sneller vulstof worden aangebracht en bijgevolg is dit lasproces zeer productief in vergelijking met TIG-lassen.

Spatniveau en uiterlijk: Spatten zijn kleine druppeltjes gesmolten vijlmetaal die worden geproduceerd als gevolg van boogverstrooiing en uit de laszone komen. Deze spatten veroorzaken verlies van toevoegmetaal en dus een niet-uniforme afzettingssnelheid van het vulmiddel, wat soms leidt tot verschillende lasdefecten, waaronder negatieve wapening en onnauwkeurige afmetingen. Het belemmert ook het uiterlijk en vereist slijpen na het lassen om het te verwijderen. Veel booglasprocessen produceren spatten, waaronder GMAW. Het kan niet op een spatvrije manier worden uitgevoerd, zelfs niet als een optimale set procesparameters wordt gebruikt en de juiste lastechniek wordt toegepast. TIG-lassen produceert meestal geen spatten tenzij het oppervlak van het werkmateriaal niet schoon is. De lasrups geproduceerd door TIG-lassen is glad en oppervlakkig aantrekkelijk.

Vaardigheid van lasser: GMAW is vrij eenvoudiger uit te voeren omdat de meeste bewegingen geautomatiseerd zijn. Zelfs de beweging van de toorts kan worden geautomatiseerd met behulp van een geschikte opstelling. Het opzetten van een boog is ook eenvoudiger. In vergelijking hiermee is TIG-lassen een geavanceerd proces en daarom is er een ervaren lasser nodig om het lassen soepel uit te voeren zonder vlamboog of ongewenste boogbeëindiging. Het tot stand brengen van een boog is vrij cruciaal, omdat de wolfraamelektrode aan het werkoppervlak kan blijven kleven, wat kan leiden tot een wolfraaminsluitingsdefect.

In dit artikel wordt een wetenschappelijke vergelijking tussen gasmetaalbooglassen (GMAW) en gaswolfraambooglassen (GTAW) gepresenteerd. De auteur raadt u ook aan de volgende referenties door te nemen voor een beter begrip van het onderwerp.

• Tungsten inert gas (TIG of GTA) lassen door TWI-Global.com.
• Handboek gasmetaalbooglassen door W.H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).
• Basic TIG &MIG-lassen (GTAW &GMAW) door I.H. Griffin, E.M. Roden en C.W. Briggs (3 ^de editie, Delmar Cengage Learning).