Lasporositeit begrijpen: oorzaken, detectie en preventietechnieken

Wat is lasporositeit?

Lasporositeit is een lasdefect veroorzaakt door de absorptie van stikstof, zuurstof, en waterstofgassen die in de gesmolten lasbad vastzitten en vrijkomen tijdens versterking, wat gaten of poriën op het oppervlak of binnen de naad veroorzaakt. Porositeit kan op het oppervlak van een las of binnen de lasnaad voorkomen.

De absorptie van stikstof en zuurstof in de lasbad is meestal te wijten aan slechte gasscherming. Porositeit kan willekeurig zijn: willekeurig georiënteerd, oneven afstanden. Het kan ook geïsoleerd zijn: één inch afstand van alle kanten.

Porositeit is de aanwezigheid van kaviteiten in het lasmetaal veroorzaakt door het invriezen van gas vrijgekomen uit de lasbad tijdens versterking. De porositeit kan verschillende vormen aannemen:

• Gedistribueerde porositeit – Porien die verdeeld zijn door de las heen.
• Oppervlakte doorbrekende poriën – Porien die het oppervlak doorbreken.
• Wormgat – Verlengde poriën die op de radiografie een haaringbeenspatroon laten zien.
• Kraterpijpen – Een krimpkaviteit aan het einde van de lasloop veroorzaakt door krimp tijdens versterking.

Oorzaak en preventie van defecten in lassen

1. Gedistribueerde porositeit en oppervlakteporiën

Gedistribueerde porositeit wordt normaal gevonden als fijne poriën doorheen de lasnaad. Oppervlakte doorbrekende poriën duiden meestal op een grote hoeveelheid gedistribueerde porositeit. Het wordt veroorzaakt door de absorptie van stikstof, zuurstof, en waterstof in de gesmolten lasbad wat dan op versterking vrijkomt en vastzit in het lasmetaal.

Stikstof- en zuurstofabsorptie in de lasbad ontstaat meestal uit slechte gasscherming. Slechts 1% luchtinmenging in het schermgas zal gedistribueerde porositeit veroorzaken en meer dan 1,5% resulteert in grove oppervlakte-doorbrekende poriën. Lekkages in de gasleiding, te hoge gasstroomsnelheid, windstoten, en overmatige turbulentie in de lasbad zijn frequente oorzaken van porositeit.

Waterstof kan afkomstig zijn uit een aantal bronnen inclusief vocht van onvoldoogd gedroogde elektroden, fluxes, of het werkstukoppervlak. Vet en olie op het oppervlak van het werkstuk of vuldraad zijn ook veelvoorkomende bronnen van waterstof.

Oppervlaktecoatings zoals primers en oppervlaktebehandelingen zoals zinkcoatings kunnen grote hoeveelheden rook genereren tijdens lassen. Het risico op het vangen van het ontwikkelde gas zal groter zijn in T-naden dan in stootnaden, vooral bij villetlassen aan beide kanten.

Speciale vermelding moet gemaakt worden van de zogenoemde lasbare (laag-zink) primers. Het hoeft niet nodig te zijn de primers te verwijderen, maar als de primerdikte de aanbeveling van de fabrikant overschrijdt, is porositeit waarschijnlijk, met name bij het gebruik van lasprocessen anders dan MMA.

Hoe gedistribueerde porositeit en oppervlakteporiën te voorkomen?

De gasbron moet geïdentificeerd en verwijderd worden als volgt:

Luchtinmenging

• Dicht eventuele lekkages in de lucht
• Vermijd lasbad turbulentie
• Gebruik vulmateriaal met adequate deoxideerniveau
• Verminder excessief hoge gasstroom
• Vermijd windstoten

Waterstof

• Droog de elektrode en flux
• Schoon en ontvet het werkstukoppervlak

Oppervlaktecoatings

• Schoon de naadranden direct voor het lassen
• Controleer of de lasbare primer onder de aanbevolen maximum dikte is

2. Wormgaten

Kenmerkend voor wormgaten zijn verlengde poriën die een haaringbeensverschijning produceren op de radiografie. Wormgaten duiden op een grote hoeveelheid gas die gevormd wordt en dan vastzit in het verzolidifierende lasmetaal.

Overmatig gas zal gevormd worden uit grote oppervlakteverontreiniging of erg dikke verf- of primercoatings. Insluiting is waarschijnlijker in spleten zoals de kloof onder het verticale lid van een horizontaal-verticaal, T-naad die aan beide kanten gevilletlast is.

Bij het lassen van T-naden in geprimerde platen is het essentieel dat de coatingdikte aan de rand van het verticale lid niet boven de aanbevolen maximum van de fabrikant uitkomt, typisch 20µm, door over-spuiten.

Hoe wormgaten te voorkomen?

Het elimineren van gas en kaviteiten voorkomt wormgaten.

Gasgeneratie

• Schoon de werkstukoppervlakken op en angrenzend aan de locatie waar de las gemaakt wordt
• Verwijder eventuele oppervlakteverontreiniging, met name olie, vet, roest en residu van NDT operaties
• Verwijder eventuele oppervlaktecoatings van het naadgebied om blank materiaal te onthullen
• Controleer of de primerdikte onder het maximum van de fabrikant is

Naadgeometrie

• Vermijd een naadgeometrie die een kaviteit creëert

3. Kraterpijp

Een kraterpijp vormt tijdens de finale versterking van de lasbad en is vaak geassocieerd met enige gasporositeit.

Deze onvolkommenheid resulteert uit krimp op lasbad versterking. Gevolgelijk zullen condities die de vloeibare-naar-solide volumeverandering overdreven, de vorming bevorderen. Het uitschakelen van de lasboog zal resulteren in de snelle versterking van de lasbad.

Bij TIG-lassen, autogene technieken, of het stoppen van de lasdraad die in de lasbad gaat voordat de lasboog uitgeblust wordt, zal de kraterformatie beïnvloeden en kunnen pijp-onvolkommenheden bevorderen.

Hoe kraterpijpen te voorkomen?

Kraterpijp onvolkommenheid kan voorkomen worden door de snelheid te controleren waarmee de lasboog uitgeblust wordt of door de lasserstechniek de lasboog en lasdraad te manipuleren.

Verwijdering van stop

• Gebruik afloopetiket om de lasboog buiten de gelaste naad te laten uitschakelen
• Slijp de lasloop stop krater uit voordat je doorgaat met de volgende elektrode of het depositeren van de opvolgende lasloop

Lasserstechniek

• Progressief de lasstroom verlagen om de lasbadgrootte te verminderen (gebruik helling-af of krater-vul functies)
• Voeg vulmateriaal toe (TIG) om de lasbadkrimp te compenseren

Hoe porositeit in lassen te repareren?

Zelfs met alle verschillende manieren om porositeit te voorkomen, zal er altijd een kleine kans zijn dat het in je lassen verschijnt. Gelukkig kan porositeit onder bepaalde omstandigheden gerepareerd worden.

Je moet eerst de aanwezigheid van porositeit detecteren door ofwel een penetrant of een magnetische deeltjes inspectietechniek te gebruiken, zoals radiografie of ultrasonische inspectie (voor onderoppervlakte onvolkommenheden). Kleine poriën, met name in dikkere secties, zijn moeilijk te detecteren.

De porositeit zelf kan niet precies gerepareerd worden. Eerder kun je de las repareren door de gelokaliseerde uitkaatsing te verwijderen, of het uit te slijpen. Dit is alleen als de porositeit beperkt is. Als het wijdverspreid is, moet je de gehele las verwijderen, de naad opnieuw voorbereiden, en lassen volgens de lasprocedure.

Hoeveel porositeit is acceptabel in een las?

Er is geen algemeen geldig en waar antwoord op deze vraag, aangezien het afhangt van je lasconstructiecode. Dat gezegd hebbende, mandaat de American Welding Society het volgende: diameters van zichtbare porositeit zouden 3/8 inch (of 9,4 mm) of minder moeten zijn, in elke lineaire inch van de las, en 3,4 inch (of 19 mm) in een 12-inch lengte van de las.

Als je twijfelt, moet je je lasconstructiecode controleren en de las opnieuw doen.