ONDERZOEK ADVIES OPLEIDING INFOTHEEK Principes van het MIG / MAG lassen IWS opleiding Ing. Tim Buyle, EWE, IWE 22.01.2018 1
Procesbenamingen 131 GMAW / MIG MIG 132 FCAW (inert) 133 FCAW (metal cored inert) 135 GMAW / MAG 136 FCAW MAG 138 FCAW (metal cored) 2
Principe 1 Stroombron (gelijkrichter) 2 Gas & debietregeling 3 Draad (elektrode) 4 Draadaanvoersysteem 5 Aanvoerrollen 6 Laspistool 7 Werkstuk 3
Principe 4
Principe 5
Principe 6
Configuraties 7
Configuraties 8
Stroombronnen Dalende karakteristiek (constante stroom / C.C.) MMA TIG plasma subarc Vlakke karakteristiek (constante spanning / C.V.) MIG/MAG subarc 9
MIG/MAG stroombron gelijkrichter (DC) C.V. karakteristiek een kleine verandering van spanning (booglengte) resulteert in een grote verandering van de lasstroom controle van de booglengte 10
MIG/MAG stroombron = Constante draadsnelheid en stroomoverdracht Afbrandsnelheid van de draad in de vlamboog 11
MIG/MAG stroombron een kleine verandering van spanning (booglengte) resulteert in een grote verandering van de lasstroom 12
MIG/MAG stroombron verandering van de boogspanning korte boog lange boog verandering van de draadsnelheid 13
MIG/MAG stroombron verandering van de boogspanning korte boog lange boog verandering van de draadsnelheid 14
Lasstroom & draadsnelheid 15
MIG/MAG boogregimes 16
MIG/MAG boogregimes 150 A Dia. 1,6mm 70 mm/s 300 A 250 A 17
MIG/MAG boogregimes 18
MIG/MAG boogregimes Druppelafsplitsing hangt af van : stroom diameter van de draad gasatmosfeer (beschermgas) kritische stroom SHORT ARC SPRAY ARC 19
Short arc lage boogspanning (korte boog) druppeloverdracht na kortsluiting (pinch effect) kortsluitfrequentie 50-200 Hz 5 ms/frame ; kortsluitfrequentie 50 Hz 20
Short arc 21
Short arc 22
Short arc & pinch effect boogspanning» 0 (kortsluiting) piekstroom vanuit de bron dankzij vlakke karakteristiek insnoeren van de druppel (Pinch Off), spatten Æ(druppel) > Æ(draad) 23
Short arc & smoorspoel smoorspoel (inductantie) werkt veranderingen tegen beperking van het pinch-effect hoge inductantie krachtige spoel lage kortsluitfrequentie hogere warmte-inbreng lage inductantie zwakke spoel hoge kortsluitfrequentie lagere warmte-inbreng 24
2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be Short arc dunne plaat doorlassingen lage warmte-inbreng (Heat Input) Ar+20% CO2-100% CO2 instelling van de inductantie 25
Spray arc hoge boogspanning (lange boog) druppeloverdracht zonder kortsluiting hoge lasstroom 100 tot 300 druppels per sec. alleen in Ar rijke mengsels 26
Globular arc hoge boogspanning (lange boog) onregelmatige druppeloverdracht lage lasstroom 27
MIG/MAG boogregimes EN ISO 4063 D dip transfer (shortarc) G globair S spray arc P pulserend lassen Vb. 135-D 28
Pulserend MIG/MAG lassen een bijzondere lastechniek stroom-pulsen vanuit de stroombron controle van de druppelovergang stabiele en spatvrije lasboog lage lasparameters Ontwikkeld door J.C. Needham in 60 s 29
Pulserend MIG/MAG lassen controle van de druppelovergang spray arc regime bij lage parameters stroompulsen : 30-300 Hz opwarmen van de draad pinch-effect veroorzaken 30
2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be Pulserend MIG/MAG lassen Voordelen continue boogcontrole spat-vrij lassen lage heat input goede penetratie van de lasboog stabiele lasboog bij dikkere draden minder lasrook (minder oververhitting van de druppels) 31
Pulserend MIG/MAG lassen Nadelen beperkte neersmelt (µ heat input) risico op bindingsfouten beperkte gaskeuze complexiteit van de stroombron nood aan synergische lijnen Ä één druppel per puls Ä pulsfrequentie = f(draadsnelheid) 32
Pulserend MIG/MAG lassen Current Time 33
Pulserend MIG/MAG lassen 34 Eenvoudige oplossing mbv een brugschakeling add-on unit voor klassieke halfautomaten supperpositie van pulsen op de lasstroom vaste pulsfrequenties (50 / 100 Hz) 34
Pulserend MIG/MAG lassen 35 brugschakeling 50 / 100 Hz amplitude 35
Pulserend MIG/MAG lassen Inverter technologie controle en aanpassing van puls-parameters aangepaste karakteristiek van de lasbron snelle regelmechanismen programmatie van synergische lijnen 36
Pulserend MIG/MAG lassen Inverter technologie I p I b T p T b parameters : I p - I b - T p - (T b ) - f helling van de flanken (100-900 µs) 37
Pulserend MIG/MAG lassen regelmechanisme I p I b T p T b meting van de boogspanning na elke puls aanpassen van de pulsfrequentie o.b.v. boogspanning aanpassen van de basis-stroom o.b.v. frequentie bewaking van puls-regime op mogelijke kortsluitingen Vb.boog te kort 38
Lasstroom & inbranding 39
Boogspanning 40
Boogspanning 41
Hoge boogspanning Moeizame boogcontrole Inconsistente inbranding Turbulent smeltbad 42
Lage boogspanning Moeilijke ontsteking van de boog Moeizame boogcontrole Overdreven spatgedrag Convex lasprofiiel 43
Hoge draadsnelheid / stroom Extreem brede lasnaad Meer vervorming Risico op doorbranden 44
Lage draadsnelheid / stroom Smalle en convexe lasnaad Onvoldoende inbranding 45
Hoge voortloopsnelheid Smalle en convexe lasnaad Onvoldoende inbranding Onregellmatig lasuiterlijk 46
Lage voortloopsnelheid Hoge warmteinbreng Extreem brede lasnaad Beperkte inbranding Riisico op doorbranden 47
Overzicht A: Good Weld; B: Travel Too Fast; C: Travel Too Slow; D: Voltage Too Low; E: Voltage Too High; F: Amperage Too Low; G:Amperage Too High 48
Polariteit DC+ (DCRP) Diepe inbranding Stabiele boog Massieve draad Gevulde draad DC- (DCSP) Hoge neersmelt Lorentzkracht werkt druppelsafsplitsing tegen (kleine kathodevlek) Gevulde draad (bep. types) 49
Het belang van de uitsteeklengte 1. afstand contact tip / werkstuk 2. uitsteeklengte 50
Het belang van de uitsteeklengte 51
De invloed van de lasrichting 52 52
Beschermgassen dubbele functie : ionisatie & bescherming inert (Ar) of actief (CO 2, O 2 ) 53
Beschermgassen actieve gasmengsels hebben een betere thermische geleidbaarheid actieve gasmengsels zijn warmer dan inerte gassen actieve gassen zijn oxyderend 54
Beschermgassen 100% CO 2 100% Ar Beschermgassen beïnvloeden : de druppelovergang het inbrandingsprofiel de boogstabiliteit het spatgedrag 55
Beschermgassen Argon / zuurstof verlaging van viscositeit en oppervlaktespanning mooie aanvloeiing verschuiving van het G/S transitiepunt naar lagere U en I spray arc bij lagere U en I U [V] G S K I [A] 56
Beschermgassen Argon / koolzuur fijne druppelovergang goede penetratie max. 25% Argon / koolzuur / zuurstof verbetering in druppelafsplitsing verlaging van de oppervlaktespanning verschuiving van het werkpunt naar hogere stroom / neersmelt 57
Beschermgassen 58 58
Beschermgassen 59
Beschermgassen (staal) Ferromaxx 7 (7%CO 2 + 2,5%O 2 ) Ferromaxx 15 (15%CO 2 + 2,5%O 2 ) Ferromaxx Plus (20%He + 12%CO 2 ) 60
2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be Beschermgassen (staal) 61
Beschermgassen 62 62
Beschermgassen 63 63
Beschermgassen 64 100% Argon 20L/Min 70% Ar, 30% He 20L/Min 50% Ar, 50% He 28L/Min 30% Ar, 70% He 38L/Min 64
2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be Beschermgassen 65
Beschermgassen : EN 439 (1994) 66
Beschermgassen : EN ISO 14175 (2008) 67
Beschermgassen : EN ISO 14175 (2008) 68 68
LET OP!!! GELDIGHEID VAN OUDERE LASPROCEDURES Arcal 21 (Ar+8%CO2) EN 439 M21 è EN ISO 14175 M20 Ferromaxx Plus EN 439 M21 è EN ISO 14175 M24 Ferroline C8 EN 439 M21 è EN ISO 14175 M20 Stargon C15 EN 439 M21 è EN ISO 14175 M20 69
Debietcontrole 70
Aanvoersysteem 71
Aanvoersysteem 72
Aanvoersysteem 73
Aanvoersysteem 74
Laspistool (push) 75
Laspistool (push) 76
Push-pull (pneumatisch) 77
Push-pull (elektrisch) 78
Luchtgekoelde toortsen Zwanenhals Gas nozzle Isolator Tip adapter Stroom connector Klemring Contacttip 79
Luchtgekoelde toortsen liner (staal, teflon) hittebestendige slang stroomgeleider (Cu) signaal kabel holle slang 80
Watergekoelde toortsen Koelcircuit Water (in) Gas aanvoerslang Stroom/water kabel (uit) 81
Toorts met rookgasafzuiging 82
Contact tips CuCrZr standard M8 CuCrZr Helix M7/M8 Cu M8 Cu M6 CuCrZr standard M6 CuCrZr nib M6 W H 83
Contact tips & burnback de boring is ongeveer 0,2 à 0,4mm groter dan de draaddiameter 84
Kwaliteit van massieve draad 1. cast diameter 2. helix 85
Kwaliteit van massieve draad 86
Gasmondstuk 87
Gasmondstuk spatbescherming gasverdeler keramische isolator 88
Kratervulfunctie zonder : met : 89
MIG/MAG puntlassen lage heat input weinig vervorming eenvoudig dunne plaat 90
MIG lassen van aluminium 91 aluminiumdraden zijn zacht en minder stijf gepaste draadrollen teflon liner goed afgerold toortspakket draadaanvoer (push, push-pull) watergekoelde lastoorts (warmte-reflectie van aluminium) gasdebieten tussen 12-20 LPM 91
92 2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be MIG lassen van aluminium 92
MIG lassen van aluminium 93 Oververhitting en burn back vermijden! 93
FCAW gevulde draad lassen 94
FCAW gevulde draad lassen neersmeltsnelheid (kg/hr) massieve draad neersmeltsnelheid lage vullingsgraad hoge vullingsgraad specifieke warmte-inbreng specifieke warmte-inbreng (kj/kg) Voor gevulde draad geldt dat de hoge neersmeltsnelheid een lage A higher deposition heat-input rate creates opleverta lower heat-input Cored wires 1.2mm welded 1.2mm at I=180 @180 Amps Amps and - Ar/CO2 using mixed gas Ar/CO2 (Filarc) 95
Metaal poeder gevulde draad 96
Rutiel gevulde draad 97
FCAW of GMAW? 98 MIG/MAG Rutiele vuldraad 98
FCAW of GMAW? MIG/MAG Metal cored 99
FCAW of GMAW? 36 34 32 30 28 26 24 22 SPATTEN SLECHT UITERLIJK 100 200 300 400 parameterbox tolereert variabel werkpunt FCAW Æ 1.2 vanaf 150 A, 24 V, 6.5 m/min GMAW Æ 1.0 vanaf 175 A, 25 V GMAW Æ 1.2 vanaf 210 A, 28 V 100
FCAW lassen laat kleinere openingshoeken toe! 101 2011 - Belgisch Instituut voor Lastechniek vzw - www.bil-ibs.be FCAW of GMAW?
Invloed van de stickout bij FCAW 102
Bindingsfouten 103
Bindingsfouten 104
Porositeit 105
Kraterscheur 106
Inkarteling 107
Tandem MAG 108 108
CMT 109 109