Bij grote gelaste metaalconstructies kan een kleine vervorming grote gevolgen hebben. Enkele millimeters afwijking kunnen ervoor zorgen dat onderdelen niet correct aansluiten, bijkomende nabewerking nodig is of de constructie buiten de opgegeven toleranties valt.
Volledig voorkomen dat metaal tijdens het lassen uitzet en krimpt, is niet mogelijk. Maatafwijkingen beheersen kan wel. Dat begint bovendien niet bij de eerste las, maar al tijdens het ontwerp en de voorbereiding.
Waarom ontstaan maatafwijkingen tijdens het lassen?
Tijdens het lassen wordt plaatselijk veel warmte in het materiaal gebracht. Het verwarmde metaal zet uit en krimpt opnieuw wanneer het afkoelt. Omdat die opwarming en afkoeling niet overal gelijkmatig verlopen, ontstaan spanningen in het materiaal.
Dat kan leiden tot:
- Krimp in lengte of breedte
- Hoekvervorming
- Kromtrekken of doorbuigen
- Verdraaiing van de constructie
Bij grote constructies kunnen kleine lokale afwijkingen zich bovendien opstapelen. Daarom is een doordachte aanpak van het volledige productieproces noodzakelijk.
1. Hou al bij het ontwerp rekening met lasvervorming
Maatvast lassen begint aan de tekentafel. Hoe groter het lasvolume, hoe meer warmte in de constructie wordt gebracht en hoe groter de potentiële krimp. Het is daarom belangrijk om alleen het lasmetaal te gebruiken dat technisch en constructief noodzakelijk is.
Ook de positie van de lassen speelt een rol. Symmetrisch geplaatste lassen kunnen ervoor zorgen dat krimp krachten elkaar gedeeltelijk compenseren.
Een goed ontwerp houdt onder meer rekening met:
- De positie en afmetingen van de lassen
- Het noodzakelijke lasvolume
- Een evenwichtige verdeling van lassen
- De bereikbaarheid van het werkstuk
- De geplande lasvolgorde
Door deze factoren vooraf mee te nemen, wordt vervorming tijdens de productie beter beheersbaar.
2. Leg toleranties vooraf duidelijk vast
“Zo nauwkeurig mogelijk” is geen bruikbare productietolerantie.
Voor de productie begint, moet duidelijk zijn welke maatvoering functioneel noodzakelijk is. Denk aan lengtematen, hoeken, vlakheid, rechtheid en de positie van aansluitpunten.
Door kritische maten vooraf vast te leggen, kan tijdens de productie gericht worden gecontroleerd of de constructie binnen de gewenste toleranties blijft.
3. Kies een gecontroleerde lasvolgorde
Niet alleen de plaats van een las is belangrijk. Ook de volgorde waarin wordt gelast, heeft een grote invloed op vervorming.
Wanneer eerst alle lassen aan één zijde van een constructie worden uitgevoerd, kunnen krimpkrachten zich voornamelijk in één richting opbouwen. Door de lassen evenwichtiger over het werkstuk te verdelen, kan dat effect worden beperkt.
Afhankelijk van de constructie kan bijvoorbeeld worden gewerkt met:
- Afwisselend lassen aan tegenoverliggende zijden
- Lassen vanuit het midden naar buiten
- Een verdeling van lange lassen in verschillende segmenten
- Een gebalanceerde volgorde bij lassen aan beide zijden
Bij grote metaalconstructies moet de lasvolgorde daarom vooraf worden bepaald. Zo wordt het lasproces voorspelbaarder en kunnen afwijkingen beter onder controle worden gehouden.
4. Zorg voor een nauwkeurige opspanning
Een constructie die vóór het lassen niet correct is uitgelijnd, wordt tijdens het lassen zelden vanzelf nauwkeuriger.
Mallen, opspanmiddelen en tijdelijke verstevigingen helpen om onderdelen tijdens het lassen op hun positie te houden. Ook hechtlassen zijn belangrijk om de correcte positie en voegopening tijdens de verdere productie te behouden.
Bij bepaalde constructies kan bovendien vooraf rekening worden gehouden met de verwachte vervorming. Denk hierbij aan technieken zoals vooraf instellen of voorbuigen, waarbij een werkstuk bewust licht in de tegengestelde richting wordt geplaatst. Tijdens het lassen trekt de constructie vervolgens naar de gewenste positie.
Daarbij is ervaring belangrijk. Een constructie zo hard mogelijk vastklemmen is niet automatisch de beste oplossing. Een zeer sterke beperking van de natuurlijke krimp kan juist hogere restspanningen veroorzaken.
De juiste opspanning hangt daarom af van:
- Het materiaal
- De afmetingen
- De geometrie
- De lasprocedure
- De vereiste toleranties
5. Beheers de warmte inbreng
De hoeveelheid warmte die tijdens het lassen in het werkstuk wordt gebracht, heeft rechtstreeks invloed op uitzetting en krimp.
Verschillende factoren spelen hierbij een rol:
- Het gekozen lasproces
- Lasstroom en spanning
- Voortloopsnelheid
- Het aantal laslagen
- De materiaaldikte
- De lasdoorsnede
Het doel is niet simpelweg om met zo weinig mogelijk warmte te lassen. De vereiste laskwaliteit blijft altijd bepalend. Lasparameters moeten daarom worden afgestemd op het materiaal, de verbinding en de technische eisen.
Voor repetitieve constructies kan automatisering een bijkomend voordeel bieden. Een stabiel en herhaalbaar lasproces zorgt ervoor dat ook de warmte inbreng en mogelijke vervorming beter voorspelbaar worden.
Bij Metaalconstructie De Laere beschikken we voor laswerk onder meer over halfautomatische lasmogelijkheden, TIG lassen en robotlassen. Daardoor kan de productiemethode worden afgestemd op het type constructie en de gewenste herhaalbaarheid.
6. Controleer tijdens het productieproces
Een eindcontrole blijft noodzakelijk, maar bij grote constructies is het verstandig om niet te wachten tot alle laswerken voltooid zijn.
Wanneer een belangrijke maatafwijking pas na de laatste las wordt vastgesteld, kan corrigeren arbeidsintensief zijn. Door tijdens verschillende productiestappen te meten, kunnen afwijkingen eerder worden ontdekt.
Een controleproces kan bijvoorbeeld bestaan uit:
- Controle van afzonderlijke onderdelen vóór assemblage
- Controle na positioneren en hechten
- Tussentijdse maatcontrole tijdens het lassen
- Eindcontrole nadat de constructie voldoende is afgekoeld
Vooral aansluitvlakken, diagonalen, gatenpatronen, hartafstanden en referentievlakken kunnen kritisch zijn.
Tussentijds meten maakt het mogelijk om sneller bij te sturen en voorkomt dat een kleine afwijking verder in het productieproces wordt meegenomen.
7. Kijk verder dan alleen het laswerk
De maatnauwkeurigheid van een constructie wordt niet alleen tijdens het lassen bepaald.
Wanneer gesneden, geplooide of bewerkte onderdelen vooraf al afwijkingen vertonen, wordt het moeilijk om tijdens de assemblage nog een nauwkeurig eindresultaat te behalen.
Daarom is de volledige productieketen belangrijk: van materiaalvoorbereiding en snijden tot plooien, positioneren, lassen, bewerken en controleren.
Bij Metaalconstructie De Laere combineren we verschillende van deze bewerkingen binnen één productieomgeving. Naast uitgebreide lasmogelijkheden beschikken we onder meer over lasers, plooibanken, persen en CNC bewerkingscentra. Doordat verschillende productiestappen op elkaar kunnen worden afgestemd, kan de maatvoering gedurende het volledige proces worden opgevolgd.
Maatafwijkingen voorkomen vraagt controle over het volledige proces
Bij grote gelaste metaalconstructies bestaat geen afzonderlijke techniek die vervorming volledig uitschakelt. Het resultaat wordt bepaald door een combinatie van ontwerp, voorbereiding, opspanning, lasparameters, lasvolgorde en controle.
Bij grote en complexe constructies speelt daarnaast ervaring een belangrijke rol. Wie weet hoe een bepaalde geometrie, materiaalsoort en lasprocedure zich gedragen, kan mogelijke vervorming vooraf beter inschatten en het productieproces daarop afstemmen.
Een metaalconstructie met strenge maateisen?
Metaalconstructie De Laere combineert meer dan 50 jaar ervaring in metaalbewerking met een uitgebreid machinepark voor onder meer snijden, plooien, lassen en CNC bewerken.
Heeft uw constructie specifieke eisen op het vlak van maatvoering, laswerk of afwerking? Bespreek uw technische project met Metaalconstructie De Laere. Zo kunnen ontwerp, productieproces en toleranties vanaf het begin op elkaar worden afgestemd.