Defecten in lasdiktes en stroomlijnen van metingen en inspecties

Mechanische eigenschappen van en barsten in de las

Niet alleen basismaterialen, maar ook de las waarmee die materialen aan elkaar worden gehecht (lasdruppels en lasdikte), zijn metaalhoudende materialen waarin additieven (zoals lasstaven en lasdraden) zijn gesmolten en gestold.
Bij het gebruikelijke booglassen bijvoorbeeld veranderen de metaalstructuren voortdurend, niet alleen in het lasmetaal, maar ook in de delen van de basismaterialen die door de laswarmte worden beïnvloed. Los daarvan veranderen ook de mechanische eigenschappen van metaalhoudende materialen voortdurend. De versterking daarentegen, die op het oppervlak van de las wordt gevormd, vertoont onregelmatigheden. Een opeenhoping van onregelmatigheden leidt tot afwijking van de mechanische eigenschappen, waardoor barsten ontstaan als gevolg van spanning op één plek.

Sterkteontwerp en laskwaliteit

Bij het sterkteontwerp van metalen producten worden de materialen in het algemeen gekozen door uit te gaan van de belasting die op de producten moet worden uitgeoefend, en de belasting te bepalen die op elk metalen materiaal moet worden uitgeoefend. Ook dient bij het sterkteontwerp rekening te worden gehouden met de belastingen die op de las van elk materiaal worden uitgeoefend, om te kunnen voldoen aan de kwaliteit die aan las wordt gesteld.
Daarom is het belangrijk de laskwaliteit te inspecteren op basis van het sterkteontwerp door bijvoorbeeld de keeldikte (of keeldwarsdoorsnede, de grootte van de dwarsdoorsnede van de lasdruppel), de beenlengte en de lasdikte te meten. De kwaliteit van de las kan worden geëvalueerd door middel van macroscopische meting van de dwarsdoorsneden na het lassen.

Lasdikte en penetratiefouten

De lasdikte is bepalend voor de sterkte van de verbinding. Eventuele fouten met de lasdikte, zoals een verkeerde verhouding tussen de lasdikte en het materiaal, hebben consequenties voor de sterkte van de las. Aan de hand van het voorbeeld van een stuiklas worden hieronder veelvoorkomende fouten met de lasdikte beschreven.

Onvoldoende lasdikte

Een fout bij een las door een onvoldoende lasdikte in vergelijking met wat vereist is, vanwege factoren zoals het niet goed verhitten van het gesmolten materiaal. De afbeelding is een voorbeeld van een overlaplas. Bij stuiklassen kan deze fout zich gemakkelijk voordoen aan de onderkant van de groeven. In het geval van het koppelen van een dunne plaat T-stuk (horizontale hoeklas) wordt de penetratie als onvoldoende beschouwd als de lasdikte 20% of minder van de dunne plaat bedraagt.

Onvolledige fusie

Een fout doordat niet het volledige materiaal is doordrongen van het gesmolten metaal. De afbeelding is een voorbeeld van een koppeling van een dunne plaat (horizontale overlap). Deze fout wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door onvoldoende verhitting van het gesmolten metaal en voorstroming van het gesmolten metaal. Bij omtreklassen wordt die fout ook veroorzaakt doordat de voorafgaande en volgende lasdruppels worden overgebracht naar de overlaplas voordat die voldoende zijn gepenetreerd.

Volledige lasdikte, gedeeltelijk lasdikte en de sterkte ervan

Verschillende groeven veroorzaken ook verschillende penetratiepatronen, wat leidt tot verschillen in de sterkte van de las.

Volledige lasdikte

Een volledig lasdikte is een lasmethode waarbij de groef van het te verbinden basismateriaal wordt samengevoegd en ingebed met gesmolten verbindingsmaterialen (lasstaaf en lasdraad), zoals bij stuiklassen.
Een volledige penetratielas is een zeer betrouwbaar sterkteontwerp, aangezien deze lassen dezelfde proefspanning hebben als het basismateriaal. Anderzijds moet de kwaliteit van de las zeer goed zijn. Vooral moet er goed worden gelet op de uiteinden van lasnaden om fouten zoals ondersnijdingen te voorkomen. Ook de versterking moet terdege worden gecontroleerd, omdat spanning uitwerkt op een teveel aan versterking waardoor bijvoorbeeld de lasnaad kan scheuren.

Gedeeltelijke lasdikte

Een gedeeltelijk lasdikte is een methode waarbij een gedeeltelijke groef in het basismateriaal wordt gemaakt. Bij deze methode wordt het basismateriaal slechts gedeeltelijk gelast, terwijl bij lassen met volledige penetratie de gehele plaatdikte van het basismateriaal wordt gelast. Doorgaans wordt er met een volledige lasdikte gewerkt. Een gedeeltelijk lasdikte is in sommige gevallen een betere methode, bijvoorbeeld wanneer samengevoegde delen met elkaar verbonden zijn door het ontwerp en de productie van de materialen.

Voorzichtigheid is echter geboden bij het lassen met gedeeltelijke penetratie op plaatsen waar het materiaal kan buigen of waar er trekkracht op kan worden uitgeoefend, omdat in dat geval lassen met gedeeltelijke penetratie niet de vereiste strekte heeft. Daarom zijn zowel het ontwerp van de sterkte als de meting en inspectie van de las met name belangrijk, omdat de afmetingen van de penetratie, zoals de keeldikte, moeten voldoen aan het ontwerp van de las.

4K-beelden met hoge resolutie die de grens tussen lasdikte en basismateriaal haarscherp in beeld brengen

Door het lage contrast in de dwarsdoorsneden van de lasgrenzen van zowel de penetratie als het basismateriaal is het soms lastig om een goede beoordeling te kunnen geven en goed te kunnen meten.

Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen dankzij de 4K-beelden met hoge resolutie de randen haarscherp in beeld worden gebracht. Zelfs voor de dwarsdoorsneden van een overlaplas, waar de grens tussen de las en het basismateriaal moeilijk is te zien, kunnen nu de grensranden, verschillen in metaalstructuren en delen met fouten haarscherp in beeld worden gebracht.
Dankzij de heldere beelden kan er geen twijfel meer bestaan bij het dimensionaal meten van de penetratie en kan er sneller worden gewerkt, terwijl er tevens nauwkeuriger kan worden geïnspecteerd.

Verbetering van de dimensionale meetefficiëntie voor lasnaden

Driedimensionale metingen van dwarsdoorsneden van een las zijn belangrijk voor het inspecteren van de sterkte en kwaliteit van de las. Het beoordelen van de meetpunten is echter lastig vanwege het lage contrast tussen het basmateriaal en de lasdruppels. Ook zijn een visuele waarneming vanuit het geheugen en een handmatige invoer van de verkregen waarden vereist, maar dat kan voor problemen zorgen door menselijke fouten en de ingewikkelde bediening.

Met de 4K-beelden met hoge resolutie op de monitor waarop de lasgrenzen duidelijk worden weergeven, kunnen er met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks 2D-metingen worden uitgevoerd van bijvoorbeeld de beenlengte, keeldiepte en lasdikte door alleen maar te hoeven klikken op het te meten punt. U kunt zelfs heel eenvoudig en snel zeer nauwkeurig meten op submicrongrootte waardoor er aanzienlijk op het aantal arbeidsuren kan worden bespaard.
Ook zorgt de nieuwste automatische randdetectiefunctie ervoor dat iedere operator op dezelfde manier zal meten. Bovendien wordt er aan een groot aantal inspectievereisten voldaan dankzij de functie waarmee gebruikers dimensionale metingen kunnen herhalen door gemeten en opgeslagen gegevens uit een album te selecteren.

Meting van lasdikte

Driedimensionale 3D-meting en 3D-vorm van lasdruppels

Lasdruppels zijn qua vorm niet gelijkmatig. Bij fouten (discontinuïteit) in het druppeloppervlak, zoals onvoldoende versterking, overlap, ondersnijdingen, putjes en barsten, voldoen de mechanische eigenschappen niet en kan de las gaan scheuren.

De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks is voorzien van een functie waarmee heel eenvoudig op meerdere posities kan worden scherpgesteld, er haarscherp kan worden waargenomen en doelen met ongelijke oppervlakken driedimensionaal kunnen worden gemeten. Door de 3D-vorm van lasdruppels weer te geven, kan niet alleen de vorm onbelemmerd vanuit verschillende hoeken worden geïnspecteerd, maar kan ook het profiel van elke dwarsdoorsnede worden gemeten. Omdat vormen en ruwheid kunnen worden geanalyseerd, kunt u ook lasspetters, barsten en soortgelijke problemen op het oppervlak van het basismateriaal rond lasdruppels inspecteren.

Direct aanmaken van meet- en inspectierapporten

Voorheen moesten operators niet alleen ingewikkelde metingen en inspecties uitvoeren, maar ook veel rapporten opstellen waardoor de werkdruk toenam.
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks heeft een rapportfunctie. Net als op een computer kunt u Excel op de microscoop uit de VHX-reeks installeren. Door van tevoren sjablonen te maken, kunnen niet alleen vergrote beelden, inclusief de afmetingen, maar ook meetwaarden en goedkeurings- en afkeuringsbeoordelingen onmiddellijk worden ingevoerd. Op die manier kan er voor het maken van rapporten aanzienlijk worden bespaard op arbeidsuren.