Roestvrij staal geniet de voorkeur vanwege zijn uitstekende duurzaamheid en corrosiebestendigheid. Van de automobielindustrie tot de lucht- en ruimtevaart en de bouw: dit staalsoort is in elke sector alomtegenwoordig. Het lassen van roestvrij staal is echter niet zo eenvoudig als het lassen van de meeste andere metalen. Dit roept de vraag op: waarom is het lassen van roestvrij staal zo moeilijk?
Er is geen enkele reden waarom het lassen ervan moeilijk zou zijn. Het komt vooral doordat de eigenschappen van roestvrij staal minder gunstig zijn voor het lasproces. Daardoor maken lassers, vooral beginners, vaak gaatjes of zwakke lasnaden in deze materialen. In dit artikel bespreek ik de uitdagingen bij het lassen van roestvrij staal en geef ik praktische tips.
Wat maakt roestvrij staal zo bijzonder?
Er zijn verschillende soorten staal verkrijgbaar. Deze soorten verschillen onderling qua samenstelling. Roestvrij staal onderscheidt zich met name door zijn hogere chroomgehalte (meer dan 10,51%). Dit chroom maakt deze staalsoorten bijzonder, omdat het hun corrosiebestendigheid verhoogt. Andere soorten, zoals koolstofstaal, bevatten geen chroom.
Die soorten zijn dus niet bijzonder corrosiebestendig. Vraag je je af hoe chroom de corrosiebestendigheid van roestvrij staal verhoogt? Dat komt door de chroomoxidelaag. Wanneer roestvrij staal in contact komt met vocht, reageert het chroom met zuurstof. Door deze reactie ontstaat een oxidelaag, ook wel chroomoxide (Cr₂O₃) genoemd.
Deze laag blijft op het oppervlak van roestvrij staal aanwezig, maar is onzichtbaar. Wanneer roestvrij staal wordt belast, voorkomt deze laag dat vocht het oppervlak van het roestvrij staal bereikt. Op die manier beschermt het dit materiaal tegen corrosie. Wat ik zo mooi vind aan deze chroomoxidelaag is dat deze zichzelf kan herstellen. Als roestvrij staal wordt bekrast, geschuurd of op een andere manier beschadigd, kan deze laag zich nog steeds herstellen.
Waarom is het lassen van roestvrij staal zo moeilijk?
Laten we bij het begin beginnen: is roestvrij staal echt moeilijk te lassen? Ja. Veel lassers hebben er zelfs moeite mee om sterke lasnaden te maken op het oppervlak van deze staalsoorten. Het is echter van cruciaal belang om te begrijpen waarom roestvrij staal moeilijk te lassen is. Dit helpt je om slechte lasnaden op roestvrij staal te voorkomen die niet lang meegaan. Laten we dieper ingaan op de belangrijkste redenen waarom roestvrij staal moeilijk te lassen is.
1- Roestvrij staal houdt de warmte vast
Roestvrij staal heeft een lage warmtegeleiding. Hierdoor verloopt de warmteoverdracht (verspreiding) in dit materiaal erg traag. Wanneer je dit materiaal last, blijft de warmte op één plek hangen. De warmte verspreidt zich echter slecht over het oppervlak, waardoor deze zich op één plek ophoopt. Die specifieke plek krijgt meer warmte te verduren, wat leidt tot overmatig smelten op die plek.
Op deze plek zal uiteindelijk schade ontstaan en een gat ontstaan. Bij andere materialen, zoals aluminium, dringt de warmte bij het lassen door in het oppervlaktemateriaal en verspreidt zich gelijkmatig. Op deze manier is er minder warmte op één plek, zodat er geen gat ontstaat. Om dit probleem aan te pakken, raad ik aan een lasapparaat met een zeer lage stroomsterkte te gebruiken. Dit helpt door de warmte op de lasplek te verminderen, waardoor er geen gaten ontstaan.
2- Hoge thermische uitzetting
Roestvrij staal heeft een grotere thermische uitzetting, wat een ander belangrijk nadeel is. Thermische uitzetting houdt in dat dit materiaal uitzet wanneer het wordt verwarmd. Omgekeerd krimpt het weer wanneer de temperatuur daalt. Bij het lassen van roestvrij staal zet het materiaal snel uit door de warmte-inwerking.
Deze uitzetting is geen probleem, maar zodra je de lasapparaat verwijdert, daalt de temperatuur. Op dat moment begint het roestvrij staal te krimpen. Deze uitzettingen en krimpen zijn schadelijk voor het lasproces, omdat je dan te maken krijgt met vervorming en kromtrekken van de lasnaad. Begrijp je niet waarom kromtrekken slecht is voor het lassen? Lassen op roestvrij staal kunnen kromtrekken en zwak worden, waardoor ze er vreselijk uitzien.
Lassers passen hechtlassen toe op roestvrijstalen onderdelen voordat ze deze definitief lassen. Dit minimaliseert het risico op kromtrekken wanneer onderdelen op verschillende momenten worden blootgesteld aan hoge en lage temperaturen. Onthoud dat het lassen van roestvrij staal geduld vereist van de lasser. Een overhaaste aanpak kan leiden tot een zwakkere las met een slecht uiterlijk. Deze thermische uitzetting kan voor hoofdbrekens zorgen, vooral bij het lassen van dunne roestvrijstalen platen.
3- Er ontstaan snel kleurtinten en verkleuringen
Heb je ooit gekleurde lagen gezien op een lasnaad in roestvrij staal? Deze gekleurde laag, een zogenaamde ‘heat tint’, ontstaat door de reactie van roestvrij staal met zuurstof. Tijdens het lassen wordt dit metaal blootgesteld aan zeer hoge temperaturen. Bij deze temperatuur wordt roestvrij staal actief, gaat het een reactie aan met zuurstof en ontstaan er gekleurde lagen.
Die kleuren kunnen blauw, geelbruin of goudkleurig zijn, waardoor de las er minder aantrekkelijk uitziet. Bovendien kunnen deze warmteverkleuringen ook de aanzienlijke corrosiebestendigheid van de chroomoxidelaag aantasten. Daardoor wordt dit materiaal gevoelig voor corrosie, vooral in vochtige omstandigheden. U kunt dit probleem van warmteverkleuring of verkleuring voorkomen door het juiste beschermgas te gebruiken, namelijk een mengsel van argon en CO2.
4. Overgevoeligheid en verminderde corrosiebestendigheid
Sensibilisatie kan een ander probleem zijn waarmee u te maken kunt krijgen bij het lassen van roestvrij staal. Wanneer we roestvrij staal lassen, stijgt de temperatuur op de lasplaats (tot wel 850 °C). Hierdoor ontstaan chroomcarbiden door de reactie tussen chroom en koolstof. Als gevolg hiervan wordt het chroomgehalte in het roestvrij staal uitgeput door de vorming van chroomcarbide.
Een laag chroomgehalte betekent simpelweg dat het roestvrij staal gevoeliger is voor corrosie. Zoals ik al eerder zei, is chroom het belangrijkste bestanddeel dat roestvrij staal corrosiebestendig maakt. Daardoor is het gebruik van roestvrij staal minder effectief geworden, met name voor scheepsonderdelen. Dit probleem komt vaker voor bij roestvrij staal met een hoger koolstofgehalte, en omgekeerd.
5- Grotere warmtebeïnvloede zone (HAZ)
De door warmte beïnvloede zone is bij roestvrij staal over het algemeen groter dan bij andere metalen. Dit komt door de lage warmtegeleiding waar ik het hierboven over had. Tijdens het lassen verspreidt de warmte zich niet snel en blijft deze op één plek geconcentreerd. Juist die plek wordt door de warmte beïnvloed.
Als de warmte zich sneller zou verspreiden, zou er minder warmte op één plek worden opgebouwd, wat zou leiden tot een kleinere HAZ. Wat is het nadeel van een grotere HAZ? Het door warmte beïnvloede gebied is minder corrosiebestendig. Daardoor zal het metalen onderdeel snel gaan roesten in zoute of vochtige omstandigheden. Dit zou de duurzaamheid en prestaties van het roestvrij staal verminderen.
6- Nauwkeurige warmtetoevoer en lasparameters
De meeste beginners vinden het lassen van roestvrij staal erg lastig. Dat komt omdat roestvrij staal nauwkeurige instellingen vereist om sterke lasnaden te verkrijgen. Kleine foutjes kunnen leiden tot vervormde of kromgetrokken lasnaden. Elke parameter, zoals warmte, stroomsterkte, spanning en lasverplaatsingssnelheid, moet zorgvuldig worden afgesteld. Stel dat je roestvrij staal bij een hogere temperatuur last.
Hierdoor zal het materiaal doorbranden en gaten in het oppervlak vormen vanwege de lage warmtegeleiding. Ook de lagere lastoetsnelheid kan de laskwaliteit negatief beïnvloeden. Ervaren lassers hebben echter inzicht in deze parameters en passen ze op de juiste manier toe. Daardoor kunnen ze met dit roestvrij staal nauwkeurig lassen.
7- Regeling van het smeltbad en terugspoelen
Tijdens het lassen smelt het roestvrij staal door de zeer hoge temperaturen. Dit gesmolten roestvrij staal wordt met toevoegmetaal samengesmolten om een lasverbinding te vormen. Wanneer roestvrij staal echter gesmolten is, beweegt het sneller. Dit gesmolten materiaal, ook wel lasbad genoemd, kan lastig op één plek te houden zijn. U moet het toevoegmateriaal langzaam aanvoeren om het lasbad onder controle te houden.
Als het gesmolten roestvrij staal te snel stroomt, zal de las zich uitbreiden, waardoor deze er lelijk uitziet. Soms oxideert de achterkant van een roestvrijstalen las. Dit kan leiden tot warmteverkleuringen. Om dit te voorkomen, gebruiken lassers backpurging-technieken. Bij deze methode vullen ze de achterkant van de las met argon om problemen te voorkomen.
8. Hogere laskosten
Het lassen van roestvrij staal vereist de grootste zorgvuldigheid en precisie. Een kleine fout kan leiden tot een slechte las met weinig of geen sterkte. Het instellen van de juiste parameters is cruciaal. Als een van die parameters iets hoger of lager is dan normaal, kan dit de kwaliteit van de las beïnvloeden. Daarnaast hebt u lasmateriaal, beschermgas, spoelgas enzovoort nodig.
Deze factoren zorgen ervoor dat het lassen van roestvrij staal nog duurder wordt. De lasser moet bovendien enige ervaring hebben met lassen voordat hij aan een lasnaad in roestvrij staal kan beginnen. Ervaren lassers kunnen een hoger tarief vragen als u iemand zoekt om roestvrij staal te lassen. Al deze factoren dragen ertoe bij dat het lassen van roestvrij staal minder aantrekkelijk is. Dit heeft meer te maken met de kosten dan met de technische moeilijkheidsgraad van het lassen.
Veelgestelde vragen
Wat zijn de uitdagingen bij het lassen van roestvrij staal?
Veelvoorkomende uitdagingen bij het lassen van roestvrij staal zijn onder meer:
- Vervorming en vervorming
- Ernstige warmteontwikkeling op één plek
- Problemen met warmteverkleuring en verkleuring
- Een grotere warmtebeïnvloede zone heeft invloed op de corrosiebestendigheid
Is roestvrij staal gemakkelijk te lassen?
Ja, roestvrij staal kan worden gelast. Het is echter niet zo eenvoudig te lassen als veel andere materialen, zoals aluminium. Lassers moeten over de nodige expertise en vaardigheden beschikken om een sterke, betrouwbare lasnaad te maken.
Wat is moeilijker te lassen: roestvrij staal of aluminium?
Ik vind het lassen van roestvrij staal een uitdaging. De lage warmtegeleiding en de grotere thermische uitzetting zorgen voor flinke problemen. Het lassen van aluminium is relatief eenvoudiger dan het lassen van roestvrij staal.
Conclusie
Is het mogelijk om een betrouwbare lasnaad op roestvrij staal te maken? Kun je roestvrijstalen onderdelen lassen? Het antwoord is ja. Je kunt roestvrij staal lassen, maar je moet wel voorzichtig te werk gaan. Dit materiaal behoort niet tot de gemakkelijkste om te lassen. Integendeel, lassers kunnen tijdens het lassen met ernstige problemen te maken krijgen.
Kleine foutjes kunnen de las verbinding verzwakken en bij roestvrij staal zelfs tot doorbranden leiden. In dit artikel heb ik de belangrijkste redenen besproken waarom het lastig is om deze staalsoorten te lassen. Je moet elk type goed begrijpen en dat specifieke probleem voorkomen. Als je over de juiste kennis en ervaring beschikt, kun je dit lasproces effectief uitvoeren.