NEDERLANDS SCHEEPSSTUDIECENTRUM TNO
NETHERLANDS SHIP RESEARCH CENTRE TNOSHIPBUILDING DEPARTMENT LEEGHWATERSTRAAT 5, DELFT
*
ENIGE EXPERIMENTEN OP HET GEBIED VAN HET
ÉÉNZIJDIG LASSEN MET SMELTBLAD ONDERSTEUNING
DEEL II
GEMECHANISEERD GASBOOGLASSEN IN DE
HORIZONTALE EN HORIZONTAAL/VERTIKALE POSITIE
(SOME EXPERIMENTS ON ONE-SIDE WELDING WITH VARIOUS BACKING MATERIALS
PART II
MECHANISED GAS-SHIELDED ARC WELDING IN THE FLAT AND HORIZONTAL POSITION)
door
J. M. VINK
(Metaalinstituut TNO)
JLO
IR. L. HEEMSKERK IR. L. P. HERFST
ING. A. B. DE JONG DR. ER. P. H. VAN LENT PROF. ER. J. J. W. NIBBERING
ING. J. L. M. RENCKENS IR. D. E. D. ROMIJN ING. A. A. C. SIMONS
IR. E W. VAN DE STADT IR. J. W. STEENHUISEN
ING. B. B. ZINKWEGt
ING. G. ZOETHOUT
II. W. SPUYMAN (ex officio) IR. TH. LAHR (ex officio)
In dee! I van deze reeks publikaties over het éénzijdig lassen
(Mededeling no. 31 S), zijn laboratorium experimenten besproken met hand- en halfmechanische lasprocessen. Na deze proeven werd geconcludeerd dat éénzijdige gasbooglasprocessen zeer ge-schikt leken voor gehee! gernechaniseerde toepassing. Dit, te-samen met de algemene tendens naar hogere neersrneltsnelheden, leidde tot het hier gerapporteerde onderzoek.
Primair doe! van het onderzoek was orn de mogelijkheden van eenvoudige mechanisering na te gaan. Daarom is het programma
beperkt gebleven tot het horizontaal en horizontaal/vertikaal lassen van stompe naden. Vertikaal lassen, waarvoor pendel-apparatuur wordt toegepast is buiten beschouwing gebleven.
evenals elektroslak en elektrogas lassen.
De proeven zijn wederom uitgevoerd bu de Afdeling Lassen en Solderen van het Metaalinstituut TNO.
Met de welwillende toestemming van deze maatschappij, is ook gebruik gemaakt van de resultaten van een aantal proeven uitgevoerd op verzoek van Philips Nederland N.V.
Afwijkend van de rapportage van bet eerste onderzoek, zijn deze keer de resultaten van het röntgenonderzoek niet
gedetail-leerd weergegeven. Anderzijds zijn de chemische analyse en hardheidsmetingen van de grondlaag toegevoegd orn de mogelijke invloed van bet ondersteuningsmateriaal op de samenstelling
van het gesmolten materiaal te verifieren.
In de scheepsbouw is de toepassing van gasbooglassen aan
beperkingen onderhevig, het is daarom logisch dat de derde fase van deze onderzoekingen, die thans onderhanden is. zich richt op gemechaniseerde processen zonder gasbescherming.
HET NEDERLANDS SCHEEPSSTUDIECENTRtJM TNO
In part I of this series of publications on one-sided welding (Communication no. 31 S) laboratory experiments with hand
and semi-automatic processes were discussed. It was concluded
after these experiments, that one-sided gas metal arc welding
processes seemed very suitable for fully mechanised application.
This, together with the general trend to higher deposit rates,
resulted in the investigation reported here.
Main object of these investigations was to evaluate the possi-bilities of a simple mechanisation. Therefore the programme has
been restricted to flat and horizontal-vertical butt welding.
Vertical welding, for which pendulum-mechanism is applied has been left out of consideration, as were electroslag and electrogas
welding.
The tests were again performed at the Department for Welding and Soldering of the Metal Research Institute TNO.
With the kind permission of this company also use has been made of the results of a number of tests performed at the request of Philips Nederland N.y.
Different from the report on the first investigation, this time the results of the radiographic examination are not presented in
detail. On the other hand chemical analysis and hardness measurements of the root layer have been added to verify the
possible influence of the backing materials on the composition of the melted material.
In shipbuilding the application of gas-shielded arc welding is restricted, it is logical therefore that the third phase of these investigations, now on hand, is concentrated on mechanised
processes without gas shielding.
I Inleiding 5
2 Toegepaste smeltbadondersteuningen 6
3 Selektieproeven 7
3.1 Algemene gegevens 7
3.2 Algemene resultaten van de selektieproeven 8
3.3 Resultaten met de diverse smeitbadondersteuningen 10
4 \oortgezet onderzoek 15
4.1 Algemeen 15
4.2 Lasuitvoering 16
4.3 Resultaten van het voortgezet onderzoek i 7
5 Sarnenvatting 18
6 Konklusies 20
6.1 Horizontaal lassen 20
6.2 Horizontaal/vertikaal lassen 20
i
inleidingIn de publikatie ,,Mededeling No. 31 S" van het
Nederlands Scheepsstudie Centrum TNO, werden de resultaten gepubliceerd van een aantal bij het Metaal-instituut TNO uitgevoerde experimenten op het gebied van het éénzijdig lassen van V-naden, met behuip van smelt bad ondersteuningen. De experimenten welke i ndeze publikatie werden beschreven, hadden uitsluitend betrekking op het doorlassen met beklede elektroden en met halfgemechaniseerd gasbooglassen, zowel met gevulde- als met massieve draden. Voortzetting van het onderzoek, in een geheel gemechaniseerde vorm, leek niet alleen wenselijk gezien de inzichten verkregen
ENIGE EXPERIMENTEN OP HET GEBIED VAN HET
ÉÉNZIJDIG LASSEN MET SMELTBAD ONDERSTEUNINGEN
DEEL II
GEMECE-IANISEERD GASBOOGLASSEN IN DE HORIZONTALE EN HORIZONTAAL/VERTIKALE POSITIE
door J. M. VINK
Sanien vatting
In deze tweede publikatie op het gebied van het éénzijdig lassen, worden experimenten beschreven met op een betrekkelijk eenvoudige wijze gemechaniseerde gasbooglasprocessen.
Met deze methode kan zowel horizontaal als horizontaal-vertikaal gelast worden. Vertikaal lassen, waarvoor wat gekompliceerder apparatuur benodigd is is niet in het onderzoek betrokken.
Evenals in deel I zijn alleen stompe naden toegepast, waarbij gebruik is gemaakt van materialen die normaal in de handel zijn.
De proeven zjn uitgevoerd met massieve en met gevulde draad, op een aantal voor het betrokken proces gesch ikte smeltbad-ondersteun ingsmaterialen.
Eerst werd een groot aantal selektieproeven uitgevoerd, hiervoor werd alleen de grondnaad gelast. Gebruik werd gemaakt zowel van menggas als van CO.
De resultaten van deze selektieproeven zijn uitgebreid besproken.
Vit deze experimenten kwamen zes kombinaties naar voren, die in cen voortgezet onderzoek zijn opgenomen. Hierbij zijn de naden geheel afgelast, waarna de lassen radiografisch zijn onderzocht, de gelaste proefstukken aan mechanische proeven zijn onderworpen en het materiaal van de grondlaag aan chemische analyse en hardheidsproeven is onderworpen.
De geselekteerde processen bleken bij bet onder de hand lassen goed van kwaliteit, bij het uit de zijde lassen echter bleek de maat-voering van de vooropening zeer kritisch te zijn.
Summary
In this second publication on one side welding, experiments are described with gas shielded metal arc welding processes, that had been mechanised in a relatively simple way.
With this method, both flat and horizontal welding can be performed. Vertical welding, requiring more complicated equipment, has not been included.
Like in Part I only butt welds were welded, using materials that are normally on the market.
The experiments were performed with solid and cored wire on a number of backing materials suitable for the relevant application. First a great number of selection experiments was carried out, for this only the root welds were laid. Mixed gas as well as CO2
was used.
The results of these selection experiments are extensively discussed.
From these experiments six combinations emerged, that were included in a continued investigation. For this the joints were welded completely, after which the welds were examined radiographically, the welded assemblies subjected to mechanical tests and the root material to chemical analysis and hardness tests.
The selected processes all showed good properties for downhand welding, for horizontal welding, however, the tolerancies of the root gap appeared to be very narrow.
uit het genoemde onderzoek, doch ook door de toe-nemende belangstelling voor deze laswijze uit de prak-tijk. De resultaten van het voortgezette onderzoek worden in dit rapport weergegeven. Doorlassingen zijn met behulp van gasbooglassen zowel in de horizontale-als in de horizontaal/vertikale lasstand vervaardigd. Voor het ondersteunen van het smeltbad, aan de zijde van de doorlassing, isgebruik gemaakt van een aantal
ondersteuningen die reeds in het eerste onderzoek zijn toegepast, aangevuld met enkele nieuw beschikbaar gekomen smeitbadondersteuningen.
De procedure, welke bij het tweede onderzoek is gevolgd isvrijwel in overeenstemming met die van het eerste onderzoek, hetgeen inhoudt dat, vóór het lassen
van de proefmonsters besternd voor het vervaardigen van mechanische proeven, een voorselektie heeft plaats-gevonden. Tijdens de voorselektie is getracht de
bruik-baarheid van de smeitbadondersteuningen in kombina-tie met het gasbooglassen voor de praktijk te kunnen
aangeven.
Afwijkend van de eerder uitgevoerde experimenten met het handlassen, is bij het beproeven van de
resul-taten aandacht besteed aan de kerftaaiheid van de
grondlaag. Bovendien is nagegaan in hoeverre de
ondersteuningsmaterialen van invloed zijn
op de
samenstelling van het lasmetaal van de eerste Jaag van een gelaste verbinding. Het onderzoek is uitgevoerd met normale apparatuur voor het halfgemechaniseerd lassen met massieve- en gevulde draden.Voor het verplaatsen van het smeitbad in de
las-richting was het laspistool gemonteerd op het support van cen lichte, langs een rail lopende aandrijfwagen. De figuren I en 2 geven een indruk van de
proef-opstellingen voor de beide lasstanden waarin het onderzoek is uitgevoerd.
Niet in dit onderzoek opgenomen is het gemechani-seerd éénzijdig gasbooglassen van vertikale naden, het-geen uiteraard het-geenszins een afwijzing van deze las-methode inhoudt.
Fig. 1. Proclòpstelling voor het lassen in de horizontale positie.
Fig. 2. Proefopstelling voor het lassen in de
horizontaal/verti-kale positie.
Voor dit vertikaal lassen wordt gebruik gemaakt van apparatuur die behalve de beweging in de naadrichting het laspistool ook een zwaaiende- of
driehoeksbewe-ging geeft.
2 Toegepaste smeltbadondersteuningen
De onderstaande smeitbadondersteun ingen waren i n
het onderzoek betrokken:
voor het gasbooglassen met massieve draad: - Kataflux 3 (fabrikaat Kobesteel)
- Subit 2 (fabrikaat SmitWeld)
- Welding Backup-SJ-8008x (fabrikaat 3M) - Poedergoot
voor het gasbooglassen met gevulde draad: - Kataflux 2 (fabrikaat Kobesteel)
- Subit i (fabrikaat SmitWeld)
- Welding Backup-SJ-8008x (fabrikaat 3M) Poedergoot
- VLG-Ol (fabrikaat Varios) - VLG-02 (fabrikaat Varios)
- Keramisch steentje (fabrikaat Philips)
De beide Kataflux-strippen zijn samengestelde onder-steuningsmiddelen, bestaande uit een U-vormige staten strip waarvan de ruimte tussen de enigszins naar binnen gevouwen flenzen is opgevuld met eerst een laag kera-misch materiaal waar overheen een laag materiaal is aangebracht welke tot taak heeft als lasfiux te fungeren (Fig. 3).
40
Fig. 3. Kataflux-KL-3.
De hoogte van de keramische laag is mede bepalend voor de hoogte van de doorlassing. Voor het gasboog-lassen zijn twee typen beschikbaar nl.: KL-2 en KL-3 resp. voor het lassen met gevulde en massieve draden. Het ondersteuningsmateriaal van de Subit I en
Subit 2 strippen is aangebracht op een aluminiumfolie. De strippen zijn zeifklevend, hetgeen is bereikt door een ktevende substantie op de aluminiumfolie aan te brengen. De figuren 4 en 5 geven de beide vormen van de Subit strippen weer. De lijm welke is aangebracht op de aluminiumfolie wordt afgedekt door een strook papier. Na het verwijderen van deze papieren strook kunnen de strippen direkt op hun plaats worden ge-bracht.
stakvormcr
vuurvast matériaal staten mantel
AI. FOLIE AL FOL lE -e2 22 Fig. 4. SubitI 82 32 Fig. 5. Subit 2.
Door het aanstrijken van de aluminiumfolie met een staalborstel wordt de hechting van de strippen met het plaatoppervlak bevorderd. Het ondersteuningsgedeelte van de Subit I strip hestaat uit een mengsel van hitte-bestendige en warmte-isolerende mineralen. Volgens opgaaf van de fabrikant neemt het ondersteunings-materiaal van deze strip niet deel aan de staal/slak-reaktie. In het geval van de Subit 2 wordt het onder-steuningsgedeelte gevormd door een glasachtig produkt. In afwijking van de Subit 1, ontstaat bij deze strip
onder invloed van de boogwarmte wel een slak. De siaklaag die hier ontstaat heeft naast een ondersteu-nende, ook een beschermende taak. Is de Subit 2 strip alleen geschikt voor het lassen met massieve draden, de Subit I strippen zijn zowel geschikt voor het lassen met gevulde draden als voor het lassen met beklede elektroden.
-73
10
AL FOLIE
Fig. 6. Welding Backup.
De Welding Backup, type SJ-8008x (Fig. 6) is een flexibel ondersteuningsmiddel welke is samengesteld uit een aluminiumfolie, waarop door middel van een bindmicldel een poederlaag is aangebracht.
Hei bindmiddel verhardt niet, waardoor dit onder-steuningsmateriaal bijzonder soepel is. Door deze
eigenschap kan met de Welding Backup band vrijwel iedere vorm van een werkstuk worden gevolgd.
Op de aluminiumfolie is aan weerszijden van de
poederlaag, afgeschermd door een strook papier, een lijmlaag aangebracht. Na het verwijderen van de pa-pieren stroken, kan de band direkt tegen de te lassen
naad worden aangebracht. Welding Backup type Si 8008x is zowel geschikt voor het gasbooglassen als voor het lassen met beklede elektroden.
Het lassen op een poedergoot wordt uitgevoerd met behulp van een stalen of koperen strip, waarin een
groef is aangebracht. De groef wordt gevuld met een poeder. Voor dit doel kunnen laspoeders, geschikt voor het onderpoederlassen worden toegepast.
Keramische steentjes vormen de ondersteunings-materialen van Varios type VLG-Ol en VLG-02 en van Philips. De vorm van de steentjes van de beide fabri-kanten komt overeen met figuur 7. Volgens opgaaf van de fabrikant onderscheiden de steentjes VLG-Ol en
Fig. 7. Keramische steentjes. Fabrikaat: Philips en Varios.
VLG-02 zich van elkaar in de hoeveelheid vocht die door de steentjes wordt opgenomen, wanneer zij onder voch tige kondities worden toegepast. Het type VLG-02 zou geen noemenswaardige hoeveelheid vocht opne-men. Zowel het Philipssteentje als de Variossteentjes zijn geschikt voor het lassen met gevulde draden en het lassen met bekiede elektroden.
0m de montage van de steentjes te vereenvoudigen, worden deze in een metalen gootje geschoven. Het geheel kan door middel van magneten, of anderszins, legen het werkstuk worden geklernd.
3 Selektieproeven 3.1 Algeinene gegevens
Alvorens de benodigde proefstukken te vervaardigen voor het bepalen van de mechanische eigenschappen van de lasverbinding is een vooronderzoek ingesteld met als doel na te gaan welke waarde aan een
onder-steuningsmateriaal zou kunnen worden toegekend
voor de toepassing in de praktijk. Het vooronderzoek is uitgevoerd in de staalkwaliteit 52 AH, in plaatdikte van 20 mm. Als laslengte voor deze proeven is 500 mm gekozen.
Het lassen van de proefstukken is uitgevoerd in de horizontale- en in de horizontaal/vertikale lasstand. De openingshoek van de V-naden in de horizontaal gelaste proefstukken bedroeg in eerste instantie 40°. De V-naden in de horizontaal/vertikaal gelaste proef-stukken waren a-symmetrisch uitgevoerd en wel met een afschuining van 10° tot 15° voor de onderplaat en 20° tot 25 voor de bovenplaat.
kombinatie in algemene zin, werden de volgende fak-toren in de beoordeling betrokken:
- toelaatbare afwijkingen in de vooropening
- toelaatbare afwijking in de onderlinge
hoogte-verschillen van de te lassen plaatdelen (high-low) vorm van de laag in de naad
- vorm van de doorlassing invloed van de gassoort
Naast deze beoordelingsfaktoren is aandacht besteed aan de slaklossing, het spatten en het gedrag van de boog en wel speciaal of er zich merkbare veranderingen voordoen welke zouden zijn toe te schrijven aan het gebruik van de ondersteuningsmaterialen.
0m te kunnen vaststellen in hoeverre de gassoort van invloed is op het resultaat van de doorlassing, is gedurende de selektieproeven voor alle in het onder-zoek betrokken kombinaties gebruik gemaakt van zo-wel menggas als van CO2-gas.
3.2 A lgemene resultaten van de selek tieproe ven Uit het selektie-onderzoek is naar voren gekomen. dat de ondersteuningsmiddelen, welke daarna zijn opge-nomen in het voortgezet onderzoek, t.a.v. de maat-voering een aantal eigenschappen gemeen hebben. Zo is in een bepaalde lasstand de vooropening, welke als het meest gunstigste kan worden beschouwd. voor alle kombinaties van smeltbadondersteuning/Iasproces vrij-wel gelijk. Voor het lassen in de horizontale positie is deze optimale vooropening 4 mm. In de horizontaal/ vertikale lasstand is dit jets nauwer, nl. circa 3 mm. Hoewel de maatvoering gericht moet zijn op het be-naderen van de meest gunstige vooropening, kunnen in het horizontale vlak, althans uit het oogpunt van gemechaniseerd lassen, vrij ruime toleranties worden toegelaten. In het gebied waarin 2- mm als de onderste grens en 6 mm als een bovengrens moet worden be-schouwd, kunnen akseptabele doorlassingen worden
verkregen.
Voor het lassen in het horizontaal/vertikale viak
moeten nauwere toleranties worden aangehouden. De voor deze stand als gunstig gevonden vooropening van 3 mm moet tevens als onderste grens worden be-schouwd. Als bovengrens moet gerekend worden met 5mm.
In deze tolerantiegebieden kunnen in de beide las-standen de ingestelde waarden van spanning en stroom, welke gelden voor de gunstigste vooropening gehand-haafd blijven, hetgeen bij het lassen zonder onder-steuning zeker niet het geval is. Bij een gelijkblijvende instelling van de stroomsterkte kan door het aanpassen van het voortlooptempo een aanvaardbare doorlassing worden gerealiseerd.
Afwijkingen in dikte-richting kunnen voor wat
be-treft de horizontale lasstand tot maximaal 1 mm
worden toegelaten. Door de reeds van nature minder gunstige aanvloeiing van de doorlassing in de horizon-taal/vertikale stand, moet in deze stand gewaakt wor-den voor afwijkingen in dikte-richting. Reeds bU ge-ringe maatafwijkingen ontstaan ernstige aanvloeiings-fouten aan de bovenzijde van de doorlassing.
En het algemeen is bij het horizontaal lassen de vorm van de eerste laag van dien aard dat de tweede laag
direkt aangebracht kan worden, zonder dat er een
tussenbewerking nodig is in de vorm van b.v. slijpen. Het verwijderen van de siaklaag zal in de meeste ge-vallen voldoende zijn.
De vorm van de eerste laag wordt echter minder
gunstig (bol) naarmate de onderste toelaatbare grens
van de vooropening wordt bereikt. Hoewel in een
dergelijke omstandigheid op zichzeif wel een goede doorlassing mogelijk
s, kan het nodig zijn dat ter
voorkoming van slakkenbanen tussen de eerste en de tweede laag, het bolle oppervlak van de eerste laag moet worden weggeslepen. Uit dit oogpunt bezien, geven afwijkingen van de gunstigste vooropening in de richting van de bovenste toelaatbare grens, minder aan-leiding tot het ontstaan van dit soort onvolkomen-heden.Bij het horizontaal/vertikaal lassen is, onder invloed van de zwaartekracht bij alle kombinaties een sterke neiging aanwezig voor het ontstaan van een
asymme-trische bolle laag. Hetgeen wil zeggen dat op het
onderste deel van de verbinding een bolle vorm ont-staat. Deze bolle vorm gaat in veel gevallen samen met het verschijnsel van ,,overblousing" (Fig. 8. In deze omstandigheid is het wegslij pen van het bolle deel van de las beslist noodzakelijk voor het vermijden van lasfouten tussen de eerste en tweede laag. Het
OvERBL0IJSIWG
aanpassen van het juiste voortloop-tempo, dat voor een groot dee! athankelijk is van de vooropening, is een belangrijke schakel in de lasparameters orn het
uit-zakken te voorkomen.
Gedurende het selektie-onderzoek is gebleken dat
zowel bij het gebruik van gevulde als van massieve
draden, rekening moet worden gehouden met krimp-holten en kraterscheuren. Floewel deze onvolkomen-heden in de krater niet altijd aanwezig zijn. is het
raad-zaam bij een eventuele onderbreking a!tijd de krater
uit te slijpen. Door deze handeling. welke bij het geheel gemechaniseerd lassen aanzienlijk minder voorkomt
dan bij het handlassen wordt niet alleen de krater-afwijking verwijderd, maar is tevens een goede
aan-sluiting aan de zijde van de doorlassing verzekerd. Uit experimenten is gebleken dat andere technieken dan slijpen minder effektiefzijn. Dit is niet verwonder-lijk daar de omstandigheden voor het maken van een
aanhechting bij het geheel gemechuniseerd lassen
aan-merkelijk minder gunstig zijn dan bijvoorbeeld bij het lassen met bekiede elektrode. De noodzaak voor het maken van een aanhechting wordt bij het gemechani-seerd lassen door andere faktoren bepaald, zoals
bij-voorbeeld een stagnatie in de draadaanvoer of door
bet wisselen van een rol toevoegmateriaal.
De gevolgen hiervan zijn dat op het moment van de aanhechting de krater en direkte omgeving geheel zijn
afgekoeld. Gekombineerd met bet minder flexibele
karakter van het gemechaniseerd lassen maakt dit de
mogelijkheid voor het maken van aanhechtingen,
zonder hulpgereedschappen, bijzonder klein.
Technieken zoals die bij het handlassen kunnen
worden toegepast, zoals bijvoorbeeld enkele
centi-meters voor of achter de krater starten, kunnen bij het
mechanisch lassen óf in het geheel niet worden
toege-past (vóór de krater) 6f geven onvoldoende zekerheid
dat het gewenste doel wordt bereikt. Door verhogen van de stroom, wat op zich het meest aantrekkelijk
Iijkt, wordt tevens meer lasmetaal neergesmolten, wat
juist gedurende de aanhechting niet wenselijk is. Bovendien is deze handeling vrij omslachtig.
In die gevallen waar het maken van een aanhechting nodig is geweest, is het voor de beide lasstanden aan
te bevelen de plaatselijke overdikte in de naad, ont-staan door die aanhechting, vóór het aanbrengen van de volgende laag weg te slijpen. Deze plaatselijke
ver-dikkingen, welke op zich al een bron zijn voor het
ont-staan van fouten, herbergen bovendien veelal een
bindingsfoutje in zich.
De vorm en de tekening van de doorlassing in de hori-zontale lasstand is voor alle kombinaties goed.
Hierbij zou kunnen worden aangetekend dat bij het
gebruik van gevulde draden het uiterlijk van de door-lassing in positieve zin wordt beïnvloed door het toe-passen van lasdraden welke relatief gezien weinig las-metaal per tijdseenheid neersmelten. Het resultaat van lasdraden met een hogere neersmelt is echter alleszins
akseptabel en uit ekonomisch oogpLlnt zeker aan te
bevelen.
De vorm van de doorlassing bij het horizontaal/ vertikaal lassen moet in het algemeen als matig worden
gekwalificeerd. Ondanks het aanbrengen van variaties in vooropening, openingshoek, stand van het pistool,
gekombineerd met verschillende instellingen van
span-ning, stroom en voortloopsnelheid, bleek namelijk dat
een sterke neiging voor het uitzakken van de
door-lassing aanwezig blijft.
B geen van de kombinaties werd de indruk
ver-kregen dat er zieh veranderingen n de laseigenschappen
voordeden welke aan het gebruik van de ondersteu-ningsmaterialen waren toe te schrijven.
De reakties tussen gassoort en toevoegmateriaal
waren zowel voor de gevulde - als voor de massieve draden overeenkomstig aan die van het lassen zonder smeltbadondersteuningen. De indruk is ook niet ver-kregen dat het toegepaste gas van grote invloed is op het resultaat van de doorlassing. Voor het bepalen van
de toe te passen gassoort kunnen dan ook dezelfde
overwegingen gelden als die welke worden gehanteerd
bij het lassen zonder smeitbadondersteuningen. Waar van toepassing, is voor een doelmatige
slak-verwijdering in de naad, vrijwel altijd het gebruik van luchtdrukgereedschap gewenst. Bij openingshoeken groter dan 400 laat de slak zieh beter verwijderen.
Aan de zijde van de doorlassing is de slakiossing goed. Veelal hecht de slak zieh vast aan het onder-steuningsmateriaal. Het slakbikken kan dan geheel achterwege blijven.
Over de stand van het pistool kan gezegd worden dat
bij de lasproeven in de horizontale positie een hoek van ca. 70° als het meest gunstig naar voren is gekomen. Bij deze hock, gekombineerd met een gekozen
voort-loopsnelheid, welke op zieh afliankelïjk is van de
voor-opening, is niet alleen de boogstabiliteit goed, maar
wordt ook voorkomen dat het smeitbad onder de boog doorloopt. Naarmate het pistool een grotere hock
in-neemt ten opzichte van de lasrichting, wordt de
af-stelling van de voortloopsnelheid kritischer. Deze meer
kritische afstelling komt vooral naar voren bij het
lassen in de horizontaal/vertikale positie. 0m het
uitzakken van het smeltbad in deze stand zoveel
moge-lijk te voorkomen, wordt in deze lasstand nl. gekozen
voor een stand van het pistool van 90° ten opzichte van de lasrichting. Gebleken is dat in deze laspositie het
resultaat van een gekozen kombinatie - stand pistool/ voortloopsnelheid - door het verhogen van de
voort-loopsnelheid eerder verstoord wordt dan dat in de horizontale positie het geval is.
In zijdelingse richting neemt het pistool bij het lassen in horizontale positie een hoek in van 9O.
In horizontaal/vertikale positie is deze hoek ca. 75° met de onderste plaat. Zie de figuren I en 2.
3.3 Resultaten met (le diverse smelt badondersteuningen
3.3.1
Kataflux 2 en 3
Het vervaardigen van doorlassingen met behuip van de Kataflux-strippen 2 en 3, resp. voor het lassen met
gevulde resp. massieve draad is goed mogelijk ge-bleken.
In de horizontale lasstand is in beide gevallen de
vorm van de doorlassing en die van het lasoppervlak in de naad goed. De figuren 9a en lOa geven hiervan een indruk.
Het lassen met gevulde draad op de Kataflux 2 strippen is uitgevoerd met de draaddikten van 1,6,
2,4 en 3,2 mm. Het gunstigste resultaat werd bereikt met draaddikte 2.4 mm. Hoewel het lassen met draad-dikte van 3,2 mm ook tot de mogelijkheden behoort. was het gedrag van het smelthad rustiger bij het gebruik van een 2,4 mm dikke draad. Bovendien is het makeri van een aanhechting beter uitvoerbaar met deze draad-dikte. Het kunnen toepassen van draaddikten boyen de 1,6 mm kan bij deze strippen als een voordeel worden gezien t.o.v. de keramische steentjes.
Het lassen met de 2,4 mm draad gebeurt in het
Fig. 9a. Kataflux 2 in kornbinatie met Fluxofll 30-2.4 mm. Fig. lOa. Kataflux 3 in kombinatic met EK 10-1.6 mm.
Lasstand horizontaal. Lasstand horizontaal.
Fig. 9b. Kataflux 2 in kombinatie met Fluxofil 30-1,6 mm. Fig. lOb. Kataflux 3 in kombinatie met EK 10-1.6 mm.
stroom/spanningsgebied van circa 350 A en 30 volt.
Voor het lassen met massieve draden bleek de Kataflux 3 strip een gced ondersteuningsmiddel te zijn. In het gebied van 300 A en 26 vclt werden goede door-lassingen verkregen.
De lasrichting op de beide Kataflux-strippen is in de horizontale positie van links naar rechts. De stand van het laspistool is t.o.v. de lasrichting 70°.
Hoewel minder duidelijk dan bij bet horizontaal lassen werden met de beide Xataflux-strippen in de horizon taal/vertikale lasstand redelijk goede resultaten
be-!iaald.
De vorm van de doorlassing is bij de kombinatie Kataflux 2/gevulde draad enigszins afgezakt (zie Fig.
9b) hetgeen in deze stand een bekend euvel is. Op plaatsen, waar door het uitzakken de doorlassing
onder het plaatoppervlak hlijft, zou het aanbrengen van een lassnoer aan de bovenkant van de doorlassing noodzakelijk kunnen zijn.
In deze stand is het lassen uitgevoerd met een 1,6 mm dikke draad in een stroom/spanningsgebied van
260 A en 27 volt. Bij een vooropening van 3 mm werd een voortlooptempo van 24cm/min aangehouden. Door het laspistool een stand van 90° t.o.v. de te lassen plaatdelen te laten innemen, wordt een snellere stolling van het smeitbad bereikt, hetgeen in de hori-zontaal/vertikale positie kan worden benut orn het uit-zakken van de doorlassing te verminderen.
Bi3 de hier beschreven stand van het pìstool werden in het oppervlak van de doorlassing van de kombinatie Kataflux 3/massieve draad, zij het zeer plaatselijk, indeukingen aangetroffen. Deze indeukingeri kunnen
worden toegeschreven aan een plaatselijke
opeen-hoping van niet tijdig genoeg ontwijkend gas tussen de viakke strip en het stollend lasmetaal. De gasdeuken veroorzaken, zij het zeer plaatselijk, een onvoldoende doorlassing. Door het pistool t.o.v. de lasrichting een iets kleinere hoek te laten innemen kunnen deze gas-deuken worden voorkomen, wel neemt de neiging voor het uitzakken van het smeitbad. zowel in de naad als aan de zijde van de doorlassing hierdoor toe.
De stand van het pistool, gekombineerd met de overige lasparameters, dient echter dusdanig op elkaar te worden afgesternd, dat voldoende warmte beschik-haar is orn een groef in de viakke Kataflux-strip te smelten. Als de benodigde groef slechts ten dele in de strip wordt gegraven zal ter plaatse de doorlassing
onvolledig zijn. Dit verschijnsel treedt vrijwel
uitslui-tend op aan de bovenzijde van de doorlassing. Het
hinderlijke van dit soort onvolkomenheden is, dat zij zich pas openbaren na het verwijderen van het onder-steuningsmateriaal, zodat tijdens het lassen geen kor-rekties kLinnen worden aangebracht.
3.3.2
Subit I en 2
In het horizontale viak kunnen met de beide korn bina-ties, Subit 1/gevulde draad en Subit 2/massieve draad goede doorlassingen worden vervaard i gd . Gedu rende het lassen bleken de twee kombinaties zich van elkaar te onderscheiden. in de mate waarin toleranties kun-nen worden toegelaten in de voortloopsnelheid. Bij het geheel gemechaniseerd lassen volgens een systeem waarbij het laspistoot uitsluitend een rechtlijnige bewe-ging u i tveert, zonder zijdelingse zwaaibewebewe-gingen, blijkt dat in bet geval van kombinatie Subit 2/massieve draad, het instellen van het voortlooptempo uiterst
nauwkeurig rnoet plaatsvinden. Het juiste voortloop-tempo bij deze kombinatie en in bet algemeen bij alle ondersteuningen waarin geen groef is aangebracht, is die snelheid, waar de boog gericht is op de grens, aan de voorzijde van het srneltbad.
Bij lagere sneiheden zal een dccl van het smeitbad onder de boog doorlopen, waardoor de boogwarmte niet in staat is de benodigde ruirnte voor de doorlassing in het ondersteuningsmateriaal te graven, hetgeen bij
een vlakke strip noodzakelijk is. Het niet ontstaan
van deze ruimte resulteert in een onvoldoende door-lassing. Bij een verhoging van de sneiheid verliest de boog bet kontakt met het smeitbad, waardoor de gang van bet proces wordt verbroken. Het kritische gebied
van een bepaald voortlooptempo wordt niet alleen overschreden door een daadwerkelijke snel heidsver-andering, maar ook door een zogenaamde schijnbare verhoging van de snelheid. Een schijnbare verhoging
van de voortloopsnelheid ontstaat op het moment, dat door b.v. een onnauwkeurige maatvoering een grotere vooropening moet worden overbrugd en daar-door voor een optimaal resultaat de voortloopsnelheid verlaagd zou moeten worden.
Bij de gevulde draden in kombinatie met Subit I
wordt dit verschijnsel vrijwel niet aangetroffen, het-geen zijn verklaring vindt in de vorm van deze strip.
Door de in deze strip aanwezige groef, is nl. de be-nodigde ruimte die de doorlassing wil innemen, reeds aanwezig.
In de horizontale stand zijn de gemiddelde waarden voor boogspanning en stroom voor de draaddikte 1,6 mm, 260 ampère en 30 volt voor de kombinatie Subit 1/ gevulde draad en 200 ampère bij 25 volt voor Subit 2/massieve draad.
Neiging voor het uitzakken van de doorlassing in de horizontaal/vertikale stand, is eveneens bij de beide kombinaties Subit 1/gevulde draad en Subit 2/massieve draad aanwezig. Vergeleken bij de andere onderzochte materialen is deze neiging echter het rninst aanwezig bij de kombinatie Subit 2/ niassieve draad, hetgeen aan de volgende faktoren zou kunnen worden toegeschreven.
Het is bekend, dat bij het gasbooglassen met massieve draden geen slak van enige betekenis wordt gevormd. Echter bij de toepassing van dit proces op de Subit 2 strippen ontstaat met name aan de zijde van de door-lassing een siaklaag. De kombinatie van het ontstaan van deze siaklaag met het feit, dat het lasproces zeif zorg moet dragen voor de ruirnte in de vlakke strip, die de doorlassing wil innemen, geven de benodigde steun aan het smeitbad orn al te drastisch uitzakken van de doorlassing te voorkomen. De afmetingen van de groef zijn nl. altijd overeenkomstig met die van de doorlassing. De draaddikte 1,6 mm en 1,0 mm resp. voor gevulde en massieve draad, bleken in deze positie het meest te voldoen. De lasgegevens voor de beide draaddikten waren, voor wat betreft de spanning en
stroom ca. 240 ampère en 27 volt voor de gevulde
draad en 180 ampère bij 26 volt voor de massieve d raad.
In de figuren il en 12 wordt de vorm van de
door-lassing weergegeven.
Voor wat betreft de montage van de strippen dient te worden opgemerkt dat de voorschriften van de fabri-kant nauwkeurig moeten worden toegepast. Zo is bij-voorbeeld een droog plaatoppervlak beslist noodzake-lijk om tot een goede bevestiging te komen. Daarnaast kan een sterke roestvorming op de platen ook aanlei-ding zijn voor het losraken van de strippen gedurende het lassen.
3.3.3
Welding Backup
Zowel bij het gasbooglassen met massieve - als met gevulde draden werden bij de geheel gemechaniseerde
Fig. lia. Subit I in kombinatie met Cor-O-Fil B55-1,6 mm. Fig. 12a. Subit 2 in kombinatie niet EK 10-1.2 mm.
Lasstand horizontaal. Lasstand horizontaal.
Fig. lib. Subit I in kombinatie met Cor-O-Fil B55-I.6 mm. Fig. 12b. Subit 2 in kombinatie met EK 10-1,0 mm.
toepassing van de beide processen geen bevredigende resultaten hereikt op de Welding Backup band. Door de geringe warmte-kapaciteit van dit ondersteunings-materiaal wordt vrij snel door de folie heen gebrand.
Een bijkomstig probleem is het van de plaat
af-drukken van de folie door de lasdraad. Dit kan voor-komen, als de boog orn welke reden dan ook, wordt onderbroken, terwijl de draadaanvoer nog plaatsvindt. Het een en ander zou kunnen worden verbeterd door de folie doelmatig te ondersteunen. De opzet van
de band nl.
het bevestigen onder de naad zonder verdere hulpmiddelen en de vervormingsmogelijkheden, welke beide als de belangrijkste eigenschappen van dit ondersteuningsmiddel kunnen worden beschouwd. zouden voor een groot deel verloren gaan.Uit deze bevindingen blijkt, dat dit ondersteunings-middel niet geschikt geacht moet worden voor geheel gemechaniseerd lassen.
Hoewel niet passend in dit deel van het onderzoek, is orn de waarde van dit materiaal te kunnen aangeven, een klein aantal proeven met basische beklede elek-trode en halfgemechaniseerd gasbooglassen uitgevoerd. Door de grotere flexibiliteit van deze lasmethode kan
gedurende het lassen een wachttijd in acht worden
genomen op de zijkanten van de naad.
Door deze zwaaibeweging word t een groter deel van de warmte afgevoerd in de te lassen delen. Hier-door wordt minder hinder ondervonden van het Hier- door-branden van de band. Het toepassingsgebied van de
3M band zal dan eerder bij deze handlasprccessen liggen.
Geheel los van de lastechnische mogelijkheden moet worden gezegd, dat de ondersteuning gedurende het lassen een onaangename geur verspreidt.
3.3.4
Poedergoot
De vrij positieve resultaten welke werden verkregen uit het eerder gepubliceerde eerste onderzoek met de kombinatie massieve draad/poedergoot onder
ge-bruikmaking van CO2 gas, konden in dit onderzoek niet worden gekontinueerd. Ook hier bleek een recht-lijnige beweging zonder zijdelingse zwaaibewegingen een belemmering voor de geheel gemechaniseerde toe-passing van deze kombinatie. Het afstellen van de voortloopsnelheid was dermate kritisch, dat voort-durend door de poederlaag heen kontakt werd gemaakt met de metalen goot, waaruit kan worden
gekonklu-deerd, dat de methode alleen geschikt is voor half-gemechaniseerd lassen.
3.3.5
Keramische steentjes
De experimenten op de keramische steentjes van de beide fabrikanten Varios en Philips, zijn bij wijze van
proef uitgevoerd met zowel basische- als met rutiel draden. Tijdens hei uitvoeren van de selektieproeven bleek dat aan de basische gevulde draden de voorkeur moet worden gegeven. Het doorlassen met de rutie! draden is op zich zelf we! mogelijk, doch aan de
zij-kanten van de door!assing treden in het lasmetaal kleine aanvloeiingsfouten op. Daarnaast werkt de vlakke vorm van de doorlassing, welke ontstaat bij de huidige groefdiepte in de steentjes, snel een onvoldoende doorlassing in de hand.
In de horizontale positie ontstaat bij toepassing van basische draden een regelmatige goed aangevloeide doorlassing met een zeer fraai uiterlijk. De indruk is
echter verkregen dat bij eenzelfde draaddikte bet
uiterlijk van de doorlassing wordt beïnvloed door de nuttige hoeveelheid lasmetaal, welke door de draad wordt afgesmolten per tijdseenheid. Naarmate deze hoeveelheid minder is wordt een beter uiter!ijk ver-kregen. Het opperviak van de lassen in de naad is in de horizontale positie goed en laat in het algemeen het lassen van een volgende laag toe zonder dat tussentijdse bewerkingen in de vorm van b.v. slijpen noodzakeIjk
zij n.
Het onderzoek aanvankelijk uitgevoerci op het
Varios-O I steentje, is tijdens het onderzoek aangevuld met het van dit fabrikaat beschikbaar gekomen steentje VLG-02, zijnde een steentje welke minder vocht-gevoelig zou zijn dan het type VLG-Ol. Uit een aantal lasproeven met deze steentjes b!eek dat uit lastechnisch oogpunt geen merkbare veranderingen optraden t.o.v. de VLG-01 steentjes.
Het is duidelijk dat steentjes welke minder vocht-gevoelig zijn van grote betekenis kurinen zijn voor het eenzijdig doorlassen in de buitenlucht, omdat natte steentjes onmiddellijk een poreuze las geven. Door
middel van een dompelproef is daarom nagegaan hoeveel water door de beide Varios steentjes wordt
op-gen omen.
Voor de uitvoering van de proef zijn de steentjes gedurende 168 h gedroogd op l2ftC. Uit de gegevens van de proef, verzame!d in tabel I. hlijkt dat het VLG-02 steentje inderdaad bijzonder weinig vocht opneernt. Uit de tabel kan ook opgemaakt worden dat bij een algehe!e onderdompeling de steentjes na 15 min. ver-zadigd zijn.
Tabel I
steentje gewicht per 5 steentjes
droog nat toename in
15 min 60 min gr.
VLG-0I 211.5 229 229 17,5 8.3
De proeven zowel op de Varios als op de Philips
steentjes zijn uitgevoerd met de draaddikten 1,6 mm en 2,4 mm. De draaddikte 2,4 mm was tijdens het lassen onrustiger en mceilijker af te stellen dan de 1,6 mm. De grenzen van lasstroom en voortloopsnelheid waren dermate eng dat het vrijwel onmogelijk was een aksep-tabele doorlassing te vervaardigen. Aan de 1,6 mm draaddikte moet dan ook de voorkeur worden gegeven. Bij het lassen in het horizontaal/vertikale vlak wordt zowel in de naad als aan de zijde van de doorlassing hinder ondervonden van het uitzakken van het smelt-bad. Door het pistool t.o.v. de lasrichting een hock van vrijwel 90 te laten innemen, gekombineerd met een nauwkeurige afstefling van de voortloopsnelheid wordt het uitzakken zoveel mogel ij k tegengegaan.
In omstandigheden waar het uitzakken ernstige vormen aan gaat nemen is het wegslijpen van de over-blousing beslist noodzakelijk, orn het ontstaan van bi ndingsfouten eventueel gepaard gaand met siakken
-banen tussen de eerste en tweede laag te voorkomen. Geschikte lasparanieters voor basische draden met een draaddikte van 1,6 mm bleken voor wat de horizontale positie betreft te liggen in bet gebied rond 330 ampère bij boogpanningen van circa 28 volt. Ten aanzien van de voortloopsnelheid kan gezegd worden dat bij een vooropening van 4 mm, hetgeen als een gunstige maat kan worden beschouwd, gerekend kan worden met snelheden van 28 cm/min. Voor de horizontale/verti-kale positie zijn deze waarden bij een vooropening van 3 mm circa 200 ampère bij 23 volt. Het voortloop-tempo is in deze stand 16 cm/min. De vorm van de
Fig. 13a. Varios VLG-02 in kombinatie met Fluxofil 30-1.6 mm. Fig. 14a, Philips steentje in kombinatie met PZ 6130-1,6 mm.
Lasstand horizontaal. Lasstand horizontaal.
Fig. 13b. Varios VLG-02 in kombinatie met Fluxofil 30-1,6 mm. Fig. 14b. Philips steentje in kombinatie met PZ 6130-1,6 mm.
grondlagen wordt weergegeven in de figuren 13 en 14. Aangezien zowel bij de Kataflux als bij de Subit strippen twee versies worden aangetroffen nl. één voor het lassen met gevulde draden en één voor het lassen met massieve draden is als aanvulling op het lassen met de gevulde draden, op de keramische steentjes een aan-tal proeven uitgevoerd met massieve draden. De resul-taten van deze proeven bleven beduidend achter op die van de gevulde draden. Met name de aanvloeiing van de doorlassing met het plaatoppervlak is onvol-doende en heeft de neiging tot overhangen. Dit wordt veroorzaakt doordat het lasmetaal van de doorlassing
de rechthoekige vorm van de groef in de steentjes
aanneemt, hetgeen door de opperviaktespanning van de viocibare slak bij gevulde draden wordt voorkomen (Fig. 15).
Daarnaast is vooral het afstellen van de voortloop-snelheid bijzonder kritisch. Reeds bij een geringe ver-hoging van de snelheid wordt het kontakt met het smeitbad verbroken, waarna onmiddellijk de boog
dooft. Veranderingen in gassoort mochten hier geen verbeteringen in brengen.
Fig. 15.
OVERLDUSa
Tahel 2. Lasparameters voor grondnaad en eerste laag
*) I = Kataflux 3/EK 10 2 = Subit 2/EK IO 3 = Kataflux 2/Fluxofll 30 4 = Subit I/Cor-O-FiI-B55 5 - VLG-02/Fluxofil 30 6 = Philips steentje/PZ 6130 4 Voortgezet onderzoek 4.1 Algerneen
Voor het verkrijgen van enig inzicht in de mechanische eigenschappen van de grondlaag, zijn na het afsluiten
van het selektie-onderzoek, in de beide lasstanden
horizontaal en horizontaal/vertikaal geheel afgelaste proeflassen vervaardigd. In dit voortgezette onderzoek zijn alleen die kombinaties opgenomen waar gedurende het selektie-onderzoek een positieve indruk van werd verkregen, te weten:
Kataflux 3/massieve draad Subit 2/massieve draad Kataflux 2/gevitide draad Subit 1/gevulde draad VLG-02/gevulde draad Philips steentje/ gevu Ide draad
Bij alle proefstukken zijn de grondnaad en de tweede laag met hetzelfde proces gelast.
0m een onderlinge vergelijking van de kombinaties tot op zekere hoogte mogelijk te maken, is verder het
resterende deel van alle naden op uniforme wijze gevuld.
Naast het mechanische onderzoek zijn van de grond-laag chemische analyses uitgevoerd. Vóór het uitnemen van de proefstaven zijn de proefplaten radiografisch
o nderzocht. - menggas (8OAr 15CO2 502)
-
menggas (idem)-
co2 - co2-co2
- co2korn hi natie draaddikte
mm stroorn A span fling V voortloop-snelheid cm/min gas 1/min asmetaal grin] i n nuit ge laaghoogte mm lasstand: horizontaal 1.6 300 26 24 12 78 5 2 1.2 200 25 15 12 56 8 3 2.4 350 29 20 IO 70 7 4 1,6 260 30 21 Io 93 7.5 5 1.6 350 28 26 12 90 7 6 1,6 320 28 28 Io 127 8 lasstand: horizontaal/vertikaal 1,2 210 31 21 12 65 8,5 2 1,0 180 26 17 12 50 8 3 1,6 260 27 24 10 72 9,5 4 1,6 240 27 18 10 93 7 5 1,6 250 27 29 10 72 7.5 6 1,6 180 21 16 lo 63 7.5
4.2 Lasuitvoering
Het lassen van proefstukken is uitgevoerd in staal 52 type AH in een plaatdikte van 20 mm. Bij een laslengte van één meter hadden de proefstukken in gehechte toestarid een breedte van 300 mm. In de beide las-standen zijn die vooropeningen aangehouden, welke bij het selektie-onderzoek als de meest gunstige naar voren zijn gekomen. In de horizontale positie was dit 4 mm, in de horizontaal/vertikale stand 3 mm.
Tabel 3. Buigproeven
Kataflux 3/EK 10 horizontaal
menggas
horizontaal/vertikaal
menggas
horizontaal/vertikaal
Kataflux 2/Fluxofi! 30 horizontaal
Coz
horizontaal/vertikaal
Subit I /Cor-O-Fil-B55 horizontaal
co2 horizontaal/vertikaal VLG-02/Fluxofil 30 horizontaal co2 horizontaal/vertikaal Ph. steentje/PZ 6130 horizontaal co2 horizontaal/vertikaal
In tabel 2 zijn naast de lasparameters, de bij deze
gegevens behorende waarden betreffende het aantat gram men neergesmolten lasmetaal en de bij de gegeven vooropening ontstane Iaagdikte opgenomen. De ge-gevens hebben betrekking op de eerste en tweede laag. De resterende vulling is uitgevoerd in de horizontale
positie met de basische draad Fluxofil 30, met een draaddikte van 2,4 mm. De lasparameters voor de
vulling van de naad waren 430 ampère bij een boog-spanning van 30 volt.
tegen > 120° tegen > 120° zu > 120e zu > 120° tegen > 120° tegen 30° zu > 1200 zu > 120° tegen > 120° tegen 40° zu >120° zu >120° tegen > 120° tegen >120° zU >120° zu >120° tegen > 120° tegen > 120° zu >120° zu > 120° tegen > 120° tegen > 120° zu > 120° zu >120° tegen >120° tegen > 120° zu >120° zu > 120° tegen > 120° tegen > 120° zu > 120° zu > 120° tegen > 120° tegen > 120° zu > 120° zu > 120° tegen > 120° tegen >120° zu > 120° zu >120° tegen > 120° tegen > 120° zu > 120° zU >120° tegen >120° tegen > 120° zu > 120° zu >120° gescheurd, bindingsfout gescheurd in grondlaag scheur tussen le en 2e laag scheur tussen le en 2e laag
5 mm scheur in le laag
scheurtje tussen le en 2e laag scheurtje tussen le en 2e laag
scheurtje tussen le en 2e laag
kombinatie lasstand type buigstaaf huighoek opmcrk ingen
In dit voortgezette onderzoek zijn alle proeven
uit-gevoerd met de pluspool aangesloten op de draad-elektroden.
Hierbij kan worden opgemerkt dat, volgens opgaaf van de fabrikant, bij de kombinatie Philips steentje/
PZ 6130 ook van de minpool gebruik gemaakt kan
worden voor het aansluiten op de draadelektroden. Duidelijke aanwijzingen orn van deze rnogelijkheid gebruik te rnaken, werden in het vooronderzoek niet gevonden, zodat orn de wille van de uniformiteit voor alle proeven in het voortgezette onderzoek gebruik is gemaakt van de pluspool-aansluiting.
In de beide lasstanden is voor bet lassen van de
grondlaag, voor wat betreft de massieve draden, een uitsteeklengte van ca. 24 mm toegepast. Voor de ge-vulde draden was deze maat ca. 27 mm.
4.3 Resultaten ian liet voortgezet onderzoek
4.3.1
Röntgenonderzoek
Op de röntgenbeelden van de horizontaal gelaste proef-stukken werden geen afwijkingen van enige betekenis aangetroffen.
Hoewel de resultaten van de horizontaal/vertikaal gelaste proefstukken in het algemeen aanvaardbaar waren, werden op deze films indikaties aangetroffen die wezen op een onvoldoende doorlassing. Het betrof plaatsen waar de doorlassing te veel was uitgezakt, en daardoor aan de bovenzijde niet geheel volledig was. Een aantal malen tekenden plaatsen waar een aanhech-ting tot stand was gebracht, zich eveneens als een
on-voldoende doorlassing af.
Tevens werden op films van deze positie
slakken-*) Bij de keuringen van lastoevoegmaterialen wordt, bij het geheel gemechaniseerd lassen, geen proefstuk verlangd in de horizontaal' vertikale lasstand.
**) Volgens Unified Rules klasse 2 0°C
klasse 3 20°C
Tabel 4. Kerfslagproeven
temperatuur kerfslagwaarden gemiddelde waarden vereiste waarde
kombinatie lasstand C joule joule joule**)
Kataflux 3/EK IO horizontaal O 20 52 39
63
co2 73
horizontaal/vertikaal O 40 58 *)
65
70
Subit 2/EK 10 horizontaal O 40 39 >39
39
menggas 38
horizontaal/vertikaal o 70 69
70 67
Kataflux 2/Fluxofil 30 horizontaal --20 49 42 >39
37
co2 4!
horizontaal/vertikaal
20
59 4537 39
Subit I/Cor-O-Fil-855 horizontaal
20
63 60 >3957 co2 59 horizontaal/vertikaal
20
34 31 34 24 VLG-02/Fluxofil 30 horizontaal20
86 73 >39 68 co2 66 horizontaal/vertikaal20
59 53 55 45 Ph. steentje/PZ 6130 horizontaal20
53 56 >39 57 co2 57 horizontaal/vertikaal20
81 83 76 93Tabel 5. Chemische analyse
*) 1. analyse van de grondlaag horizontale positie
analyse van de grondlaag horizontaal/vertikale positie analyse van een enkelvoudig snoer gelast op het werkstuk-materiaal
plaatmateriaal volgens certificaat
2 = horizontaal/vertikale positie
banen aangetroffen, welke zich bevonden tussen de eerste en tweede laag.
Deze indikatie houdt de aanwijzing in dat wanneer de las een uitgezakte vorm heeft, gepaard aan een bol opperviak van de las deze ongunstige vorm
gekorri-geerd moet worden vóór het aanhrengen van een volgende laag.
4.3.2
Verdere beproevingen
Het mechanisch onderzoek was er speciaal op gericht gegevens te verkrijgen omtrent de eigenschappen van de grondlaag.
In dit verband zijn uit de proefstukken legen- en zijbuigstaven vervaardigd en was de plaats van de kerfslagstaven in de V-naden zo laag rnogelijk gekozen. Hoewel het werkzame dccl van de kerfslagstaaf niet geheel door de grondlaag werd ingenomen wordt toch een redelijk inzicht verkregen in de kerftaaiheid van deze laag.
J-let mechanische onderzoek is aangevuld met een
chemische analyse en hardheidsbepalingen van de
grondlaag. De hardheidscijfers van de grondlaag zijn getoetst aan die van de sluitlaag. De analyse van de grondlaag is vergeleken met de samenstelling van een enkelvoudig snoer, neergesmolten op het materiaal van de proefstukken en met die van het plaatmateriaal. De tabellen 3, 4, 5 en 6 geven resp. de resultaten weer
van de
mechanische onderzoeking, de chemische analyse en de hardheidsmetingen.5 Samenvatting
Laseigenschappen
Uit het onderzoek is gebleken dat de laseigenschappen van de bij het onderzoek betrokken lasdraden, zoals
Tabel 6. Hardheidsmetingen
hardheid in Vickers eenheden - belasting 30 kg
konihinatie grondlaag sluitlaag
Kataflux 3/EK IO 178, 173, 177 216, 210, 184, 200, 213,218,2 16 menggas 216, 212, 203, 207 193, 203, 193, 177,216,213,2 17 Subit 2/EK 10 203, 210, 207 212,211,211, 187,213,210,2 II menggas 2 222, 218, 216 187, 190, 208, 205, 210 Kataflux 2/Fluxofil 30 183, 183, 185, 189 211, 207, 211, 193, 200, 217, 2 18 cO 2 253, 275, 251 195, 194, 194, 199, 196 Subit I /Cor-O-Fil-B55 222, 214, 205, 211 219, 215, 190, 198, 207, 211, 207, 207 CO2 2 231, 232, 234 210, 209, 210, 184, 198, 220 VLG-02/Fluxofil 30 198, 215, 198 211, 210, 181, 206, 207, 207, 207 CO2 2 215, 208, 205 204, 207, 207, 201, 195 Ph. steentje/PZ 6130 213, 220, 216, 216 211, 214, 212, 209, 205, 197 CO 238, 238. 237 233, 225, 208, 219, 216 *) I = horizontale positie kombinatie *) C Í Mn % Si % Kataflux 3/ 1 0,094-0,095 1,15-1,20 0,38-0,39 EK IO menggas 2 0,11-0.11 .58-1,59 0,68-0,69 Subit 2/ 1 0.13-0.13 1,20-1,22 0,65-0,66 EK 10 menggas 2 0,10-0,11 1,51-1,53 0,28-0,29 Kataflux 2/ 1 0,091-0,094 1,52-1,56 0,41-0,43 Fluxofil 30 co2 2 0,094-0,097 1,46-1,47 0,41-0.41 Subit 1/ 1 0,12-0,12 1,27-1,25 0,82-0,84 Cor-O-Fil-B55 co2 2 0,12-0,13 1,31-1,33 0,89-0,89 VLG-02/ 1 0,092-0.093 l(2-1,67 0,38-0,41 Fluxofll 30 2 0,086-0,086 1,05-1,07 0,30-0,30 Co2 Ph. steentje/ 1 0.11-0,11 1,46-1,48 0,60-0,62 PZ 6130 2 0,11-0,11 1,65-1,65 0,60-0,61 CO2 Fluxofil 30 3 0,092-0,093 1,37-1,38 0,34-0.35 PZ 6130 3 0,068-0,072 1,12-1,14 0,30-0,30 Cor-O-Fil-B55 3 0,11-0,13 1,47-1,49 0,70-0,74 EK 10 3 0,089-0,093 1,21-1,22 0,61-0,64 St 52 AH 4 0,17 1,38 0,30
spatten, gedrag smeitbad, boogafwijkingen, e.d. niet nadelig worden beïnvloed door de toegepaste smeitbad-ondersteuningen. Wet laat de slaklaag in de naad welke ontstaat bij het lassen met gevulde draden zich moeilijk verwijderen. Dit laatste komt vooral tot uiting bij bet lassen in de horizontaal/vertikale lasstand, hetgeen samenhangt met de nauwere openingshoek welke in deze stand wordt toegepast. Voor een doelmatige ver-wijdering zal veelal luchidruk gereedschap moeten worden ingezet.
Het uiterlijk van de doortassingen in de horizontale positie is bijzonder goed. Dit betreft zowel de vorm van de doorlassing als de regelmatige tekening. In de horizontaal/vertikale stand moet vrijwel altijd gerekend worden met een uitgezakte vorm van de doorlassing. Indien dit uitzakken een ernstige vorm aanneemt, ont-staat een onvoldoende doorlassing. Van deze onvol-komenheid werd bet minst hinder ondervonden bij viakke strippen zonder groef. Bij de vlakke strippen moet de boogwarmte zeif voor de benodigde ruimte zorgen die de doorlassing wit innemen. Bij deze strip-pen wordt in de horizontaal/vertikale positie hierdoor meer steun aan het smeltbad gegeven.
Bij de gevulde draden bleek het uiterlijk van de door-lassing fraaier te zijn naarmate minder lasmetaal per tijdseenheid wordi neergesmolten. Lasdraden met deze eigenschap bleken ook in de horizontaal/vertikale
positie het gunstigste resultaat te geven. Het uiterlijk van de lassen in de naad is in de horizontale positie in bet algemeen redelijk. In de horizontaal/vertikale stand was de vorm van de las dikwijls bol, waarin bet gevaar schuilt van het ontstaan van lasfouten tussen de eerste en tweede laag, indien deze vorm niet gekorrigeerd wordt voor liet aanbrengen van een volgende laag.
Radio graftrc/i onderzoek
De röntgenbeelden van de proefstukken gelast in de horizontale positie waren akseptabel. in de horizontaal/ vertikale stand waren deze resultaten minder positief. In enkele gevallen werden plaatsen aangetoond welke onvoldoende waren doorgelast. Indien in deze stand niet de juiste vooropening werd aangehouden, bleek de kans op bet ontstaan van slakkenbanen aanzienlijk toe te nemen.
Mechanische beproe ving
Zowel uit de resultaten van de buigproeven als uit die van kerfslagproeven blijkt dat de grondlaag over een voldoende taaiheid beschikt. Slechts twee buigstaven zijn voortijdig bezweken door bet optreden van scheu-ren in de grondlaag en in één geval werd bij een tegen-buigstaafeen scheur van 5 mm in de grondlaag gekon-stateerd bij bet bereiken van de vereiste buighoek.
Uit de resultaten van de zijbuigproeven blijkt, dat bij een goede doorlassing, die op zieh voldoende taai is, de kans op het ontstaan van lasfouten tussen de eerste en tweede laag niet uitgesloten moeten worden geacht. Voor het ontstaan van deze gebreken behoeft ter plaatse niet altijd een slakkenbaan aanwezig te zijn.
Bij een nadere beschoLiwing van de figuren betrek-king hebbende op de doorsnedevorrn van de grond-laag blijkt namelijk dat de inbranding aan de onder-zijde van het smeltbad aanzienlijk groter is dan aan de bovenzijde van deze laag. Het verschil kan dermate groot worden dat in het bovenste deel een hindingsfout kan ontstaan. Een verklaring voor dit verschijnsel is dat bij een plaats van de boog aan de voorzijde van bet smeltbad, hetgeen een gunstige plaats is orn de door-lassing te verzorgen, voor bet bovenste gedeelte van bet smeltbad een belangrijk deel van de stuwende kracht van de boog verloren gaat. Hier is de kans aanwezig
dat bet bovenste deel van bet smeltbad over bet
onderste gedeelte van bet smeltbad heenloopt, zonder dat het werkstukmateriaal ter plaatse voldoende tot smelten is gebracht.0m dit euvel te voorkonien moet getracht worden de grondlagen zo dun mogelijk uit te voeren, hetgeen
inhoudt dat een zo hoog mogelijk voortlooptempo
rnoet worden aangehouden, of moet de mogelijkheid worden benut orn met twee laskoppen te lassen.
Saniens telling grondlaag
Bij een vergelijking van de gegevens verkregen uit be-paling van de analyse van de grondlaag met die van bet enkelvoudig gelast snoer, onder dezelfde
laspara-meters, blijkt dat er sprake is van een normale op-menging met bet werkstuk rnateriaal.
Harilheidsmetingen
Op geen van de doorsneden werden buitensporige hard-heden gemeten van de grondlaag, zodat gesteld kan worden dat de gebruikte ondersteuningsrniddelen niet van invtoed zijn op de hardheid van de grondlaag.
Be vest iging van de strippen
Het bevestigen van de strippen kan in principe met alle beschikbaar staande middelen tot stand worden ge-bracht. Grote voordelen voor wat betreft bet bevesti-gen, geven de zeliklevende strippen. Een voorwaarde bij deze strippen is echter dat het plaatoppervlak beslist droog moet zijn. Is dat niet het geval dan wordt een
hechting tussen de strip en bet plaatoppervlak niet voldoende tot stand gebracht.
Gedurende het onderzoek is door Varios een nieuwe methode in de handel gebracht voor het bevestigen van de steentjes onder de naad. De methode bestaat
hier-uit dat in de steentjes twee gaatjes zijn aangebracht, waar doorheen twee metalen draadjes zijn gestoken. De draadjes hebben een dusdanige vorm dat, wanneer zij door de naad zijn gestoken en daarna een kwart-slag gedraaid worden, zij het steentje tegen de plaat aantrekken. Bij deze methode, waarop door Varios oktrooi is aangevraagd, kan de metalen goot achter-wege blijven. De methode ziet er veelbelovend uit. Gedurende het onderzoek waren echter te weinig van
deze steentjes beschikbaar, zodat hier nog geen uit-spraak kan worden gedaan over de betrouwbaarheid van het systeem.
6 Konklusies
6.1 1-Jorizontaal lassen
Het vervaardigen van doorlassingen in de horizontale stand met beh ulp van de ondersteuningsmiddelen welke in het voortgezette onderzoek waren opgenomen, is goed mogelijk gebleken.
In deze stand is de vorm van het lasoppervlak zowel in de naad als aan de zijde van de doorlassing bij alle kombinaties goed. De voorkeur voor een
ondersteu-ningsmiddel zal dan ook voor een groot dccl door
prijstechnische faktoren worden bepaald. Deze fak-toren zullen zeker niet alleen bestaan uit de direkte -, maar ook uit de indirekte kosten. Zo zullen de moge-lijkheden voor het bevestigen van een strip een belang-rijke rol spelen. Uit het oogpunt van gemechaniseerd lassen laten alle ondersteuningsmiddelen een ruime tolerantie toe, voor wat betreft de vooropening. Voor afwijkingen in dikte richting moet worden gewaakt.
6.2 Horizontaal/vertikaal lassen
In de horizontaal/vertikale positie zijn de resultaten minder positief. De kwaliteit van de doorlassing wordt
in deze positie bij het geheel gemechaniseerd lassen sterk beïnvloed door de zwaartekracht. De toleranties voor de vooropening zijn in deze positie nauwer..
Voor alle kombinaties moet gerekend worden met
een tolerantiegebied van ca. 3 t/m 5 mm. De bolle
vorm van de las in de naad, welke ¡ri deze positie vrij snel ontstaat, kan de aanleiding vormen voor bet ont-staan van siakkenbanen welke in bet meest ongunstige geval samen kunnen gaan met bindingsfouten.
Het bolle oppervlak van de las kan zowel ontstaan bij een te grote als bij een te kleine vooropening. Bij een dergelijke maatafwijking moeten hoge eisen ge-steld worden aan de juiste stand van bet pistool en de voortloopsnelheid. Of het éénzijdig lassen in de hori-zontaal/vertikale stand een toepassing zal kunnen
vinden in de praktijk, zal ervan athangen of men in staat is aan de maatvoering te kunnen voldoen. Indien dit niet mogelijk is dan zullen in deze positie de niet
geheel gemechaniseerde processen meer mogelijk-heden bieden.
6.3 A Igemene opmerkingen
Door gedurende het gehele onderzoek gebruik te
maken van eenvoudige hulpmiddelen is getracht bet onderzoek zoveel mogelijk uit de laboratoriumsfeer te halen, hetgeen inhoudt dat alle lasnaad-voorhewer-kingen door middel van een transportabele snij machine zijn uitgevoerd. Voor het vervaardigen van de proef-lassen is gebruik gemaakt van lasapparatuur, geschikt voor het half gemechaniseerd gasbooglassen met een gestuwde draadaanvoer.
Hieruit mag blijken dat voor een eerste aanzet voor het doorvoeren van het gemechaniseerd lassen niet direkt hoge investeringen nodig zijn. Bij een
ved-vuldige toepassing zal echter apparatuur, speciaal ge-schikt voor het geheel gemechaniseerd lassen, beter op zijn plaats zijn.
PRICE PER COPY DEL. lo.- (POSTAGE NOT INCLUDED)
M = engineering department S = shipbuilding department C = corrosion and antifouling department
Reports
I 14 S The steering of a ship during the stopping manoeuvre. J. P. Hooft, 1969.
115 S Cylinder motions in beam waves. J. H. Vugts. 1968.
116 M Torsional-axial vibrations of a ship's propulsion system. Part I. Comparative investigation of calculated and measured
torsional-axial vibrations in the shafting of a dry cargo niotorship.
C. A. M. van der Linden, H. H. 't Hart and E. R. Dolfin, 1968.
117 S A comparative study on four different passive roll damping
tanks. Part II. J. H. Vugts, 1969.
I 18 M Stern gear arrangement and electric power generation in ships propelled by controllable pitch propellers. C. Kapsenberg. 1968. I 19 M Marine diesel engine exhaust noise. Part IV. Transferdamping
data of 40 modelvariants of a compound resonator silencer.
J. Buiten, M. J. A. M. de Regt and W. P. Hanen, 1968. I 20 C Durability tests with prefabrication primers in use for steel plates.
A. M. van Londen and W. Mulder. 1970.
121 S Proposal for the testing of weld metal from the viewpoint of
brittle fracture initiation. W. P. van den Blink and J. J. W.
Nib-bering, 1968.
122 M The corrosion behaviour of cunifer 10 alloys in seawaterpiping-systems on board ship. Part I. W. J. J. Goetzee and F. J. Kievits, 1968.
123 M Marine refrigeration engineering. Part III. Proposal for a specifi-cation of a marine refrigerating unit and test procedures. J. A. Knobbout and R. W. J. Kouffeld, 1968.
124 S The design of U-tanks for roll damping of ships. J. D. van den
Bunt, 1969.
125 S A proposal on noise criteria for sea-going ships. J. Buiten, 1969. 126 S A proposal for standardized measurements and annoyance rating of simultaneous noise and vibration in ships. J. H. Janssen, 1969. 127 S The braking of large vessels II. H. E. Jaeger in collaboration with
M. Jourdain, 1969.
128 M Guide for the calculation of heating capacity and heating coils for double bottom fuel oil tanks in dry cargo ships. D. J. van der
Heeden. 1969.
129 M Residual fuel treatment on board ship. Part III. A. de Mooy,
P. J. Brandenburg and G. G. van der Meulen, 1969.
130 M Marine diesel engine exhaust noise. Part V. Investigation of a double resonatorsilencer. J. Buiten, 1969.
131 S Model and full scale motions of a twin-hull vessel. M. F. van Sluijs, 1969.
132 M Torsional-axial vibrations of a ship's propulsion system. Part II. W. van Gent and S. Hylarides, 1969.
133 S A model study on the noise reduction effect of damping layers aboard ships. F. H. van ToI. 1970.
134 M The corrosion behaviour of cunifer-lO alloys in
seawaterpiping-systems on board ship. Part II. P. J. Berg and R. G. de Lange.
1969.
135 S Boundary layer control on a ship's rudder. J. H. G. Verhagen,
1970.
136 S Observations on waves and ship's behaviour made on board
of Dutch ships. M. F. van Sluijs and J. J. Stijnman, 1971. 137 M Torsional-axial vibrations of a ship's propulsion system. Part III.
C. A. M. van der Linden, 1969.
138 S The manoeuvrabiity of ships at low speed. J. P. Hooft and
M. W. C. Oosterveld, 1970.
139 S Prevention of noise and vibration annoyance aboard a sea-going
passenger and carferry equipped with diesel engines. PartI.
Line of thoughts and predictions. J. Buiten, J. H. Janssen.
H. F. Steenhoek and L. A. S. Hageman, 1971.
140 S Prevention of noise and vibration annoyance aboard a sea-going
passenger and carferry equipped with diesel engines. Part II. Measures applied and comparison of computed values with
measurements. J. Buiten, 1971.
141 S Resistance and propulsion of a high-speed single-screw cargo liner design. J. J. Muntjewerf, 1970.
142 S Optimal meteorological ship routeing. C. de Wit, 1970.
143 S Hull vibrations of the cargo-liner "Koudekerk". H. H. 't Hart.
1970.
144 S Critical consideration of present hull vibration analysis. S.
Hyla-rides. 1970.
145 S Computation of the hydrodynamic coefficients of oscillating
cylinders. B. de Jong. 1973.
146 M Marine refrigeration engineering. Part IV. A Comparative stuyd on single and two stage compression. A. H. van der Tak, 1970. 147 M Fire detection in machinery spaces. P. J. Brandenburg, 1971. 148 S A reduced method for the calculation of the shear stiffness of a
ship hull. W. van Horssen, 1971.
149 M Maritime transportation of containerized cargo. Part II. Experi-mental investigation concerning the carriage of green coffee from Colombia to Europe in sealed containers. J. A. Knobbout, 1971.
150 S The hydrodynamic forces and ship motions in oblique waves.
J. H. Vugts, 1971.
I 5 1 M Maritime transportation of containerized cargo. Part I.
Theoretical and experimental evaluation ofthe condensation risk
when transporting containers loaded with tins in cardboard
boxes. J. A. Knobbout, 1971.
I 52 S Acoustical investigations of asphaltic floating floors applied on a steel deck. J. Buiten, 1971.
I 53 S Ship vibration analysis by finite element technique. Part II. Vibra-tion analysis. S. Hylarides, 1971.
i 54 S Canceled.
155 M Marine diesel engine exhaust noise. Part VI. Model experiments on the influence of the shape of funnel and superstructure on the radiated exhaust sound. J. Buiten and M. J. A. M. de Regt, 1971. 156 S The behaviour of a five-column floating drilling unit in waves.
J. P. Hooft, 1971.
157 S Computer programs for the design and analysis ofgeneral cargo ships. J. Holtrop, 1971.
158 S Prediction of ship manoeuvrability. G. van Leeuwcn and
J. M. J. Journée, 1972.
159 S DASH computer program for Dynamic Analysis of Ship Hulls. S. Hylarides, 1971.
160 M Marine refrigeration engineering. Part VII. Predicting the con-tro] properties of water valves in marine refrigerating installations A. H. van der Tak, 1971.
161 S Full-scale measurements of stresses in the bulkcarrier m.v.
Ossendrecht'. Ist Progress Report: General introduction and
information. Verification of the gaussian law for stress-response to waves. F. X. P. Soejadi, 1971.
162 S Motions and mooring forces of twin-hulled ship configurations. M. F. van Sluijs, 1971.
163 S Performance and propeller load fluctuations of a ship in waves. M. F. van Sluijs, 1972.
164 S The efficiency of rope sheaves. F. L. Noordegraaf and C. Spaans, 1972.
165 S Stress-analysis of a plane bulkhead subjected to a lateral load.
P. Meijers, 1972.
166 M Contrarotating propeller propulsion, Part I, Stern gear, line
shaft system and engine room arrangement for driving contra-rotating propellers. A. de Vos, 1972.
167 M Contrarotating propeller propulsion. Part 11. Theory of the dynamic behaviour of a line shaft system for driving
contra-rotating propellers. A. W. van Beek, 1972.
169 S Analysis of the resistance increase in waves of a fast cargo ship. J. Gerritsma and W. Beukelman, 1972.
170 S Simulation of the steering- and manoeuvring characteristics of
a second generation container ship. G. M. A. Brummer, C. B.
van de Voorde, W. R. van Wijk and C. C. Glansdorp, 1972.
172 M Reliability analysis of piston rings of slow speed two-stroke
marine diesel engines from field data. P. J. Brandenburg, 1972. 173 S Wave load measurements on a model of a large container ship.
Tan Seng Gie, 1972.
174 M Guide for the calculation of heating capacity and heating coils for deep tanks. D. J. van der Heeden and A. D. Koppenol, 1972. 175 S Some aspects of ship motions in irregular beam and following
waves. B. de Jong. 1973.
176 S Bow flare induced springing. F. F. van Gunsteren, 1973.
177 M Maritime transportation of containerized cargo. Part III. Fire
tests in closed containers. H. J. Souer, 1973. 178 S Fracture mechanics and fracture control for ships.
