Hoe porositeit bij TIG-lassen te voorkomen: een checklist

Invoering

Porositeit is een van de meest voorkomende en hardnekkige gebreken bij TIG-lassen. Het ziet eruit als kleine gaatjes in het lasoppervlak of als verborgen holtes daaronder. Hoewel het in eerste instantie op een klein cosmetisch probleem lijkt, vermindert porositeit feitelijk de sterkte, verkort de levensduur van het materiaal en kan lekpaden veroorzaken in componenten die druk of vloeistoffen moeten vasthouden.

De uitdaging met porositeit is dat het niet uit één enkele bron komt. Verontreinigd basismateriaal, het hanteren van vulstoffen, vocht, instabiliteit van beschermgas en boogtechniek kunnen allemaal gassen in het gesmolten bad introduceren. Eenmaal daar kunnen deze gassen niet ontsnappen voordat het metaal stolt.

Gelukkig worden de mechanismen achter porositeit goed begrepen, evenals de manieren om dit te voorkomen. Dit artikel biedt een uitgebreide checklist waarmee u mogelijke oorzaken van porositeit kunt identificeren en effectieve preventiestrategieën kunt implementeren.

Porositeit begrijpen bij TIG-lassen

Wat is porositeit?

Porositeit in TIG-lassen is de aanwezigheid van gasholtes die in het lasmetaal achterblijven nadat het is gestold. Deze holtes ontstaan ​​wanneer gassen vast komen te zitten in de gesmolten poel en niet kunnen ontsnappen voordat ze zijn afgekoeld. Het resultaat is een las die er aan de buitenkant ononderbroken uitziet, maar lege ruimtes bevat die de structuur verzwakken.

Er zijn verschillende bronnen die gas in het zwembad kunnen brengen:

• Oliën, verf, roest en oxiden op het basismateriaal of vulmiddel vallen uiteen in gassen

• Vocht voegt waterstof toe, dat oplost in het vloeibare metaal en zich scheidt terwijl het afkoelt

• Afschermingsproblemen, zoals tocht of een slechte gasstroom, zorgen ervoor dat lucht zich met de boog vermengt

Als deze gassen niet op tijd vrijkomen, blijven ze opgesloten in de las.

Waarom porositeit belangrijk is

Sterkte en weerstand tegen vermoeidheid
Porositeit vermindert het effectieve oppervlak van massief metaal en concentreert de spanning rond elke holte. Bij cyclische belasting worden deze geconcentreerde spanningen scheurinitiatiepunten. Hoewel verspreide poriën minder schadelijk zijn dan clusters, verkorten beide de levensduur van vermoeiing.

Lekdichtheid en drukintegriteit
Wanneer lassen lucht- of vloeistofdicht moeten zijn, kan zelfs een enkele porie als kanaal fungeren. Verschillende uitgelijnde poriën kunnen hetzelfde effect creëren, wat vaak leidt tot storingen tijdens druktests. Dit is vooral van cruciaal belang bij roestvrijstalen en aluminium buizen, waarbij afdichting de primaire vereiste is.

Risico's op corrosie en oppervlakte-integriteit
Open poriën creëren plekken waarin water, zuren of winkelresten worden vastgehouden. Op roestvrij staal bevordert dit plaatselijke corrosie en putcorrosie. Op aluminium kunnen de poriën oliën of vloeistoffen vasthouden die later tijdens gebruik vlekken of carboniseren.

Soorten porositeit

Porositeit van gaatjes in het oppervlak
Kleine, ronde openingen op het kraalvlak die willekeurig verschijnen of langs de middellijn liggen. Ze geven aan dat afscherming, netheid of omgevingsstabiliteit aandacht behoeven.

Ondergrondse porositeit
Verborgen onder een gladde kraal ontstaat dit type wanneer bellen kiemen en groeien in het zwembad, maar het oppervlak gesloten blijft. De verbinding kan een visuele inspectie doorstaan, maar tijdens het snijden of lektesten holtes vertonen.

Clusterporositeit
Veel kleine holtes in een lokale zone, vaak wijzend op één enkele oorzaak die over een korte afstand werkt, zoals tocht die een deel van een naad raakt of een vervuilde plek op het basismetaal.

Kraterporositeit
Verschijnt aan het uiteinde van een kraal wanneer het zwembad te snel krimpt zonder voldoende afscherming of vulmiddel om het oppervlak gevoed te houden terwijl het bevriest.

---

De preventiechecklist

Reiniging en voorbereiding vóór het lassen

Bij elke vervuiling op de voeg of het vulmiddel kan gas vrijkomen. Preventie begint dus met een grondige reiniging.

Voorbereiding van basismetaal

• Verwijder alle oppervlakteverontreinigingen : Olie, verf, roest, walshuid en oxidefilms moeten worden verwijderd. Deze verontreinigingen ontleden onder booghitte en geven gassen zoals waterstof en koolmonoxide vrij.

• Mechanische reiniging : Voor koolstofstaal: slijpen totdat het blanke metaal zichtbaar is. Gebruik voor aluminium een ​​speciale roestvrijstalen draadborstel om de oxidelaag los te breken, die hygroscopisch is (absorbeert vocht).

• Chemisch ontvetten : Oppervlakken afnemen met aceton of isopropylalcohol. Vermijd oplosmiddelen die resten kunnen achterlaten.

• Reinig het verbindingsgebied : Verleng de reiniging minimaal 20-50 mm aan weerszijden van de verbinding.

Beheer van vulstaven

• Bewaar vulstaven op de juiste manier : Bewaar ze in afgesloten containers of een speciale staafoven om vochtabsorptie te voorkomen.

• Reinigen voor gebruik : Veeg de vulstaven af ​​met aceton en een schone doek voordat u gaat lassen. Je zult misschien verrast zijn door de hoeveelheid stof en smeermiddel die eraf komt.

• Hanteren met schone handschoenen : Vermijd het aanraken van de vultip met blote handen, omdat huidoliën de las kunnen vervuilen.

• Inspecteer de uiteinden van de hengels : Snijd eventuele verdonkerde of geoxideerde uiteinden af ​​voor gebruik.

Speciaal geval: met paraffine gecoate materialen

Als je platen aan het lassen bent die beschermd zijn met een paraffinelaag, is ontvetten absoluut noodzakelijk. Paraffineverontreiniging is een veelvoorkomende oorzaak van porositeit die mogelijk pas na het lassen zichtbaar wordt.

Inspectie van beschermgassystemen

Problemen met beschermgas behoren tot de meest directe oorzaken van porositeit. Argon moet het zwembad van begin tot eind consistent bedekken.

Gastype en zuiverheid

• Gebruik het juiste gas : Gebruik voor TIG-lassen op staal, roestvrij staal en aluminium 100% argon. Stikstof is een slechte keuze voor afscherming: het lost gemakkelijk op in vloeibaar metaal en veroorzaakt porositeit wanneer het probeert te ontsnappen tijdens het afkoelen.

• Controleer de zuiverheidsniveaus : Industrieel TIG vereist een argonzuiverheid van minimaal 99,99%. Overweeg voor aluminium en titanium zeer zuiver argon (99,999%).

• Controleer uw gasbron : Als er plotseling porositeit optreedt na het verwisselen van gascilinders, vermoed dan dat er verontreinigd gas of vocht in de fles zit.

Instellingen stroomsnelheid

De gasstroom moet correct worden ingesteld: te laag of te hoog veroorzaken beide problemen.

Optimale stroomsnelheden per mondstukgrootte  :

• Te laag : Kan de lucht niet verplaatsen, wat oxidatie en porositeit veroorzaakt

• Te hoog : Creëert turbulentie waardoor omringende lucht in de beschermgasstroom wordt getrokken

• Algemene regel : 12-20 CFH is typisch voor binnen TIG-lassen

Voordelen van gaslenzen

Een gaslens bevat meerlaags roestvrijstalen gaas dat turbulente stroming omzet in stabiele laminaire stroming. Voordelen zijn onder meer:

• Bredere, diepere afschermingsdekking

• Langere wolfraamuitsteeklengte (tot 10 mm of meer)

• Verbeterde zichtbaarheid

• Verminderd risico op luchtinsluiting

Systeemlektesten

• Inspecteer alle aansluitingen : Slangen, fittingen, regelaars en toortsaansluitingen moeten regelmatig worden gecontroleerd.

• Zeeptest : Breng een milde zeepoplossing aan op de gewrichten en zoek naar luchtbellen.

• Controleer de onderdelen van de toorts : Vervang versleten O-ringen, gebarsten cups of beschadigde achterkappen.

Milieucontroles

In winkels is het zelden stil en zelfs lichte tocht kan de afscherming verstoren.

Bescherming tegen wind en tocht

• Vermijd ventilatoren en tocht : Plaats het werk uit de buurt van een directe luchtstroom. Zelfs een kleine luchtbeweging kan de gasdekking verstoren.

• Gebruik barrières : Plaats voor buiten- of winderige omstandigheden lasschermen of tijdelijke omheiningen.

• Ken de grenzen : Vermijd lassen bij omgevingswindsnelheden van meer dan 2 m/s.

Vochtigheidsbeheer

• Houd het vochtgehalte in de gaten : Op dagen met een hoge luchtvochtigheid (meer dan 80%) wordt aluminiumlassen bijzonder gevoelig voor porositeit.

• Voorverwarmen indien nodig : Bij dikke platen helpt het voorverwarmen tot 100-150°C het geadsorbeerde vocht af te voeren en vertraagt ​​het de koeling, waardoor luchtbellen meer tijd krijgen om te ontsnappen.

Toorts en verbruiksartikelen instellen

Wolfraam voorbereiding

• In de lengterichting slijpen : Wolfraam in de lengte slijpen (parallel aan de as van de elektrode), niet in de omtrek. Dwarse slijpsporen zorgen ervoor dat de boog afdwaalt en onscherp wordt.

• Gebruik een speciale slijpmachine : Gebruik indien mogelijk een slijpmachine die speciaal voor wolfraam is bedoeld om besmetting te voorkomen.

• Behoud de juiste vorm van de punt : Houd bij DC-lassen een scherpe tapsheid aan. Voor AC-aluminium werkt een licht afgeronde punt beter.

• Pas de wolfraamgrootte aan de stroomsterkte aan  :

Staat van mondstuk en spantang

• Controleer de cupmaat : Zorg ervoor dat de mondstukopening groot genoeg is voor uw wolfraamdiameter en gasstroomvereisten.

• Inspecteer op schade : Gebarsten keramische cups of vervormde spantangen brengen de gasdekking en boogstabiliteit in gevaar.

• Houd de bekers schoon : verwijder spatten en vuil dat de gasstroom zou kunnen verstoren.

Operatortechniek

Soms wordt porositeit 'ingelast' in plaats van aangebracht - de techniek is enorm belangrijk.

Controle van de booglengte

• Houd het kort : lange bogen zijn vijanden van porositeit. Een lange boog maakt de boogkegel breder, verzwakt de afscherming en zorgt ervoor dat lucht zich met het zwembad kan vermengen.

• Doelbereik : Houd de booglengte op 1,0-2,0 mm. Bij dunne materialen dient u deze zo strak mogelijk te houden.

• Vuistregel : De booglengte mag niet groter zijn dan 1,5 keer de wolfraamdiameter.

Toortshoek en -positie

• Handhaaf de juiste hoek : Houd de hoek van de toorts op 70-85° ten opzichte van horizontaal (10-20° ten opzichte van verticaal). Overmatige kanteling (meer dan 20-30°) zorgt ervoor dat de gasstroom afbuigt, waardoor de achterrand van het zwembad zichtbaar wordt.

• Let op het vulmiddel : Het uiteinde van de vuldraad moet te allen tijde binnen het gasscherm blijven. Als u hem te ver naar achteren trekt, oxideert de hete punt en veroorzaakt deze verontreiniging wanneer deze opnieuw wordt ingevoerd.

Vulmetaaltechniek

• Vlotte invoer : Voeg voorzichtig vulmiddel toe aan de voorkant van de plas, niet direct in de boog.

• Houd het vulmiddel in het schild : Laat de verwarmde vuldraad nooit uit het beschermgasomhulsel komen.

• Dompelen, niet duiken : Dep het vulmiddel lichtjes in plaats van het diep in het zwembad te dompelen.

Kraterbeheer

• Gebruik huidige taper : verlaag geleidelijk de stroom gedurende 2-3 seconden met behulp van een voetpedaal of kratervulfunctie.

• Vul de krater : Ga door met het toevoegen van vulmiddel terwijl de stroom taps toeloopt om de depressie te vullen.

• Respecteer de nastroom : Houd na het doven van de boog de toorts 5-15 seconden in positie om het afkoelende wolfraam en de krater te beschermen.

Materiaalspecifieke overwegingen

Roestvrij staal

• Terugspoelen is essentieel : Bij roestvast staal moet de wortelzijde worden afgeschermd. Zonder terugspoeling lossen zuurstof en stikstof op in de achterkant van de las, waardoor 'suikervorming' en interne porositeit ontstaan.

• Controle van de warmte-inbreng : roestvrij staal heeft een lage thermische geleidbaarheid. Overmatige hitte veroorzaakt carbideprecipitatie en porositeit. Gebruik minimale stroom en hogere rijsnelheden.

• Overweeg gepulseerde TIG : de pulsmodus helpt de warmte-inbreng te beheersen en stabiele boogkarakteristieken te behouden.

Aluminium

• Waterstof is de vijand : Aluminium is extreem gevoelig voor waterstof. Vloeibaar aluminium lost waterstof gemakkelijk op, maar vast aluminium niet; opgesloten waterstof vormt porositeit tijdens het stollen.

• Oxide grondig verwijderen : Aluminiumoxide absorbeert vocht. Gebruik vlak voor het lassen een roestvrijstalen borstel en reinig eerst met aceton.

• Gebruik wisselstroom met de juiste balans : wisselstroom zorgt voor kathodische reiniging om oxide af te breken. Stel de AC-balans in met 20-30% positieve elektrode voor een adequate reiniging.

• Overweeg voorverwarmen : bij dik aluminium helpt het voorverwarmen tot 100-150°C het vocht af te voeren en vertraagt ​​het de koeling zodat er gas ontsnapt.

• Kijk naar buizen met een kleine diameter : Kleine aluminium buizen zijn bijzonder uitdagend omdat de las snel afkoelt, waardoor er weinig tijd overblijft voor waterstof om te ontsnappen. Overweeg intern reinigen, zelfs bij kleine diameters.

Parameteroptimalisatie

Stroom en reissnelheid

• Pas de stroom aan de dikte aan : gebruik voor zacht staal ongeveer 1 ampère per 0,001 inch dikte als basislijn.

• Zorg voor een stabiele beweging : een constante snelheid zorgt ervoor dat het zwembad opgelost gas vrijgeeft voordat het bevriest.

• Vermijd overmatige hitte : Oververhitting zorgt voor een korrelige textuur en verhoogt de gasabsorptie.

Pulse TIG-voordelen

Gepulseerde TIG kan porositeit helpen voorkomen door:

• Het verminderen van de gemiddelde warmte-inbreng met behoud van fusie

• Het smeltbad compact en gemakkelijker te controleren houden

• Zorgt voor een betere gasontsnapping tijdens de laagstroomfase

• Voor dunne materialen stelt u de pulsfrequentie in op 30-100 Hz

Visuele monitoring en kwaliteitscontrole

Moderne tools voegen een preventielaag toe die verder gaat dan het oordeel van de operator.

Lascamera's

Lascamera's maken lasrupsvorm, booglengte en afschermingsgedrag in realtime zichtbaar. Wanneer de kraal plotseling wijder wordt of de door hitte beïnvloede zone uitzet, kunnen aanpassingen onmiddellijk worden doorgevoerd in plaats van nadat porositeit is ontstaan.

Thermische bewaking

Thermische beeldvorming detecteert oververhitting vroegtijdig, waardoor ingrijpen mogelijk is voordat porositeit ontstaat.

Inspectie na het lassen

• Visueel onderzoek : Zoek naar gaatjes in het oppervlak, verkleuring of een onregelmatig uiterlijk van de kraal

• Lektesten : Voor kritische componenten blijkt uit druktesten dat de porositeit niet zichtbaar is op het oppervlak

• Snijden : Bij het oplossen van problemen, snijd en polijst monsters om ondergrondse holtes bloot te leggen

---

De volledige checklist voor porositeitpreventie

Gebruik deze korte checklist voor en tijdens elke TIG-lasklus:

Voordat je de boog aanraakt

Basismateriaal

• Is het verbindingsgebied vrij van olie, verf, roest en oxiden?

• Is het materiaal ontvet met aceton of alcohol?

• Voor aluminium: Is oxide mechanisch verwijderd met een speciale roestvrijstalen borstel?

• Is het reinigingsgebied ten minste 20 mm van de voeg verwijderd?

Vulmetaal

• Worden vulstaven op een schone, droge plaats bewaard?

• Zijn de staven vóór gebruik afgeveegd met aceton?

• Zijn staafuiteinden vrij van oxidatie of verdonkering?

• Zal het plamuur met schone handschoenen worden gehanteerd?

Beschermgas

• Is het gas zuiver argon (minimaal 99,99%)?

• Is het debiet geschikt voor de spuitmondgrootte (zie tabel)?

• Zijn slangen en fittingen onlangs op lekkage getest?

• Is er een reservefles beschikbaar om te testen of er een gasverontreiniging wordt vermoed?

Toorts en verbruiksartikelen

• Is het wolfraam in de lengterichting geslepen?

• Is het mondstuk schoon en barstvrij?

• Zijn de O-ringen en afdichtingen in goede staat?

• Is de spantangmaat correct voor de wolfraamdiameter?

Omgeving

• Is de werkplek vrij van tocht of ventilatoren?

• Als er buiten wordt gelast, zijn er dan barrières aanwezig?

• Ligt de luchtvochtigheid binnen een acceptabel bereik? (Overweeg voorverwarmen als deze hoog is)

Tijdens het lassen

• Wordt de booglengte strak gehouden (1,0-2,0 mm)?

• Wordt de toortshoek op 70-85° gehouden?

• Blijft de toevoegdraad altijd binnen het gasscherm?

• Is de rijsnelheid stabiel en geschikt voor de materiaaldikte?

• Voor roestvrij staal: is de terugspoeling actief en voldoende?

• Voor aluminium: Is de AC-balans correct ingesteld (20-30% EP)?

Bij voltooiing van het lassen

• Wordt de stroom geleidelijk afgebouwd?

• Is de krater goed gevuld?

• Wordt de nastroom gedurende 5-15 seconden gehandhaafd?

• Is het wolfraam beschermd totdat het is afgekoeld?

---

Conclusie

Porositeit bij TIG-lassen is te voorkomen, maar preventie vereist aandacht voor detail op meerdere factoren. Reinheid is de basis; bij elke verontreiniging van het basismetaal of vulmiddel kan gas vrijkomen in het smeltbad. Beschermgas moet zuiver zijn, goed stromen en beschermd zijn tegen tocht. De toortstechniek, vooral de booglengte en het beheer van de toevoegdraad, heeft rechtstreeks invloed op de vraag of opgesloten gassen kunnen ontsnappen voordat ze stollen.

Materiaalspecifieke uitdagingen vragen om oplossingen op maat. Roestvrij staal vereist terugspoelen; aluminium vereist rigoureuze oxideverwijdering en waterstofcontrole. Moderne monitoringtools zoals lascamera's voegen een extra laag kwaliteitsborging toe.

Door deze checklist systematisch te doorlopen, kunt u de bron van porositeit identificeren wanneer deze zich voordoet – en nog belangrijker, voorkomen dat deze überhaupt optreedt. Het resultaat zijn sterkere, betrouwbaardere lassen die voldoen aan zowel visuele als prestatie-eisen.