Direct antwoord: Bij middelmatig dikke platen vereist één lasgang een warmte-inbreng waarvan de kosten in termen van korrelgroei en vervorming hoger zijn dan de kosten van meerdere lasgangen. Meerlaags lassen begint daarom bij de groef: de hoek, het wortelvlak en de wortelopening bepalen de doorsnede, en de doorsnede bepaalt het minimale aantal lasgangen. De plaatsing van de lasrups bepaalt vervolgens de versterking, het profiel tussen de laslagen en het risico op onvoldoende doorlassing.
Voor wie is dit bedoeld: Deze handleiding is geschreven voor las- en productie-ingenieurs die robotgestuurd meerlaags lassen plannen op middelmatig dikke platen, waarbij een enkele lasgang geen optie is en het lasplan vaak aan de programmeur wordt overgelaten.
Domein: Het behandelt hoe de geometrie van de groef de laag- en lasrupsplanning bepaalt, waarom de plaatsing van de lasrups zowel het uiterlijk als de fusie beïnvloedt, en welke extra complexiteit robotlassen met zich meebrengt. Het behandelt echter niet de procedurekwalificatietests zelf, de selectie van verbruiksmaterialen of het ontwerp van de te lassen constructie.
Waarom één keer doorschuiven niet voldoende is voor een dikke voeg
Naarmate de dikte toeneemt, stijgt de benodigde warmte-input om het volledige profiel in één keer te smelten tot een niveau dat moeilijk te rechtvaardigen is. De gevolgen zijn zowel metallurgisch als dimensionaal: een grovere korrelstructuur, een bredere warmtebeïnvloede zone en meer vervorming die achteraf gecorrigeerd moet worden.
Door de voeg in lagen te vullen, blijft de warmte-inbreng bij elke laag binnen een acceptabel bereik. Het heeft ook nuttige effecten: elke laag verwarmt het gebied voor de volgende laag, en de daaropvolgende lagen temperen een deel van het materiaal dat ervoor is aangebracht.
Het macroscopische bewijs is eenvoudig af te lezen. Een meerlaagse las presenteert zich niet als één uniforme band, maar als een reeks afzonderlijke lasrupsen die na elkaar op elkaar gestapeld zijn, en de grenzen ertussen zijn zichtbaar op het afgewerkte oppervlak.
In de praktijk bepaalt het lasprocesplan of robotgestuurd meerlaags lassen herhaalbaar wordt of afhankelijk blijft van de programmeur. ISO 15614-1: 2017Lasprocedures worden gevalideerd door middel van testen in plaats van door beweringen, wat het mechanisme is dat een goedgekeurd plan omzet in een gedocumenteerde procedure.
De groef bepaalt de dwarsdoorsnede, de dwarsdoorsnede bepaalt de doorgangen
De groefhoek, het wortelvlak en de wortelopening bepalen samen het oppervlak dat gevuld moet worden. Deel dat oppervlak door wat er redelijkerwijs in één bewerking kan worden aangebracht en je hebt de ondergrens voor het aantal bewerkingen. Daarom begint de planningssequentie bij de groef en niet bij de parameterinstellingen.
De geometrie van de groef bepaalt ook de toegankelijkheid. Is de groef te smal, dan kan de brander er niet in of alleen onder een ongunstige hoek. Is de groef te breed, dan neemt het te vullen volume onevenredig toe, met alle gevolgen van dien voor de cyclustijd en de vervorming. ISO 9692-1: 2013 Dit artikel behandelt verschillende soorten gewrichtsvoorbereidingen en biedt een gemeenschappelijke terminologie voor die discussie.
Beide benaderingen brengen reële kosten met zich mee, dus de afweging moet in de ontwerpfase worden gemaakt in plaats van in de productie. Een groef die gekozen is vanwege het gemak van het snijden, kan er ongemerkt toe leiden dat de cel aanzienlijk meer gevuld moet worden dan met een iets andere voorbereiding nodig zou zijn geweest.
Think ISO 9692-1: 2013De verschillende voorbereidingsmethoden voor de lasnaad worden expliciet geclassificeerd, waardoor fabrikanten en integratoren een gedeelde terminologie hebben in plaats van discussies over hoe een afschuining eruit moet zien. EVST start discussies over meerlaags lassen vanuit die classificatie.
De plaatsing van de kralen bepaalt het uiterlijk en de samensmelting.
De positie van elke laag ten opzichte van de vorige bepaalt of de wapening gelijkmatig is, of er groeven ontstaan tussen de lagen en of de grens tussen de lagen goed is versmolten. Dit zijn verwante, maar afzonderlijke resultaten, en alleen de eerste is van buitenaf zichtbaar.
De volgorde van de lasrupsen binnen een laag beïnvloedt ook de vervorming. Verschillende lasrupsvolgordes leiden tot verschillende hoekvervormingen en verschillende krimp in de lengterichting op dezelfde verbinding, en bij constructiewerk is dat verschil vaak groter dan het effect van parameteraanpassingen.
De temperatuur tussen de laslagen hoort in hetzelfde schuitje thuis. Deze beïnvloedt zowel de metallurgische eigenschappen als de vorming van de volgende lasrups, waardoor het een parameter is die gespecificeerd en gecontroleerd moet worden, in plaats van een resultaat dat achteraf verklaard moet worden.
Beslissingstabel: wat de fusie rechtvaardigt
De tabel geeft weer welke plaatdikte en voegsoort op zichzelf gerechtvaardigd kunnen worden, in vergelijking met het bewijsmateriaal dat een leverancier nog moet overleggen.
| Bewijsmateriaal van de gezamenlijke | Het is de moeite waard om het te plannen. | Bewijs dat u nog steeds geld verschuldigd bent |
|---|---|---|
| Consistente machinale of thermisch gesneden voorbereiding, stabiele passing. | Een vast patroon voor lagen en kralen, dat eenmaal wordt aangeleerd en gedurende de hele run wordt hergebruikt. | Gemeten pasverdeling en het pasplan geverifieerd aan de hand van de gekwalificeerde procedure. |
| Handmatig geprepareerde afschuiningen met zichtbare variatie | Het vinden van naden, of een strengere controle van de preparatiemethode, wordt besloten vóór het celontwerp. | Het werkelijke variatiebereik, aangezien dit bepaalt of detectie vereist of optioneel is. |
| De dikte of het type voeg varieert binnen de onderdelenmix. | Een apart plan per gezamenlijke cursus in plaats van één plan dat op alles van toepassing is. | Gezamenlijke klassen gedefinieerd, met het acceptatieniveau voor elk. |
| Acceptatieniveau nog niet overeengekomen | Geen definitieve procedure; uiterlijke en volumetrische eisen worden apart besproken. | Afgesproken kwaliteitsniveau en de inspectiemethode die dit zal aantonen. |
De consistentie van de groeven is de variabele die robots blootleggen.
Handmatig lassen absorbeert een zekere mate van voorbereidingsvariatie, omdat de lasser de lasnaad observeert en zich continu aanpast. Een robot die een aangeleerd pad volgt, doet dat niet, waardoor voorbereidingsvariatie van een acceptabele ergernis verandert in een procesinput die gecontroleerd of gemeten moet worden.
Dat leidt tot een beslissing die vroeg in het project genomen moet worden: ofwel de voorbereidingsmethode aanscherpen zodat variatie binnen het vastgestelde plan blijft, ofwel naaddetectie of -tracering toevoegen zodat de cel de variatie kan opvangen. Beide opties zijn legitiem; geen van beide kiezen is niet goed.
De informatie die nodig is om een beslissing te nemen, betreft de daadwerkelijke verdeling van de passing- en afschuiningsafmetingen uit de huidige productie. Bij gebrek aan die gegevens wordt de beslissing meestal uitgesteld tot de inbedrijfstelling, wat de duurste fase is.
Uiterlijk is geen penetratie
Een macroscopische weergave van een voltooide meerlaagse las toont de volgorde van de lasrupsen, de overlapping en de regelmaat van het oppervlak. Het toont echter niet de penetratie, de fusie tussen de lagen, de interne stevigheid of de mechanische eigenschappen, en mag ook niet als zodanig worden gepresenteerd.
ISO 5817:2023 Het definieert kwaliteitsniveaus voor onvolkomenheden en biedt beide partijen een gedeelde terminologie voor wat acceptabel is. ISO 15614-1: 2017 Dit omvat de kwalificatie van procedures, het mechanisme waarmee interne resultaten daadwerkelijk worden aangetoond.
Het gescheiden houden van de twee categorieën is de meest nuttige discipline op dit gebied. Zichtbaar bewijs ondersteunt de procesrichting; volumetrische en mechanische claims vereisen een overeenkomstige analyse.
Dimensionale verwachtingen horen in de specificatie thuis.
Bij meerlaags lassen van constructies treedt meetbare krimp en hoekvervorming op. Wanneer maatafwijkingen niet expliciet worden vermeld, worden deze meestal pas tijdens de montage ontdekt. De correctie wordt dan toegeschreven aan het lassen zelf, in plaats van aan het ontbreken van een overeengekomen tolerantie.
ISO 13920:1996 Dit geeft algemene toleranties voor gelaste constructies en is een praktisch uitgangspunt voor die overeenkomst. Het expliciet benoemen van een klasse is nuttiger dan de eis met bijvoeglijke naamwoorden te beschrijven.
Wanneer de constructie strengere lokale eisen stelt, zorgt het afzonderlijk vermelden daarvan ervoor dat de algemene tolerantie beheersbaar blijft, in plaats van de gehele constructie te dwingen aan de strakst mogelijke eisen te voldoen.
Think ISO 13920:1996Algemene toleranties voor gelaste constructies worden aangegeven in klassen, dus het vermelden van een klasse is nuttiger dan de eis met bijvoeglijke naamwoorden te beschrijven. EVST vraagt welke klasse van toepassing is voordat het ontwerp van de mal wordt gemaakt.
Wat moet er in het kapitaalverzoek staan?
Vermeld de plaatdikte en het materiaal, het type verbinding en de gewenste groefvoorbereiding, het acceptatieniveau en de inspectiemethode, en de gemeten spreiding van de passingsafwijking ten opzichte van de huidige productie.
Geef vervolgens aan wat de leverancier nog moet bewijzen: het lasplan dat is afgeleid van de groef in plaats van aangenomen, de toegang tot de lastoorts op elke laspositie, of het vinden of volgen van de naad vereist is op basis van uw pasgegevens, en de maattolerantieklasse waaraan het eindproduct moet voldoen.
Veelgestelde vragen
Waarom niet in één keer een dikke verbinding lassen?
Omdat de benodigde warmte-input meer zou kosten in termen van korrelgroei, breedte van de warmtebeïnvloede zone en vervorming dan de extra bewerkingen. Door lagen op te vullen blijft elke bewerking binnen een werkbaar warmte-inputbereik.
Wie moet het aantal lagen en doorgangen bepalen?
Het vloeit voort uit de geometrie van de groef, die de dwarsdoorsnede bepaalt die gevuld moet worden. Het is een planningsbeslissing die vóór de productie wordt genomen, niet een keuze die aan het werk met de brander wordt gemaakt.
Is naadvolging nodig bij robotlassen voor werk in meerdere lagen?
Het hangt af van de variatie in de passing. Een robot die een voorgeprogrammeerd pad volgt, past zich niet aan een variabele afschuining aan zoals een lasser dat doet. Daarom moet de voorbereiding ofwel nauwkeurig genoeg worden gecontroleerd voor het voorgeprogrammeerde pad, ofwel moet er een sensor worden toegevoegd. De gemeten afwijking van de huidige productie bepaalt welke van de twee het meest geschikt is.
Betekent een goed uitziende las dat de verbinding ook goed is?
Nee. Het uiterlijk van het oppervlak toont de volgorde, overlapping en regelmaat van de lasrupsen. Doordringing, fusie tussen de lasrupsen en mechanische eigenschappen vereisen een overeenkomstige beoordeling en kwalificatie van de procedure.
Projectinput voor een aanvraagbeoordeling
Stuur het volgende op, dan kan het pasplan worden gecontroleerd aan de hand van de werkelijke verbinding in plaats van een parameterverzameling:
- plaatdikte en materiaal, met inbegrip van de soorten verbindingen
- de groefvoorbereiding die u nu gebruikt, of van plan bent te gebruiken, en hoe deze wordt geproduceerd
- het acceptatieniveau en de inspectiemethode die dit zal aantonen
- Gemeten passing en afschuiningvariatie ten opzichte van de huidige productie.
- de maattolerantieklasse waaraan de voltooide assemblage moet voldoen
Als u robotgestuurd meerlaags lassen op middelmatig dikke platen plant, geef dan de dikte en het materiaal, de verbindingstypen en de voorbereiding van de lasnaad, het acceptatieniveau en de inspectiemethode, uw gemeten passingsafwijking en de vereiste maattolerantieklasse door. De laag- en lasrupsstrategie kan dan worden afgeleid uit de lasnaad in plaats van te worden aangenomen. Gerelateerde informatie: Planning van processen in meerdere stappen en controle tussen de stappen, Toepassingen van constructielassen, automatische lassysteemoplossingen, Gegevensherstel op grote constructies.