Helaas zijn de meeste soorten gietijzer niet of moeilijk lasbaar en moeten speciale voorzorgsmaatregelen genomen worden om ze toch te kunnen lassen. Dit geldt zelfs voor de zogenaamde lasbare soorten gietijzer. Het lassen van gietijzer hoeft geen probleem te zijn, voorwaarde is wel dat er een optimale voorbereiding aan vooraf gaat.
Gietijzer
Gietijzer is een ijzerlegering met meer dan 2% koolstof, 1% tot 3% silicium en maximaal 1% mangaan. Omdat gietijzer soorten relatief goedkoop zijn, over het algemeen erg goed gietbaar (tot complexe vormen) en goed verspaanbaar zijn, vormen deze materialen een belangrijke groep bij constructiematerialen. Gietijzer soorten kunnen ingedeeld worden naar hun structuur. De structuur is veelal bepalend voor de mechanische eigenschappen en de lasbaarheid van het gietijzer. Enkele belangrijke en algemeen gebruikte soorten zijn:
GROEP SOORT GIETIJZER
- 71 Grijs lammelair gietijzer met gespecificeerde treksterkte of Brinell hardheid.
- 72 Nodulair gietijzer met gespecificeerde mechanische eigenschappen.
- 73 Smeedbaar gietijzer.
- 74 Perlitisch gietijzer.
- 75 Austenitische gietijzer.
- 76 Gietijzersoorten uitgezonderd groep 71 t/m 75.
- (Indeling gietijzersoorten volgens ISO / TR 15608).
Lasbaarheid
De lasbaarheid hangt af van de microstructuur en mechanische eigenschappen van het materiaal. Grijs gietijzer is bijvoorbeeld bros en niet bestand tegen de spanningen die opgebouwd worden door een afkoelende las. Smeedbaar gietijzer en nodulair gietijzer hebben een aanzienlijk hogere taaiheid, wat automatisch de lasbaarheid van deze gietijzer soorten verbetert. De lasbaarheid van het materiaal kan beperkt worden door de vorming van zogenaamde harde en brosse microstructuren in de warmte beïnvloede zone. Die brosse structuren bestaan veelal uit ijzercarbiden en martensiet. Omdat in nodulair gietijzer en smeedbaar gietijzer minder gemakkelijk martensiet ontstaan, zijn deze soorten gemakkelijker te lassen. Wit gietijzer, dat erg hard is en ijzercarbiden bevat, wordt normaal gesproken als niet lasbaar beschouwd.
Lasprocessen
Alle zogenaamde smeltlasprocessen, zoals autogeen, lassen met beklede elektrode, MIG-lassen en lassen met gevulde draad kunnen toegepast worden. Om scheurvorming in de warmte beïnvloede zone te voorkomen zijn een geringe warmte inbreng, extensieve voorverwarming en langzame afkoeling belangrijke voorwaarden.
Autogeen: Als gevolg van de relatief lage temperatuur van de warmtebron moet voor autogeen lassen hoger worden voorverwarmd, dan voor bijvoorbeeld het lassen met beklede elektroden. De inbrandingsdiepte en de opmenging is gering, maar de brede warmte beïnvloede zone en de langzame afkoeling geven een zachte microstructuur. Het lassen met poedertoevoeging, waarbij laspoeder aangevoerd wordt door een op de autogeenbrander gemonteerde trechter, is een proces met een erg lage warmte inbreng en wordt vaak gebruikt voor het zgn. opbutteren van het oppervlak voor het eigenlijke lassen.
Lassen met beklede elektrode: Lassen met beklede elektroden wordt vaak toegepast in de fabricage en reparatie van gietstukken, omdat de intense hoge temperatuur boog grotere las snelheden toelaat en lagere voorwarmtemperaturen. De nadelen van het lassen met beklede elektrode zijn de grotere inbrandingsdiepte en opmenging van lasmetaal met het basismateriaal, maar door te lassen met elektrode negatief kunnen de afmetingen van de warmte beïnvloede zone beperkt worden.
MIG en gevulde draad: MIG (kortsluitboog lassen) en vooral het lassen met gevulde draad kunnen gebruikt worden om een hoge neersmeltsnelheid te bereiken. Daarbij kan men de mate van inbranding en opmenging beperken.
Lastoevoegmaterialen
Bij autogeen lassen heeft het toevoegmateriaal normaal een iets hoger koolstofgehalte en een hoger siliciumgehalte. Dit is vooral om de las zoveel mogelijk overeenkomstige mechanische eigenschappen te geven als het basismateriaal.
De meest gebruikelijke toevoegmaterialen bij het lassen met beklede elektrode zijn nikkel, nikkel-ijzer en nikkel-koper legeringen. Deze legeringen worden toegepast omdat zij de grote hoeveelheid koolstof afkomstig van het basismateriaal kunnen opvangen, waardoor vaak een taaie en goed verspaanbare las ontstaat.
Bij het MIG lassen worden gewoonlijk nikkel of monel draden gebruikt. Ook kan men koperlegeringen toepassen. Gevulde draden zijn eveneens beschikbaar voor het lassen van gietijzer. Poeders op basis van nikkel, met toevoeging van ijzer, chroom en kobalt worden gebruikt om een bepaald hardheidsbereik te realiseren.
Reparatie van gietstukken
Het komt vaak voor dat reparaties aan gietstukken nodig zijn. Dit is vaak het gevolg van gietfouten en de daarbij behorende brosse structuren. Voor kleine reparaties kunnen lassen met beklede elektrode, autogeen, lassen met brons of met poedertoevoegingen worden gebruikt. Voor grotere oppervlakken kan lassen met beklede elektrode of poeder technieken gebruikt worden, voor het opbutteren van de lasnaadkanten, gevolgd door lassen met beklede elektrode of MIG / gevulde draad voor het vullen van de lasnaad.
Aanbevelingen bij het lassen van gietijzer
- Verwijder altijd de oppervlakte fouten, bij voorkeur door slijpen.
- Als gutsen wordt toegepast moet het onderdeel plaatselijk verwarmd worden. Schuur na gutsen het geprepareerde gebied licht, om harde plekken te verwijderen.
- Verwarm het gietstuk voor op de aanbevolen temperatuur voor het betreffende gietijzer soort.
- Butter de lasnaad op met een beklede elektrode met een kleine diameter (bijv. 2,4 of 3mm). Gebruik daarbij een nikkel of monel elektrode om een zachte en ductiele opgebutterde laag te verkrijgen. Als alternatief kan autogeen gelast worden met poeder als toevoegmateriaal.
- Verwijder de slak en hamer de lasnaad terwijl deze nog warm is.
- Vul de lasnaad door gebruik te maken van nikkel of nikkel-ijzer elektroden (3 of 4mm) voor een hogere sterkte.
- Probeer altijd de krimpspanningen zodanig laag te houden dat scheuren niet zullen ontstaan.
- Opmenging met het basismateriaal moet over het algemeen zo minimaal mogelijk gehouden worden.
- Maak laswerk achter elkaar af, mede om het werkstuk op temperatuur te houden.
- Om scheurvorming te voorkomen als gevolg van restspanningen, moet het gelaste gebied afgedekt worden om er zeker van te zijn dat het gietstuk langzaam afkoelt naar kamertemperatuur.
Industore biedt een breed scala aan lastoevoegmaterialen, lasdraad en laselektroden. Kijkt u eens bij ons online aanbod! Zoekt u iets specifieks dan kunt u dit altijd aanvragen bij Industore.
Wilt u graag meer informatie over het lassen van gietijzer, lastoevoegmateriaal en dergelijke? Neemt u dan contact met ons op.