Dit hoofdstuk gaat over constructieregels die van toepassing zijn op het laserlassen.
Voordelen laserlassen
- Geringe vervorming door kleine warmtebeïnvloede zone
- Contactloos bewerken. Dit betekent dat de opspanning eenvoudig kan blijven en er geen krachten op het werkstuk uitgeoefend worden door de bewerking. Verder hoeven er geen bijzondere maatregelen getroffen te worden om beschadiging van het oppervlak te voorkomen.
- Weinig tot geen nabewerking nodig door gelijkmatig lasnaadoppervlak en weinig spetters
- Geen nabewerking bespaart kosten.
- Nabewerkingen kunnen een nadelige invloed hebben op de corrosieweerstand van roestvast staal. Geen nabewerking kan dus ook voor zorgen dat de corrosieweerstand niet verminderd wordt.
- Mogelijkheid tot gewichtsreductie
- Hoge lassnelheid haalbaar (10 keer zo hoog als bij MIG of TIG lassen)
- Proces is goed te automatiseren vanwege de goede regelbaarheid van de laserstraal
- Gunstige constructiemogelijkheden
- Grotere stevigheid bij gering naadvolume
- Slanke naadgeometrie met grote breedte/diepte verhouding
- Lassen op moeilijk toegankelijke plaatsen
- Las hoeft slechts van 1 kant toegankelijk te zijn (i.t.t. bijvoorbeeld weerstandspuntlassen waar las van 2 kanten toegankelijk moet zijn)
- Laserlassen levert een sterke verbinding met een hoge vermoeiingsweerstand.
- Materialen hoeven niet electrisch geleidend te zijn om met behulp van de laser gelast te kunnen worden.
- Vloeistof- en gasdichte verbindingen kunnen gerealiseerd worden zonder toevoegingen van bijvoorbeeld kit.
Nadelen laserlassen
- Kleine toleranties van te lassen producten en de opspanning vereist.
- Relatief hoge investering vereist in vergelijking met andere technologieen.
Algemene constructieregels laserlassen
De beste las is geen las: probeer het aantal onderdelen te beperken en het aantal lassen te minimaliseren. Buigen is over het algemeen goedkoper dan lassen.
Bij het lassen van hoogreflecterende materialen (zoals bijvoorbeeld aluminium), kan het noodzakelijk zijn om de laserstraal onder een kleine hoek in te laten vallen in plaats van loodrecht op het oppervlak. Op deze manier wordt voorkomen dat de reflectie van de laserstraal op de lens terecht komt.
Lasnaad
Contacttypen
Bron: ATMS
Bij het laserlassen moet gestreefd worden naar een zo goed mogelijk contact tussen smeltbad en onderliggend materiaal. Dit wordt verkregen door een vlak-vlak contact, dat verkregen wordt door twee strippen op elkaar te leggen. Het lijn-contact: draad tegen strip en punt-contact: twee draden, moeten vermeden worden. Deze beide laatste zijn juist bij het weerstandslassen aan te bevelen.
Wanneer een draad op een strip gelast moet worden, dan kan het uiteinde van de draad platgeslagen worden om toch nog een vlak-vlak contact te verkrijgen.
Keuzecriteria voor het type lasnaad
- Lasproces
- Geleidingslassen
- Key hole lassen
- Type belasting, krachtstromen, spanningstoestand in de lasnaad
- Toegankelijkheid voor het lassen en het opspannen
- Type naad (bijvoorbeeld stompe naad, hoeknaad)
- Productietoleranties van de stootvlakken
- Opvangmogelijkheid voor de productietoleranties
Eisen aan de lasnaad
- Materiaal (materiaal, lasbaarheid, plaatdikte)
- Stevigheidseisen en kerfwerking
- Arbeids- en functievlakken in de buurt van de naad
- Naadlengte en -verloop
- Gesloten en niet gesloten naden
- Vatbaarheid voor corrosie
- Uiterlijk en design
- Poreusheid
- Afwezigheid van spatten
- Vermoeiingsweerstand
Bij het laserlassen moeten het laservermogen en de lassnelheid zo gekozen worden dat de las aan de kwaliteitseisen voldoet. In de praktijk blijkt dat bij een gegeven materiaaldikte het laservermogen en de lassnelheid slechts binnen bepaalde grenzen kan worden gevarieerd. Een te lage snelheid resulteert in het 'uitzakken' van de las (undercut). Een te hoge snelheid kan aanleiding geven tot poreuze lassen.
Stompe las
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
Bron: Trumpf GmbH
Lassen aan dezelfde kant als de naad is voordeliger in verband met de invalhoek van de laserstraal.
| Ongunstig | Gunstiger |
|---|---|
 |
 |
Bron: Trumpf GmbH
Bij de stompe las (in het bijzonder hoogbelaste verbindingen), moet geprobeerd worden om dikteverschillen van meer dan 2:1 te voorkomen vanwege de ongunstige krachtenstroom.
Een mogelijke oplossing is het "verjongen" van de dikke plaat aan 1 of 2 kanten (met voorkeur voor de laatste optie vanuit oogpunt van krachtendoorleiding). Bij hoge belasting de helling niet groter maken dan 1:4.
Bron: Roloff / Matek
Hoeklas
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
De laserstraal moet onder een hoek tussen 7 en 12 graden invallen.
Bron: Trumpf GmbH
De hoeklas wordt alleen voor goed lasbare materialen aangeraden. Door het plaatselijk weghalen van materiaal bij een of beide delen ontstaat een betere lasgeometrie.
Bron: ATMS
T-las
Als het mogelijk is, het liefst van buiten lassen. In dat geval is een las evenwijdig aan het verbindingsvlak gunstiger dan een las loodrecht op een verbindingsnaad.
De T-las is in vergelijking met conventionele technieken, met de laser zeer goed te lassen.
Bron: Trumpf GmbH
In onderstaand plaatje is een voorbeeld van de toepassing van een hoeklas getoond. Het gaat hier om messen voor industriele voedselbereiding die aan een bevestigingsplaat zijn bevestigd. Hierbij is dwars door de bevestigingsplaat heen gelast.
Bij het lassen van een profiel op een ander profiel zoals hieronder aangegeven, kan het soms handig en nodig zijn om aan twee kanten een verbinding te maken.
| Geen doorsteek | Wel doorsteek |
|---|---|
 |
 |
Bron: Roloff / Matek
De kans op inscheuring kan verminderd worden door op de plek waar het gevaar voor inscheuring bestaat, extra materiaal aan te brengen.
| Zonder versteviging | Met versteviging |
|---|---|
 |
 |
Bron: Roloff / Matek
Flenslas / Randlas
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
Bron: Trumpf GmbH
Bij de randlas kan, ondanks de goede geometrie, scheurvorming optreden wanneer de spleet tussen beide delen te groot wordt (> 100 mu) en wanneer de rand niet geheel wordt afgesmolten: de materialen zijn dan te dik. In het laatste geval is een aangepaste oplossing mogelijk zoals getoodn in onderstaan plaatje.
Bron: ATMS
Overlaplas
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
Bron: Fronius
Bron: Fronius
Een overlaplas kan daar gebruikt worden, waar een lasnaad absoluut lichtdicht moet zijn.
Het verbinden van een dikke en een dunne plaat
Bij het verbinden van een dunne en een dikke plaat door middel van een overlaplas, wordt vanuit procestechnisch oogpunt het liefst een volledige doorlas toegepast waarbij gelast wordt vanaf de kant van de dunne plaat.
| Constructie | Voordeel/nadeel |
|---|---|
Bron: Trumpf GmbH |
Nadeel
|
Bron: Trumpf GmbH |
Voordeel
|
Bron: Trumpf GmbH |
Voordeel
|
Wanneer een dikke plaat via een overlaplas aan een dunne plaat verbonden moet worden, en het niet mogelijk is om van de kant van de dunne plaat te lassen, dan kan ook een stuk van de dikke plaat verwijderd worden zodat twee platen ontstaan die ongeveer even dik zijn. Onderstaand plaatje geeft een mogelijke oplossing.
Onderstaand plaatje toont een mogelijkheid met een minder gunstige krachtdoorleiding, maar waar minder hoge eisen worden gesteld aan het proces voor materiaalverwijdering bij de dikke plaat.
Afsmeltlas
Een afsmeltlas is eigenlijk een overlaplas, waarbij de las zo dicht bij het rand van een plaat gelegd wordt dat de rand ook afsmelt.
Bij de afsmeltlas is de optimale invalshoek van de laserstraal 45°.
Indien productdelen met elkaar verbonden moeten worden die op enkele microns nauwkeurig ten opzichte van elkaar zijn uitgericht, is een overlaplas te prefereren boven een asmeltlas. Dit heeft te maken asymmetrische uitzetting en krimp tijdens het opwarmen respectievelijk afkoelen bij de afsmeltlas.
Axiale las
- Vergelijkbaar met een stompe las
- Gunstige krachtstromen
- Toegankelijkheid afhankelijk van de geometrie
Bron: Trumpf GmbH
Door de warmtetoevoer, wordt de spleet tussen buis en schijf tijdens het lassen groter, wat een niet concentrische positie tot gevolg heeft. Daarom dient voor het eigenlijke lassen, de schijf op de buis aangebracht te worden met een perspassing of dienen enkele puntlassen aangebracht te worden.
Bron: Trumpf GmbH
Radiale las
- Vergelijkbaar met een stompe las
- Gunstige krachtstromen
- Goede toegankelijkheid
- Geen krimp
Als het mogelijk is, heeft een radiaalnaad de voorkeur boven een axiaalnaad.
Bron: Trumpf GmbH
Krachtdoorleiding
Vooral bij relatief zwaar belaste verbindingen, dient rekening gehouden te worden met de krachtstromen. De krachtstromen moeten zo gelijkmatig mogelijk verdeeld zijn (doorlopende las in plaats van puntlas) en het liefst rechtdoor lopen (liever stompe las dan flenslas vanuit het oogpunt van krachtstromen). In onderstaande plaatjes zijn enkele krachtstromen getoond.
Bron: Trumpf GmbH
Bij toepassing van een zwaar belaste stompe las tussen twee platen met een groot dikte verschil, dient de dikste plaat "verjongd" te worden om spanningsconcentraties in het overgangsgebied te voorkomen.
Bron: Roloff / Matek
Type doorlas
Een doorlas kan volledig zijn. In dat geval is het materiaal aan de andere kant dan waar de laserstraal vandaan komt ook gesmolten geweest. In het geval van een onvolledige doorlas, is dat niet het geval.
Volledige doorlas
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
Bron: Trumpf GmbH
Onvolledige doorlas
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
|
|
Bron: Trumpf GmbH
Lasrand
Vooral de stootkanten en de oppervlakken hebben bij het laserlassen een zorgvuldigere voorbereiding nodig dan bij conventioneel lassen.
De breedte van de spleet speelt een wezenlijke rol bij de keuze of mét of zónder draadtoevoer gelast wordt.
Bij het key hole lassen ontstaat slechts een kleine smeltzone die een zeer nauwkeurige productie van de verschillende onderdelen noodzakelijk maakt. De stootkanten dienen strak tegen elkaar aan te liggen. De ruwheid mag niet groter zijn dan de spleetbreedte. Hierdoor is het zeer belangrijk op welke manier de rand geproduceerd wordt.
Onderdelen die verspanend geproduceerd worden kunnen zeer goed met de laser gelast worden. Delen die met de laser of met waterstraal bewerkt zijn, kunnen normaal gesproken goed met de laser gelast worden. Delen met genibbelde kanten zijn vanwege hun te hoge ruwheid ongeschikt.
Hoe zuiverder het oppervlak is, hoe minder fouten er in de lasnaad ontstaan. Door de hoge lassnelheid en bij een klein smeltvolume, hebben ontstane gassen geen tijd om uit de smelt te ontsnappen.
Delen met een licht geölied oppervlak zijn nog goed te lassen. Sterk ingevette of vieze opervlakken moeten voor het lassen zorgvuldig gereinigd worden. Bij platen die een lak, roest of eloxeer-laag hebben, moet deze laag eerst mechanisch verwijderd worden voordat de platen gelast kunnen worden.
De maximale spleetbreedte is afhankelijk van lassnelheid en -diepte. Zo kan bij een overlapnaad de breedte van de spleet ongeveer 1,5 keer groter zijn dan bij een stompe naad. Echter, wanneer de spleet tussen twee te lassen delen meer dan 5 % van hun dikte bedraagt, dan is vulmateriaal noodzakelijk. Zie voor meer informatie de paragraaf toleranties.
| Voorwaarde | Hoe te bereiken |
|---|---|
| Olie-, vet- en vuilvrij | Ultrasoon reinigen of wassen |
| Zonder toplaag (oxidehuid, lak, zink, chromaat, fosfaat, eloxal) | Toplaag mechanisch of chemisch verwijderen |
| Oppervlak zo min mogelijk reflecterend | Opruwen of chemisch beitsen |
Het oppervlak is het liefst niet gezandstraald of geslepen, aangezien zandstraal- of slijpresten het lasproces belemmeren.
Geometrie van de rand
Onderstaande tabel geeft twee eisen aan de geometrie van de rand om deze met de laser te kunnen lassen en hoe aan deze voorwaarden voldaan kan worden.
| Voorwaarde | Hoe te bereiken |
|---|---|
| Scherpkantig | Draai- en freesdelen |
| Loodrecht op het oppervlak | Oxidevrij lasersnijden |
Lasvorm
Lineair
Voordelen:
- Snel
- Eenvoudig
Nadelen:
- Spanningsconcentraties aan het begin en einde van de las.
- Rekening houden met het feit dat aan het begin en einde het laservermogen niet gelijk is aan het maximale vermogen vanwege "ramp"-verloop. Gevolg: lasdiepte is aan het begin en einde minder dan ergens anders.
Ovaal
Voordelen:
- Geringe kerfwerking
Nadelen:
- Dubbele laslengte
- Hogere warmte-inbreng in het product
Gestept
Voordelen:
- Geringe warmte-inbreng
- Geringe vervorming
Nadelen:
- Rekening houden met "ramp"-verloop aan begin en einde van deel-naad
Rond gestept
Voordelen:
- Geringe kerfwerking
Nadelen:
- Grotere laslengte
- Hogere warmte-inbreng
Ter voorkoming van kromtrekken van een product kan er eerst gehecht worden met enkele puntlassen. Producten die echt helemaal niet mogen vervormen kunnen meerdere puntlassen tegelijk gelegd worden (bijvoorbeeld via splitsing van de laserstraal via een grating of prisma) of zeer snel achter elkaar (bijvoorbeeld via een scanner).
Zichtbare lasnaden
Om ervoor te zorgen dat het oppervlak van een te lassen plaat er netjes uit blijft zien zonder dat een nabewerking noodzakelijk is, kan men gebruik maken van een of meerdere van onderstaande richtlijnen.
- Proberen lasnaden niet in het zichtbare gebied te leggen.
- Geen volledige doorlas toepassen (en lassen vanaf de niet-zichtzijde). Dit heeft wel als nadeel dat het proces wat moeilijker te controleren is dan bij een volledige doorlas.
- Lassen bij vouwen zoals getoond in onderstaand plaatje. Hierdoor wordt het lassen ook eenvoudiger, omdat de tolerantie voor de diepte van de lasnaad groter wordt.
- Smeltlas toepassen in plaats van dieplas als er per se vanaf de zichtzijde gelast moet worden of het om zeer dunne platen gaat.
Bron: Trumpf GmbH
Bepaling benodigde laslengte
Plaat-plaatverbindingen
Lassen van verschillende dikten plaat
Dunne op dikke plaat bij niet zichtbare lasnaad: bij het linker plaatje hieronder is alleen een volledige doorlas mogelijk, bij het rechter plaatje is ook de keuze voor een niet-volledige doorlas mogelijk.
Bron: Trumpf GmbH
Bij het stomp tegen elkaar leggen van een dunne en een dikke plaat, de hoeklas proberen te vervangen door een stompe las. Bij hoogbelaste verbindingen en een groot dikteverschil, de dikke plaat "verjongen" (zie ook naadtypen - stompe las).
Bron: Trumpf GmbH
Lassen van meerdere platen
Als het mogelijk is, slechts twee platen aan elkaar lassen: bij meerdere platen moeten ook meerdere spleten overbrugd worden.
Voorbeeld 1
| Ongunstig | Gunstiger |
|---|---|
 |
 |
Bron: Trumpf GmbH
Voorbeeld 2
Soms is een aanpassing van de constructie nodig.
| Ongunstig | Gunstiger |
|---|---|
 |
 |
Bron: Trumpf GmbH
Vervorming verminderen
Vervorming kan verminderd worden door lassen in de buurt te leggen van buiglijnen respectievelijk grote vlakken te voorzien van omvormingen in de buurt van een lasnaad. Verder kunnen continue lassen vervangen worden gestepte lassen waar de belasting dat toestaat.
| Constructie | Opmerkingen |
|---|---|
 |
Continue las ver van een buiglijn: gevoelig voor vervorming. |
 |
Continue las in de buurt van een buiglijn. |
 |
Gestepte las in de buurt van een buiglijn. |
Bron: Trumpf GmbH
Gewichtsreductie
Ten opzichte van het puntlassen, kan een laserlas dichter bij een rand gelegd worden. Dit kan gebruikt worden om materiaal te besparen, of —zoals hieronder getoond — om een torsiestijver profiel te krijgen bij gelijkblijven dwarsdoorsnedeoppervlak.
Bron: Trumpf GmbH
Lassen van verzinkte plaat
Bij het lassen van verzinkte plaat moet gezorgd worden voor een mogelijk voor de zinkdamp om te ontsnappen, wanneer de zinklaag dikker is dan 6 micrometer. Dat kan bijvoorbeeld op de manier zoals getoond in onderstaande figuur. Daar zijn twee "lasbulten" getoond die zorgen voor een gedefinieerde afstand tussen de platen. De lasbulten kunnen d.m.v. stansen gemaakt worden.
Bron: Trumpf GmbH
Toleranties
Spleetbreedte- en hoogte-afwijkingen
Onderstaande tabel geeft een overzicht van maximale toleranties op lasconstructies bij het lassen zonder draadtoevoer. De waarden zijn indicatief. Zij hangen af van de spotdiameter, de scherptediepte van de bundel van de materiaaleigenschappen.
| Constructie van de las | Max. spleet [mm] (delta s) | Max. hoogte verschil [mm] (delta h) | Maximum positiefout laserspot | |
|---|---|---|---|---|
| haaks op naad [mm] | loodrecht op naad [mm] | |||
| Stompe las | 0.1 | 0.2 | ±0.05 | ±0.25 |
| Overlaplas | 0.1 | n.v.t. | niet kritisch | ±0.25 |
| Hoeklas zonder toevoegmat. | 0.25 | n.v.t. | ±0.05 | ±0.25 |
| Flenslas | 0.125 | ±0.5 | ±0.15 | ±0.25 |
| Randlas | 0.125 | ±0.25 | ±0.1 | ±0.25 |
| Hoeklas 40<a<60° | 0.25 | n.v.t. | ±0.125 | n.v.t. |
| Hoeklas 60<a<80° | 0.25 | n.v.t. | ±0.15 | n.v.t. |
| Buitenhoeklas | 0.2 | 0.5 | ±0.05 | ±0.25 |
Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers
Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers
Er gelden voor de stompe las en de overlaplas een aantal vuistregels. Zo is de stompe las lasbaar als de spleetbreedte niet groter is dan 0.05 à 0.1 keer de dikte van de dunste plaat, het hoogteverschil tussen de platen niet meer dan 0.1 keer de dikte van die dunste plaat is en de maximum positiefout van dde laserspot haaks op de naad ook niet meer dan 0.1 keer de dikte van die dunste plaat is. De overlaplas is lasbaar als de spleet tussen de platen niet meer is dan 0.1 keer de dikte van de bovenste plaat. Voor aluminium bedragen de toleranties ongeveer het dubbele van die van staal.
Spleet- en afstandsmaten kunnen door goed inspannen geminimaliseerd worden. Zie ook de paragraaf opspanning.
Toleranties voor hybride lassen en lassen met draadtoevoer
Bij het hybride lassen en lassen met draadtoevoer, verdubbelen de toegestane toleranties.
Toleranties opvangen
Omdat productie altijd gepaard gaat met toleranties, kunnen er problemen ontstaan wanneer bijvoorbeeld 3 platen door middel van een stompe las aan elkaar gelast moeten worden.
Bron: Trumpf GmbH
Een oplossing kan zijn om preciezer te produceren, maar dit is duur. Vaak kan een andere constructie het probleem verhelpen zonder de kosten aanzienlijk te verhogen.
Een stompe las vervangen door een overlaplas (of afsmeltlas).
Bron: Trumpf GmbH
En hetzelfde in 2 richtingen:
Bron: Trumpf GmbH
Naadvolgsensor
Een naadvolgsensor wordt gebruikt vanwege
- producttoleranties
- fouten in de opspanning van de onderdelen
- thermische vervorming van de onderdelen ten gevolge van de ingebrachte warmte
- positiefouten van de laserspot ten gevolge van positioneringsfouten van de manipulator.
De sensor wordt gefixeerd t.o.v. de laskop en meet met hoge frequentie (>200Hz) vooruitlopend aan het lasproces de locatie van de lasnaad. Vervolgens wordt on-line de baan van de manipulator gecorrigeerd, opdat de laserspot op de naad blijft. Afhankelijk van de prestaties van de sensor en de manipulator kunnen positiefouten tot circa 1.5mm worden gecorrigeerd.
Naast on-line corrigeren van de baan, kan de sensor ook off-line gebruikt worden, voor het programmeren van de baan. D.w.z. de sensor meet voorafgaand aan het lassen (op lage snelheid) de lasnaad op en genereert automatisch CNC data voor de manipulator. Daarnaast kan dezelfde sensor gebruikt worden voor inspectie, nadat de las gelegd is.
Lasmallen
Positioneren voor het lassen
Voor het juist positioneren van de delen voor het lassen, kan een functie op het product aangebracht worden (zoals een kliksysteem). Zie hiervoor bijvoorbeeld de paragrafen in het hoofdstuk ruimtelijke constructies.
Een andere manier voor het juist positioneren van delen voor het lassen is het gebruik van lasmallen. Bovendien is soms een combinatie nodig van een functie op het product en een lasmal.
Welke functies uiteindelijk in de lasmal geïntegreerd worden en welke in het product hangt o.a. af van de constructieve mogelijkheden. Verder spelen ook kosten een rol. Wanneer er slechts weinig producten gemaakt worden is het integreren van positioneerfuncties in het product over het algemeen het goedkoopste. Worden er grotere aantallen gemaakt en verandert het ontwerp bovendien weinig, dan is een uitgebreidere lasmal eerder rendabel.
Net zoals bij het ontwerp van producten, kan door een juist ontwerp (van zowel product als lasmal) een lasmal vaak eenvoudig uitgevoerd worden. Daarmee gelden ook voor een deel dezelfde constructieregels, zoals dat er bij het ontwerp van een lasmal zoveel mogelijk gebruik moet worden gemaakt van standaard onderdelen.
Er moet geprobeerd worden om een lasmal dusdanig te construeren dat zoveel mogelijk bewerkingen in dezelfde opspanning mogelijk zijn. Het heropspannen kost tijd en heeft een verlies aan nauwkeurigheid tot gevolg.
Koelende functie van de lasmal
De lasmal kan naast het positioneren van de productdelen ook een koelende functie hebben. Dit is vooral noodzakelijk wanneer er hogere eisen gesteld worden aan de maximale vervormingen en er langere lassen gelegd worden of wanneer het materiaal gevoelig is voor kromtrekken onder invloed van warmte.
Wanneer de koelende functie van een lasmal belangrijk is, moet er gezorgd worden dat de mal voldoende energie op kan nemen. Daarvoor moet een materiaal gekozen worden dat warmte goed geleidt en voldoende energie kan opnemen: de mal moet een hoge warmte-inhoud hebben (voldoende materiaal met voldoende hoge specifieke wamrte) en/of gekoeld worden. Verder moet er gezorgd worden voor voldoende contactoppervlak tussen de mal en de productdelen.
Thermisch vervormen van de lasnaad (d.w.z. het openstaan van de lasnaad tijdens het lassen) kan mede worden voorkomen door de producten te voorzien van (laser-)hechtlassen (puntlassen) alvorens een continue las wordt gelegd.
Lasmallen en gastoevoer
Zorg dat de laskop, de laserbundel en de buis voor de gasafscherming vrij baan hebben langs de lasmal en klemmen (botsingsgevaar) zie ook de paragraaf over stoorcontouren.
Voorzie de lasmal van een gastoevoersysteem (bijvoorbeeld kanaaltjes) wanneer het product wordt doorgelast (backing gas). Zo wordt ook de onderzijde van de las beschermd.
Materiaalkeuze
De lasmal dient te worden gemaakt van een slijtvast staal om slijtage aan de mal (en daarmee verlies van opspannauwkeurigheid) t.g.v. het veelvuldig opspannen van producten te voorkomen.
Zorg voor een goede bereikbaarheid van de productopspanning i.v.m. het verwijderen van slak en spatten. Voorzie eventueel de lasmal van een spatwerende deklaag.
Lasmallen die gebruikt worden voor RVS mogen zelf niet van staal zijn dat niet corrosievast is.
Afscherming van gereflecteerd laserlicht
Wanneer de lasmal dusdanig is geconstrueerd dat gereflecteerd laserlicht er niet uit kan ontsnappen, dan hoeft de lasplaats niet altijd nogmaals afgeschermd te worden. Op deze manier kan bijvoorbeeld aanzienlijk worden bespaard op het dure glas dat Nd:YAG-laserlicht tegen houdt.
Productdragers
Wanneer er relatief veel producten gemaakt moeten worden, kan het handig zijn om productdragers te gebruiken. Hiermee kan een lassamenstelling al helemaal voorbereid worden terwijl een ander product gelast wordt. Hiermee wordt de maximale productiecapaciteit vergroot en wordt het relatieve inschakelduur van de laser en eventueel de lasrobot vergroot.
Met opspanning, wordt hier het vastklemmen of aanduwen van producten bedoeld.
Opspanning
Opspanning voor het laserlassen dient te gebeuren in de buurt van de lasnaad. Verder kunnen onderbroken opspanningen zorgen voor een gewichtsreducering en ruimtebesparing zoals getoond in onderstaande figuur.
Mogelijkheid om gewicht te besparen door een onderbroken opspanning toe te passen.
Bron: Trumpf GmbH
De opspanning dient dusdanig geconstrueerd te zijn dat deze toleranties onderdrukt. Verder is het vaak handig om verende elementen te gebruiken voor het aandrukken, zoals getoond in onderstaande figuur.
Twee mogelijkheden voor het opspannen van twee buizen voor het lassen. De rechter figuur is gunstiger voor het onderdrukken van toleranties, maar is minder toegankelijk.
Bron: Trumpf GmbH
Bij het opspannen van een product moet ervoor gezorgd worden dat het product niet krom gedrukt wordt (zie onderstaande figuur). Dat betekent dat de klemkrachten in elkaars verlengde moeten liggen. Verder moeten klemkrachten niet hoger zijn dan noodzakelijk, aangezien dit een beschadiging van het productoppervlak tot gevolg kan hebben.
Door het juist kiezen van de positie van contactpunten bij het inklemmen, kan voorkomen worden dat een product krom gedrukt wordt.
Bron: Universiteit Twente, vakgroep Ontwerp, Productie en Management.
Voor het opspannen van producten, kan in bepaalde gevallen een machineklem of lijmklem in combinatie met aanslaglijsten voldoende zijn, zie onderstaande figuren.
Bron: Universiteit Twente, vakgroep Ontwerp, Productie en Management.
Bron: Universiteit Twente, vakgroep Ontwerp, Productie en Management.
Het kiezen van aanslagvlakken dient zorgvuldig te gebeuren. De keuze is het liefst zodanig, dat de afstand van de laserstraal tot het aanslagvlak een functionele maat is.
Naast bovengenoemde hulpmiddelen, zijn er talloze andere hulpmiddelen op de markt die het goed en vooral snel op- en ontspannen kunnen vergemakkelijken. Daar toont onderstaande tabel enkele voorbeelden van. Alle figuren en beschrijvingen zijn afkomstig van Andreas Maier GmbH & Co.
| Gereedschap | Beschrijving |
|---|---|
 |
Opspanblok |
 |
Spanbekken, geschikt voor het inklemmen van hoge producten. |
 |
Spaneenheid |
 |
Loodrechte drukspanner |
 |
Horizontale drukspanner |
 |
Dwarsarm te gebruiken in combinatie met een van bovenstaande snelspanners. |
 |
Drukstangspanner (zware uitvoering) |
 |
Spanner met excentrisch hendel. Bij het aandrukken wordt het product zowel tegen het bodemvlak als de aanslag geduwd. |
 |
Pneumatische spanner met verticale cilinder. |
 |
Pneumatische drukstangspanner |
Naast bovengenoemde gereedschappen kan het in bepaalde gevallen ook handig zijn om producten magnetisch te fixeren of via vacuum (zie onderstaande figuur).
Een product kan ook gefixeerd worden door middel van een vacuüm.
Bron: Universiteit Twente, vakgroep Ontwerp, Productie en Management.
Houd er rekening mee dat wanneer een product wordt bewogen tijdens het lassen, het onder invloed van massatraagheden kan vervormen.
Positioneerhulpmiddelen op het product zelf
Het liefst zijn de verschillende delen dusdanig geconstrueerd, dat eenduidig en eenvoudig positioneren mogelijk is zonder extra hulpmiddelen.
De positioneerhulpmiddelen kunnen zorgen dat de producten goed in elkaar passen, maar kunnen er ook voor zorgen dat de productdelen eenduidig in de lasmal gepositioneerd kunnen worden.
- Aftekenen
- Voorzien van lipjes (kliksysteem)
- Aanslagen
- Centreren
In dat geval wordt de opspanning alleen gebruikt voor het aandrukken van de verschillende delen.
Positioneringshulpmiddelen tussen product en opspanning verzorgen:
- Afbakenen met behulp van pennen
- Aanslagen aan de opspanning of de constructie zelf
Verder moet er nagedacht worden over de bevestiging en positionering van de opspanning aan de machine.
Stoorcontour laskop
Houd rekening met de toevoer van het procesgas. In onderstaande plaatjes is een coaxiale aanvoer van het procesgas getoond. Het meest linker plaatje geeft een voorbeeld van een situatie waar niet voldoende ruimte is voor de toevoer van het proces gas. In het middelste plaatje is een constructieve aanpassing gedaan en in het rechter plaatje is ervoor gekozen om de laserstraal onder een hoek in te laten vallen.
Bron: Trumpf GmbH
Net zoals bij het procesgas, dient ook bij de crossjet rekening gehouden te worden met stoorcontouren.
Bron: Trumpf GmbH
Laserlassen aangeven op tekeningen
