design for laser

Key hole lassen

Key hole lassen (ook wel dieplassen genoemd) vindt plaats bij hogere intensiteiten dan geleidingslassen (> 108 W/m2) waardoor het maeriaal lokaal verdampt. Ten gevolge van de dampdruk ontstaat er een gat (dampcapillair, key hole) in het smeltbad, die diep in het materiaal dringt, zie onderstaande figuur.

Schematische weergave van het key hole lassen.

Schematische weergave van het key hole lassen.

Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers

De diameter van de key hole is 1.5 tot 2 keer zo groot als de diameter van de laserspot. De dampdruk in de key hole is voldoende om de hydrostatische krachten van de smelt en de oppervlaktespanning te weerstaan zodat de key hole open blijft. De absorptie van de laserstraling is groot (circa 80 %) dankzij herhaalde reflecties en dus herhaalde absorptie van het laserlicht in de key hole. Hierdoor dringt de laserstraling diep in het materiaal (tot meer dan 25 mm in staal), zie onderstaande figuren.

Key hole lassen in 25 mm dik staal bij verschillende snelheden.

Invloed van de lassnelheid op de lasdiepte bij het key hole lassen van staal (dikte 20 mm) met een 20 kW CO2 laser (M 2~3, f=715 mm, Fgetal=12).

Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers

Grafiek van de lasdiepte in staal als functie van de lassnelheid.

Lasdiepte in staal als functie van de lassnelheid.

Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers

De lasdiepte is veel groter dan de lasbreedte zie onderstaande figuren.

Key hole las Key hole las

Key hole lassen.

Bron: dictaat Materiaalbewerking met lasers

Key hole lassen met draadtoevoer

Dit is een variant van het dieplassen. Bedraagt de spleetbreedte meer dan 5% van de lasdiepte, dan kan de smelt de afstand tussen de werkstukken niet meer volledig overbruggen. De lasnaad zakt dan in (ondersnijding) of - in het uiterste geval - worden de werkstukken niet meer verbonden.

In deze gevallen is extra materiaal nodig, dat meestal tijdens het lasproces als draad toegevoerd wordt. Hoeveel draad noodzakelijk is, hangt af van de lassnelheid, spleetbreedte en lasdiepte. Naast de dosering heeft ook de positionering van de zeer dunne draad (0.8 tot 1.2 mm) grote invloed.

Extra materialen worden ook wel gebruikt ter legering van de lasnaad. Bij een geschikte draadkeuze kan scheurvorming in de las voorkomen worden.