Wat is MIG-, MAG- of GMAW-lassen? 👨‍🏭

Invoering

MIG (of MAG) is het proces van elektrisch booglassen met een verbruikbare elektrode onder gasafscherming, waarbij een massieve draad als elektrode en een inert gas (MIG) of een actief gas (MAG) als gasafscherming wordt gebruikt. Ook bekend als Gas Metal Arc Welding (of GMAW).

Hoe het proces werkt

MIG/MAG-lassen maakt gebruik van de warmte van een elektrische boog die ontstaat tussen een continu gevoede blanke elektrode en het basismetaal om de elektrodepunt en het oppervlak van het basismetaal te smelten bij de verbinding die wordt gelast.

De bescherming van de boog en het smeltbad is volledig afkomstig van een extern toegevoerd gas, dat inert, actief of een mengsel hiervan kan zijn. Daarom kunnen we, afhankelijk van het gas, de volgende processen hebben:

• MIG-proces (METAL INERT GAS): injectie van inert gas. Het gas kan zijn:

- argon
- helium

• MAG (METAL ACTIVE GAS)-proces: injectie van actief gas of een mengsel van gassen die hun inerte eigenschappen verliezen wanneer een deel van het basismetaal wordt geoxideerd. De gebruikte gassen zijn:

- 100% CO2
- CO2 + 5 tot 10% O2
- argon + 15 tot 30% CO2
- argon + 5 tot 15% O2
- argon + 25 tot 30% N2

Slakken die worden gevormd bij het lassen met beklede elektroden en het lassen onder water, worden niet gevormd bij het MIG/MAG-lasproces, omdat bij deze processen geen vloeimiddel wordt gebruikt. Er vormt zich echter een glasachtige film (die eruitziet als glas) van silica uit hoge siliciumelektroden, die als slak moeten worden behandeld.

Onderstaande figuur laat zien hoe het MIG/MAG-lasproces werkt.

MIG/MAG-lassen is een zeer veelzijdig proces. De grootste voordelen zijn:

• Hogere afzettingssnelheid dan gecoat elektrodelassen.
• Minder gas en rook bij het lassen.
• Hoge veelzijdigheid.
• Grote toepassingsmogelijkheden.
• Las een breed scala aan diktes en materialen.

Het MIG/MAG-proces kan ook semi-automatisch of automatisch worden gebruikt.

Bij het halfautomatische proces wordt de elektrode automatisch door een toorts (of pistool) gevoerd. De lasser regelt de kanteling en afstand tussen de toorts en het onderdeel, evenals de rijsnelheid en het hanteren van de boog.

Het MIG/MAG-lasproces kan ook worden gebruikt voor het aanbrengen van oppervlaktecoating.

Lasapparatuur

Basis MIG/MAG-lasapparatuur bestaat uit de volgende elementen: een laspistool (beter bekend als een toorts), een lasstroombron, een beschermgasfles en een draadaandrijfsysteem.

De volgende afbeelding toont de basisuitrusting die nodig is voor het MIG/MAG-lasproces.

De toorts bevat een contactbuis om de lasstroom naar de elektrode over te brengen en een gasmondstuk om het beschermgas naar de buurt van de boog en het smeltbad te leiden. De draadaanvoerunit bestaat uit een kleine gelijkstroommotor en een aandrijfwiel.

De stroom van het beschermgas wordt geregeld door de debietmeter en de drukregelaar. Deze zorgen voor een constante toevoer van gas naar het mondstuk van het pistool met een vooraf ingestelde stroomsnelheid.

Het lassen begint wanneer de punt van de draad in contact is met het werkstuk en de ontstekingstrekker van het pistool wordt geactiveerd. Op dit moment vinden er drie gebeurtenissen plaats: (a) de draad wordt bekrachtigd, (b) de draad beweegt, (c) het gas stroomt door de opening van de solenoïde. U kunt dan beginnen met het verplaatsen van het pistool om te lassen.

De meeste MIG/MAG-lastoepassingen vereisen gelijkstroom met omgekeerde polariteit (DC+, elektrode aangesloten op de positieve pool). In deze situatie heeft u een stabielere boog, stabiele overdracht, weinig spatten en goede lasrupskarakteristieken.

Gelijkstroom in directe polariteit wordt niet vaak gebruikt, en wisselstroom werd tot voor kort niet gebruikt in dit proces. Tegenwoordig is er al de mogelijkheid om aluminium met wisselstroom te lassen.

Soorten opvulmetaaloverdracht

Bij het lassen met verbruikselektroden, zoals bij MIG/MAG-lassen, moet het gesmolten metaal aan de draadpunt worden overgebracht naar het smeltbad. De belangrijkste beïnvloedende factoren zijn:

• Intensiteit en type stroom.
• Boogspanning.
• Huidige dichtheid.
• Aard van de elektrodedraad.
• Uitsteekbare elektrodeverlenging.
• Beschermgas.
• Kenmerken van de stroombron.

Er is overdracht van het gesmolten toevoegmetaal van de punt van de draad naar het smeltbad, namelijk:

bolvormig

Het treedt op met een lage stroomsterkte in verhouding tot de meter (diameter) van de elektrode. Het metaal gaat van de elektrode naar het werkstuk als bolletjes, elk groter in diameter dan de elektrode. De bolletjes gaan zonder veel richting naar de plas en het uiterlijk van spatten is vrij duidelijk.

Door sprayoverdracht

Komt voor bij hoge stromen. Het gesmolten vulmetaal gaat als fijne druppeltjes door de boog. Bij spuitoverdracht kan de depositiesnelheid oplopen tot 10 kg/h. Deze depositiesnelheid beperkt de methode echter tot positionering.

Door kortsluiting overdracht

De fusie begint bolvormig en de druppel wordt groter totdat deze de gesmolten poel raakt, waardoor een kortsluiting ontstaat en de boog dooft. Onder invloed van bepaalde krachten wordt de druppel overgebracht op het onderdeel. Dit proces maakt lassen in alle posities mogelijk en is een proces met relatief lage energie, wat het gebruik ervan voor grotere diktes beperkt.

Door pulserend booglassen

Het handhaaft een lage stroomboog als achtergrondelement en injecteert hoge stroompulsen over deze lage stroom. De overdracht van vulmetaal vindt plaats door de druppelstraal tijdens deze pulsen. Deze eigenschap van de lasstroom zorgt ervoor dat de lasenergie lager is, wat het lassen in verticale positie mogelijk maakt door het gebruik van draden met een grote diameter.

De pulserende of "gepulseerde" boog is relatief nieuw en wordt meestal als superieur beschouwd aan andere overdrachtsmodi .

Het nadeel is dat er een specifiek lasapparaat nodig is om de pulsen te regelen. Een ander nadeel is het maken van een wortel, omdat wordt aangenomen dat lage stroomniveaus leiden tot het ontbreken van een fusiedefect.

Het meeste MIG/MAG-spuitlassen wordt uitgevoerd in de vlakke positie. Pulsboog- en kortsluitoverdracht MIG/MAG-lassen zijn geschikt om in alle posities te lassen. Bij het lassen in de positie boven het hoofd worden elektroden met een kleine diameter gebruikt met de kortsluitoverdrachtsmethode. Spuitoverdracht kan worden gebruikt met gepulseerde gelijkstroom.

De kortsluitmodus wordt veel gebruikt vanwege het gemak, maar heeft een nadeel vanwege de lage warmte-inbreng die het produceert. Deze kleine warmte kan een gebrek aan fusie veroorzaken en wordt daarom door sommige bedrijven beperkt.

Soorten en functies van verbruiksartikelen – gassen en elektroden

Het belangrijkste doel van beschermgas bij MIG/MAG-lassen is om de las te beschermen tegen atmosferische verontreiniging. Het beschermgas heeft ook invloed op het type overdracht, de penetratiediepte en de rupsvorm.

Argon en helium zijn beschermgassen die worden gebruikt om de meeste ferrometalen te lassen. CO2 wordt veel gebruikt voor het lassen van koolstofarme staalsoorten (vroeger "zachte" staalsoorten genoemd). Bij het selecteren van een beschermgas is de belangrijkste factor om in gedachten te houden dat hoe dichter het gas, hoe effectiever de boogbescherming is.

De elektroden voor MIG/MAG-lassen zijn qua samenstelling vergelijkbaar of identiek aan die van andere lasprocessen waarbij blanke elektroden worden gebruikt, en voor het specifieke geval van MAG-lassen bevatten ze in bepaalde percentages deoxiderende elementen zoals silicium en mangaan.

Voor alle duidelijkheid: het desoxiderende element is het element dat de zuurstof uit de gesmolten poel haalt of er iets minder schadelijks van maakt. Als je de zuurstof in de plas laat, komt deze na stolling in de las vast te zitten in de vorm van poriën (of porositeit).

In de regel moeten de samenstelling van de elektrode en het basismetaal zoveel mogelijk gelijk zijn, en specifiek voor het MAG-proces moet rekening worden gehouden met de toevoeging van deoxiderende elementen (omdat de gewrichtsreiniging niet zo zorgvuldig is als in het MAG-proces).

Gedrag van de actieve atmosfeer in het MAG-proces

Met actieve atmosfeer wordt bedoeld de injectie van actief beschermgas, dat wil zeggen dat het metaal tijdens het lassen kan oxideren. Om de redenering over de betrokken verschijnselen te vergemakkelijken, nemen we als voorbeeld de injectie van kooldioxide (CO2).

De kooldioxide die in het beschermgas wordt geïnjecteerd, bevordert bij het dissociëren in koolmonoxide en zuurstof (CO2 = CO + 1/2 O2) de vorming van ijzermonoxide: (Fe + 1/2 O2 = FeO). Ijzermonoxide (FeO) diffundeert op zijn beurt en lost op in de gesmolten poel door de reactie:
FeO + C -> Fe + CO

Het kan voorkomen dat er geen tijd is voor koolmonoxide (CO) om het smeltbad te verlaten, waardoor er poriën of porositeit in het lasmetaal ontstaan.

Het probleem wordt opgelost door toevoeging van deoxiderende elementen zoals mangaan. Mangaan reageert met ijzeroxide, waardoor mangaanoxide ontstaat, dat, dat geen gas is, naar de slak gaat (FeO + Mn -+ MnO).

Mangaan moet echter worden toegevoegd in een hoeveelheid die verenigbaar is met het gevormde FeO. Een teveel aan Mn zal ervoor zorgen dat een deel ervan in de las wordt opgenomen, wat resulteert in een grotere hardheid van het lasmetaal en dus een grotere kans op scheurvorming. Samengevat treden dus de volgende reacties op:
• In de actieve atmosfeer:
CO2> CO + ½ O2
Fe + ½ O2> FeO

• Bij vloeistof/vaste transformatie:
FeO + C> Fe + CO

• Met toevoeging van deoxiderende elementen:
FeO + Mn> Fe + MnO (MnO gaat naar de slak)

In theorie genereert GMAW geen slakken, maar in de praktijk kan het een glasachtige slak vormen (zoals hierboven te zien is). Een andere mogelijkheid is dat MnO als insluiting in de las blijft.

Het is altijd handig om op de volgende details te letten bij lassen met actieve atmosfeer (MAG-proces en alle andere met actieve atmosfeer):

• Naarmate de snelheid van stollen toeneemt, wordt de kans op poriën en porositeiten groter;
• Oxidatie kan poriën en porositeit veroorzaken. Overmatige deoxidatie, door de mechanische treksterkte van de las te vergroten, verhoogt de hardbaarheid (verharding door warmtebehandeling). Het risico op scheuren zal groter zijn.

Bij MAG-lassen wordt het desoxiderende element toegevoegd met behulp van een speciale draad die een hoger gehalte aan het desoxiderende element bevat. Naast Mn zijn er ook deoxiderende elementen: Si, V, Ti en AI.

Functies en gebruik

Het MIG/MAG-lasproces produceert lasnaden van hoge kwaliteit met de juiste lasprocedures.

Omdat er geen vloeimiddel wordt gebruikt, is de mogelijkheid van opname van slak vergelijkbaar met de gecoate elektrode of het ondergedompelde boogproces minimaal, en aan de andere kant kan de opname van een glasachtige slak die kenmerkend is voor het proces optreden als de interpass-reiniging niet wordt uitgevoerd naar behoren. Waterstof in soldeer is praktisch onbestaande.

MIG/MAG-lassen is een lasproces in alle posities, afhankelijk van de elektrode en het gebruikte gas of gassen. Het kan de meeste metalen lassen en kan zelfs worden gebruikt voor het afzetten van oppervlaktecoatings.

Het is in staat om diktes van meer dan 0,5 mm te lassen met kortsluiting. De afzettingssnelheid kan 15 kg/u bereiken, afhankelijk van de elektrode, de overdrachtsmodus en het gebruikte gas.

Proces-geïnduceerde discontinuïteiten

Bij MIG/MAG-lassen kunnen de volgende onderbrekingen optreden:

Gebrek aan fusie

Het kan gebeuren bij MIG/MAG-lassen met kortsluiting. Het komt ook voor bij spuitoverdracht of axiaal spuiten bij gebruik van lage stroom.

Gebrek aan penetratie

Het optreden ervan is waarschijnlijker bij kortsluitingsoverdracht (vanwege lage warmte-inbreng).

slakken insluitsels

De zuurstof die zich in het basismetaal zelf bevindt, of die tijdens het lassen onder slechte beschermingsomstandigheden wordt opgevangen, vormt oxiden in het smeltbad. Meestal drijven deze oxiden in het smeltbad, maar ze kunnen vast komen te zitten onder het lasmetaal, waardoor er slak kan ontstaan.

Splinters, bochten, dubbele lamineringen en interlamellaire scheuren

Ze kunnen aan de oppervlakte komen of verschijnen in lassen met een hoge mate van beperking.

Undercuts (lijken op een beet)

Als ze dat wel doen, is dat te wijten aan het onvermogen van de lasser.

Porositeit

Zoals we al hebben gezien, worden poriën en porositeit veroorzaakt door gas dat vastzit in de las bij MIG/MAG-lassen, het volgende mechanisme wordt geverifieerd: het geïnjecteerde beschermgas kan zonder inachtneming van bepaalde technische vereisten de omringende atmosfeer verdringen, die zuurstof en stikstof.

Zuurstof en stikstof uit de atmosfeer kunnen oplossen in het smeltbad, waardoor poriën en porositeit in het lasmetaal ontstaan.

Overlappen

Het kan gebeuren met kortsluiting overdracht.

Scheuren

Er kunnen scheuren optreden bij het lassen met een slechte techniek, zoals het gebruik van ongeschikt toevoegmetaal. Met ongepast bedoel ik de keuze of specificatie van verbruiksartikelen (verantwoordelijkheid van de ingenieur)

Voorwaarden persoonlijke bescherming

Bij MIG/MAG-lassen is de emissie van ultraviolette straling hoog. Er is ook het probleem van metalen uitsteeksels. De lasser moet conventionele veiligheidsuitrusting dragen, zoals handschoenen, overalls, oogbeschermingsbrillen, enz.

Bij het lassen in besloten ruimtes mogen we de noodzaak van geforceerde ventilatie niet vergeten, evenals het verwijderen van containers die oplosmiddelen bevatten die kunnen ontleden in giftige gassen door de werking van ultraviolette stralen.

Meer informatie over Lassen

Meer weten over lassen? Bezoek mijn Snelle Cursus.

Citaat

Als je een feit of stukje informatie in een opdracht of essay moet opnemen, moet je ook vermelden waar en hoe je dat stukje informatie hebt gevonden (Wat is MIG-, MAG- of GMAW-lassen).

Dat geeft geloofwaardigheid aan je paper en is soms vereist in het hoger onderwijs.

Om je leven (en citeren) gemakkelijker te maken, kopieer en plak je de onderstaande informatie in je opdracht of essay:

Luz, Gelson. Wat is MIG-, MAG- of GMAW-lassen?. Materialen blog. Gelsonluz.com. dd mm jjjj. URL.

Vervang nu dd, mm en jjjj door de dag, maand en jaar waarop u door deze pagina bladert. Vervang ook de URL voor de daadwerkelijke url van deze pagina. Dit citatieformaat is gebaseerd op MLA.