Door de invloed van laswerk verandert de toestand van het materiaal altijd in zekere mate. Door de warmteontwikkeling tijdens het lassen kunnen materiaaleigenschappen veranderen en kunnen restspanningen ontstaan.Ook de uitvoering van de las kan invloed hebben op de sterkte. Onvolkomenheden zoals scheuren, poriën of onvoldoende doorlassing kunnen de constructieve capaciteit verminderen. De invloed van laswerk beperkt zich daarom niet tot de las zelf. Ook het omliggende moedermateriaal en de spanningssituatie van de constructie kunnen veranderen.
Invloed van laswerk op het moedermateriaal
Door de warmte van het lasproces wordt het moedermateriaal rondom de las plaatselijk sterk verhit. Tijdens het afkoelen kan afhankelijk van de afkoelsnelheid de materiaalstructuur in deze zone veranderen. De invloed hiervan is afhankelijk van het materiaal, de warmte-inbreng en de omstandigheden tijdens het lassen. Vooral bij staal kan een ongunstige combinatie van materiaalsoort en afkoelsnelheid leiden tot een lagere taaiheid en een grotere gevoeligheid voor scheurvorming en brosse breuk.
Verandering van de materiaalstructuur
Tijdens het lassen kan het materiaal in de warmte-beïnvloede zone een andere structuur krijgen dan het oorspronkelijke moedermateriaal. Ook kan de korrelstructuur veranderen. Een grove korrelstructuur kan daarbij een ongunstige invloed hebben op de taaiheid. Een te snelle afkoeling kan bij bepaalde staalsoorten leiden tot een harde en brosse materiaalstructuur. Hierdoor kan het materiaal minder plastische vervorming opnemen voordat een breuk ontstaat. De afkoelsnelheid wordt onder andere beïnvloed door de warmte-inbreng, de materiaaldikte en de temperatuur van het moedermateriaal vóór het lassen. Voorverwarmen kan de warmteonttrekking aan de laszone beperken en daarmee een te snelle afkoeling voorkomen.
Restspanningen door laswerk
Tijdens het lassen zet het verhitte materiaal plaatselijk uit. Tijdens het afkoelen krimpt het weer. Omdat het omliggende materiaal deze beweging beperkt, kunnen restspanningen in en rond de las ontstaan. Deze spanningen zijn na het afkoelen nog aanwezig, ook wanneer er geen externe belasting op de constructie werkt. Afhankelijk van de situatie kunnen ze de belastingstoestand van het onderdeel ongunstig beïnvloeden.
Vervorming door laswerk
Door de plaatselijke verhitting en afkoeling kan het materiaal tijdens het lassen uitzetten en krimpen. Wanneer deze bewegingen niet vrij kunnen optreden, kan het onderdeel vervormen. De oorspronkelijke geometrie van de constructie kan daardoor veranderen. Bij nauwkeurig passende onderdelen of verbindingen kan zo’n vervorming invloed hebben op de krachtsverdeling en het constructieve gedrag.
Hoe kan de invloed van laswerk tot verzwakking leiden?
Een las kan zelf onvolkomenheden bevatten die de sterkte van de verbinding beïnvloeden. Daarnaast kunnen door de lasgeometrie lokale spanningsconcentraties ontstaan. Vooral wanneer een constructie dynamisch wordt belast, kunnen deze effecten een belangrijke rol spelen. Kleine onvolkomenheden kunnen dan bijvoorbeeld een beginpunt vormen voor vermoeiingsscheuren.
Onvolkomenheden in laswerk
Tijdens het lassen kunnen verschillende onvolkomenheden ontstaan. Voorbeelden zijn gasinsluitingen, slakinsluitingen, gebrek aan binding en onvoldoende doorlassing. De laskwaliteit wordt niet alleen bepaald door de las zelf. Ook de voorbereiding en uitvoering zijn van belang. Roest, zink, verf of andere verontreinigingen op het te lassen oppervlak kunnen de laskwaliteit negatief beïnvloeden. Ook een ongeschikte elektrodebekleding of een verkeerd gekozen beschermgas kan leiden tot ongewenste gasinsluiting of zuurstofindringing. Een verkeerde elektrode- of toortsstand kan eveneens een negatieve invloed hebben op de laskwaliteit. Onvoldoende voorverwarming of een te lage warmte-inbreng kan daarnaast leiden tot onvoldoende inbranding of een slechte hechting tussen las en moedermateriaal. Hierdoor kan de effectieve verbinding minder sterk zijn dan op basis van de nominale lasafmetingen wordt verwacht.
Scheuren en spanningsconcentraties
Scheuren zijn een ernstige vorm van onvolkomenheid in laswerk. Ze kunnen ontstaan in de las zelf of in het omliggende materiaal. Ook een ongunstige lasgeometrie kan plaatselijk hoge spanningen veroorzaken. Denk bijvoorbeeld aan een scherpe overgang of randinkarteling. Hierdoor kunnen scheuren gemakkelijker ontstaan of verder groeien. Bij wisselende belastingen kunnen dergelijke plaatsen bovendien extra gevoelig zijn voor vermoeiing.
Invloed van laswerk bij bestaande constructies
Bij bestaande constructies is niet altijd bekend onder welke omstandigheden het laswerk oorspronkelijk is uitgevoerd. Ook kunnen in de loop van de tijd reparaties of aanvullende lasverbindingen zijn aangebracht. Bij een beoordeling van een bestaande constructie moet daarom worden gekeken naar de huidige toestand van het laswerk en naar de manier waarop de constructie wordt belast.
Bestaande lasverbindingen beoordelen
Bij een bestaande constructie kunnen lasverbindingen beschadigd zijn geraakt of in de loop van de tijd zijn veranderd. Scheuren, corrosie en andere zichtbare gebreken kunnen daarbij aanwijzingen geven voor een verminderde capaciteit. Niet alle gebreken zijn echter met het blote oog zichtbaar. Wanneer de invloed van laswerk op de constructie moet worden beoordeeld, kan daarom aanvullend onderzoek nodig zijn.
Reparaties en aanvullend laswerk
Bij reparaties of wijzigingen aan een bestaande constructie kan nieuw laswerk de bestaande krachtsverdeling veranderen. Ook kan plaatselijke verhitting het omliggende materiaal beïnvloeden. Daarom moet bij een beoordeling niet alleen naar de oorspronkelijke lasverbinding worden gekeken. Ook later aangebracht laswerk kan van invloed zijn op de huidige constructieve capaciteit.
Verborgen lasgebreken
Niet alle onvolkomenheden in laswerk zijn aan de buitenkant zichtbaar. Een las kan er visueel goed uitzien terwijl er inwendig bijvoorbeeld sprake is van poriën, slakinsluitingen of onvoldoende doorlassing. Bij een sterktebeoordeling kan het daarom nodig zijn om de kwaliteit van bestaand laswerk met aanvullende onderzoeksmethoden vast te stellen.
Invloed van laswerk meenemen in een sterkteberekening
Bij een sterktebeoordeling moet worden uitgegaan van de werkelijke uitvoering van de constructie. Daarbij zijn zowel het moedermateriaal als de lasverbinding van belang. De invloed van laswerk kan afhankelijk van de situatie worden meegenomen door rekening te houden met gewijzigde materiaaleigenschappen, lasgeometrie, onvolkomenheden en restspanningen. Bij bestaande constructies moet daarnaast worden uitgegaan van de actuele toestand. Voor een betrouwbare sterkteberekening zijn ook de werkelijke lasafmetingen, lasgeometrie en aansluiting op het moedermateriaal van belang. Eventuele onvolkomenheden of zichtbare beschadigingen kunnen eveneens van invloed zijn op de beoordeling.
Invloed van laswerk kan leiden tot vermoeiing
Lasverbindingen kunnen extra gevoelig zijn voor vermoeiing. Vooral plaatselijke spanningsconcentraties bij de overgang tussen de las en het moedermateriaal kunnen daarbij een rol spelen. Bij wisselende belastingen kunnen kleine onvolkomenheden of scheuren daardoor geleidelijk groter worden. De invloed van laswerk kan bij constructies met veel belastingswisselingen daarom bepalend zijn voor de levensduur.
Gekwalificeerde lassers en laskwaliteit
De kwaliteit van laswerk is sterk afhankelijk van de kennis, ervaring en uitvoering door de lasser. Bij constructief belangrijke lasverbindingen is het daarom van belang dat het werk wordt uitgevoerd door een gekwalificeerde lasser die voor het betreffende lasproces is gekwalificeerd. Ook de gebruikte lasmethode en de controle van het laswerk spelen een belangrijke rol. Het Nederlands Instituut voor Lastechniek (NIL) houdt zich onder andere bezig met lasserskwalificatie, lasmethodekwalificatie en certificatie van lastechnische kwaliteit. Meer informatie hierover is te vinden bij het