Waarom ontstaan er hete scheuren in aluminiumlassen?

Warmscheuren bij het lassen van aluminiumlegeringen omvatten voornamelijk stollingsscheuren in het lasmetaal en liquatiescheuren in de door de warmte beïnvloede zone. Beide treden op bij hoge temperaturen, wanneer een zwakke vloeistoffilm de trekspanning die tijdens het afkoelen ontstaat, niet kan opvangen.

Waarom aluminiumlegeringen kwetsbaar zijn

Aluminium zet bij dezelfde temperatuurverandering ongeveer twee keer zo veel uit als staal. Tijdens het stollen kunnen eutektica met een laag smeltpunt langs de korrelgrenzen achterblijven, terwijl het omringende metaal krimpt. Legeringen met een breed stollingsbereik zijn bijzonder kwetsbaar, omdat de ononderbroken vloeistoffilm langer blijft bestaan en weinig vermogen heeft om vervorming op te vangen.

De gevoeligheid voor scheurvorming hangt af van de samenstelling van het basismetaal, het toevoegmetaal, de beperking van de lasverbinding en de lasparameters. Zuiver aluminium is het minst gevoelig. Al-Cu-legeringen behoren tot de meest gevoelige, en duraluminium (Al-Cu-Mg) en hoogsterkte Al-Zn-Cu-Mg-legeringen zijn over het algemeen ongeschikt voor conventioneel smeltlassen.

Hoe vulmetaal scheurvorming beïnvloedt

Een vulmetaal kan de samenstelling van de las, het stollingsbereik en de hoeveelheid eutekticum beïnvloeden. Een Al-Si-lasdraad met ongeveer 5% Si, zoals 4A01 in de bron, heeft een goed scheurherstelvermogen, hoewel de lassterkte en de ductiliteit ervan relatief laag zijn. Kleine toevoegingen van Ti, Zr, V of B kunnen de korrels verfijnen en scheurvorming verminderen door de spanning over meer korrelgrenzen te verdelen.

Hoe warmscheuren te verminderen

• Kies een geschikte combinatie van basismetaal en toevoegmetaal waarmee het kwetsbare bevriezingsbereik tot een minimum wordt beperkt.
• Gebruik een geconcentreerde warmtebron en vermijd onnodig hoge stroomsterkte.
• Regel de verplaatsingssnelheid. Een te hoge snelheid in combinatie met een hoge stroomsterkte kan de gevoeligheid voor scheurvorming vergroten.
• Beperk de beperking van de bewegingsvrijheid van verbindingen door een passend ontwerp van groeven, hechtlassen en lasvolgorde.
• Vermijd intermitterend lassen, waarbij herhaaldelijk starten en stoppen tot ernstige lokale thermische cycli leiden.

Er is geen enkele parameter die warmscheuren volledig kan voorkomen. De beheersing van de samenstelling, de korrelverfijning, de beheersing van de warmte-inbreng en het verminderen van de inperking moeten samenwerken.