TIG-Lassen.

TIG-Lassen.

TIG-lassen is een specifieke lastechniek. De naam is een afkorting en staat voor Tungsten Inert Gas en dankt zijn naam aan de Engelse naam voor wolfraam (tungsten) en het gebruik van een inert gas.

Kenmerken

TIG-lassen behoort tot de categorie ‘elektrisch booglassen’. De techniek werkt met een niet-afsmeltende elektrode. Deze is gemaakt van wolfraam, waaraan soms kleine hoeveelheden andere stoffen worden toegevoegd om de kwaliteit van de lasboog te verbeteren. Lastoevoegmateriaal wordt apart, handmatig, in het smeltbad toegevoegd.

Bij dit lasproces wordt een constante stroomsterkte gebruikt (een zg. vallende of verticale stroombronkarakteristiek), in tegenstelling tot MIG/MAG-lassen of OP-lassen, waar een constante spanning wordt gebruikt (een vlakke of horizontale stroombronkarakteristiek). Er wordt een stabiele plasmaboog opgebouwd tussen elektrode en werkstuk, waarbij dezen elkaar nooit aanraken. Er kan gelast worden met gelijkstroom (dan is de elektrode altijd negatief, anders zou hij smelten) of met wisselstroom.

In tegenstelling tot MAG-lassen wordt hier als beschermgas altijd een inert gas (edelgas) gebruikt, omdat andere gassen bij de zeer hoge temperaturen ontleden en reactieve stoffen geven die het materiaal aantasten.

Met TIG-lassen kan een zeer hoge laskwaliteit bereikt worden. Veel mensen beschouwen TIG-lassen als een moeilijke vorm van lassen, doordat – in tegenstelling tot bij het lassen met beklede elektrode en het MIG/MAG-lassen – het toevoegmateriaal handmatig toegevoegd moet worden. Er zijn dus doorlopend twee handen nodig.

Proces

Bij TIG-lassen wordt de warmte verkregen door een plasma-boog te trekken tussen de wolfraamelektrode en het werkstuk. Doorgaans wordt die boog gestart door een kortdurende hoogspanningsontlading; vroeger ontbrak die voorziening bij goedkopere apparaten en moest de boog ontstoken worden door het werkstuk aan te strijken, wat als nadeel had dat beiden soms versmolten raakten en de laselektrode verontreinigd werd.

Doordat wolfraam een zeer hoge smelttemperatuur heeft (3410 °C) smelt de elektrode niet af. De temperatuur van de lasboog bereikt temperaturen van 14000 °C en het smeltbad loopt op tot 6000 à 7000 graden, maar doordat de elektrode negatief is en door de koelende werking van het langsstromende beschermgas, heeft de elektrode maar een derde van de temperatuur van het werkstuk. Als er met wisselstroom wordt gelast, wordt de elektrode aanmerkelijk heter en blijft hij nog maar net beneden het smeltpunt. Bij TIG-lassen met wisselstroom bestaat de elektrode uit zuiver wolfraam, omdat eventuele toevoegingen er bij die temperaturen uit zouden dampen.

Als beschermgas wordt meestal argon gebruikt, omdat dat het goedkoopste edelgas is en omdat het ongeveer dezelfde dichtheid heeft als lucht, zodat het niet snel opstijgt of daalt. Soms wordt gelast met helium omdat dat een hogere boogspanning vereist en daardoor een diepere inbranding geeft. Helium is wel duurder en de benodigde toevoersnelheid is ongeveer het dubbele van die van argon. Soms wordt een klein percentage waterstof aan het argon toegevoegd, omdat dat de oppervlaktespanning van het smeltbad verlaagt en daardoor gladdere lassen geeft.

Metalen die bedekt worden met een oxidelaag zoals aluminium, aluminiumlegeringen, magnesiumlegeringen en aluminiumbronzen worden met wisselstroom gelast, de rest met gelijkstroom. Deze wisselstroom is nodig om te zorgen dat de beschermende oxidelaag van het object wordt ‘weggestraald’. Nadeel hiervan is wel dat de wolfraamelektrode daardoor heter wordt en gedeeltelijk smelt, waardoor deze een ronde punt krijgt en een minder smalle las mogelijk is dan bij gelijkstroomlassen met een scherp geslepen elektrode-punt.

Doordat het werkstuk hoge temperaturen bereikt door het hete plasma en de lage werksnelheid, is er het risico dat de achterzijde van het werkstuk, als dat aan de lucht blootgesteld wordt, zo heet wordt dat daar verbranding optreedt. Als dat risico bestaat, moet tijdens het lassen die zijde ook worden beschermd met een beschermgas (een z.g. ‘backinggas’ of ‘formeergas’). Omdat de temperaturen daar beduidend lager zijn, kan worden gekozen voor een veel goedkoper beschermgas zoals CO2.
Bedieningspaneel van een machine met veel mogelijkheden

Bij een modern TIG-lasapparaat zijn vele parameters in te stellen, zoals: upslope, warm / koudstart, 2e las-stroom, pulserend lassen, downslope, gas na-stroom tijd, 2-takt / 4-takt, wissel/gelijkstroom, frequentieregeling, balansregeling, geheugenplaatsen om lasinstellingen op te slaan.

Andere factoren waarin een keuze gemaakt moet worden worden: soort beschermgas, soort en diameter elektrode, diameter van de cup of misschien wel een gaslens, Lasbad-ondersteuning en/of backinggas.
Toepassingen

Het toepassingsgebied van TIG-lassen is vooral hooggelegeerd staal (RVS, roestvast staal) of aluminium. Het wordt ook regelmatig gebruikt voor laaggelegeerd staal met dunne plaatdiktes daar de lassnelheid vrij laag is.

Meestal wordt dit lasproces handmatig gebruikt; het is echter ook mogelijk het te automatiseren, waarbij zowel de lastoorts als het toevoegmateriaal worden bewogen.

Voor- en nadelen

Voordelen

• Zeer hoge laskwaliteit. De kans op insluitsels is nagenoeg nihil en de lasser heeft uitstekend zicht op het smeltbad. Alle lasparameters zijn onafhankelijk van elkaar te optimaliseren.
• Doordat toevoeging van materiaal handmatig gebeurt en onafhankelijk is van de plasmaboog, kan de toevoegsnelheid helemaal vrij bepaald worden. Eventueel kan er ook voor gekozen worden om niets toe te voegen en alleen twee onderdelen van het werkstuk aan elkaar te lassen.
• Het lasproces geeft geen spatten. Dit heeft als voordeel dat de lasser een zeer goed zicht heeft op het smeltbad, maar ook dat er geen lasspatten aan het werkstuk en de omgeving vast smelten.
• Er wordt geen of nauwelijks lasrook geproduceerd. Het is dus een vrij schoon proces. Samen met het feit dat er geen spatten zijn, is het dus zelfs mogelijk ‘op de keukentafel’ te TIG-lassen.
• Er kan in alle posities gelast worden.
• Feitelijk alle smeltbare metalen kunnen met dit proces gelast worden.

Nadelen

• Het is een relatief langzaam lasproces. Het is daarom minder geschikt voor werkzaamheden waarbij productietijd van belang is of bij dikke lasnaden.
• Vanwege het gebruik van edelgassen in combinatie met de lage lassnelheid, en omdat er nogal wat regelelektronica nodig is, is het duur.
• Door de zeer grote warmte-inbreng is er een groot risico op kromtrekken van het werkstuk. Het vergt kennis en ervaring van de lasser om hiermee om te gaan.