Het Juiste Beschermgas Kiezen: Een Gids voor MAG, MIG en TIG Lassen
Beschermgassen spelen een belangrijke rol bij vrijwel alle booglasprocessen. Ze beschermen het smeltbad en de vlamboog tegen de invloed van de omgevingslucht, beïnvloeden de boogstabiliteit, inbrandingsvorm, lassnelheid, mechanische eigenschappen en de uiteindelijke laskwaliteit. Een verkeerd gekozen beschermgas kan leiden tot porositeit, slechte mechanische eigenschappen, oxidatie, spatten of zelfs scheurvorming. Beschermgassen zijn geen verbruiksartikel, maar een essentiële procesparameter voor elk lasproces.
In deze uitgebreide blog wordt uitgelegd hoe beschermgassen gekozen moeten worden, waar men op moet letten, wat belangrijk is in de praktijk en wat juist niet gebruikt moet worden. Daarnaast worden ook backinggassen besproken. Als leidraad wordt de internationale norm ISO 14175:2008 aangehouden.
Een beschermgas heeft meerdere functies:
• Beschermen van het smeltbad tegen zuurstof (O₂), stikstof (N₂) en waterstof (H₂) uit de lucht
• Stabiliseren van de vlamboog
• Beïnvloeden van warmte-inbreng en inbranding
• Verminderen van spatten
• Beïnvloeden van de mechanische eigenschappen van de las
• Verbeteren van het lasuiterlijk
De keuze van het juiste gas is dus geen bijzaak, maar een essentieel onderdeel van het lasproces.
De norm ISO 14175:2008 classificeert beschermgassen en gasmengsels voor booglassen en verwante processen. De norm zorgt voor eenduidige aanduiding, hierdoor wordt onafhankelijk van leverancier of handelsnaam altijd duidelijk welk type gas bedoeld wordt.
reageren niet met het smeltbad. Argon en helium vallen in deze categorie, evenals hun mengsels. Deze gassen worden vooral gebruikt bij TIG-, MIG- en plasmalassen van non-ferrometalen en hooggelegeerde materialen. Kenmerken zijn een zeer stabiele vlamboog, weinig tot geen spatvorming en geen metallurgische beïnvloeding.
bestaan uit argon of helium met gecontroleerde hoeveelheden actieve componenten zoals kooldioxide of zuurstof. Deze mengsels worden hoofdzakelijk toegepast bij MAG-lassen van staalsoorten.
wordt als zuiver gas toegepast bij robuuste staaltoepassingen, waarbij diepe inbranding belangrijker is dan spatarm lassen. Kenmerken van dit beschermgas zijn de diepe inbranding, onstabiele vlamboog en vele spatten.
bevatten waterstof en worden ingezet om de vloeibaarheid van het smeltbad te verbeteren, met name bij austenitisch RVS en nikkellegeringen. Dit gas is niet geschikt voor het lassen van staal i.v.m. het gevaar op waterstofscheuren.
worden vooral gebruikt als backinggas bij duplex en superduplex om de gewenste microstructuur te behouden.
worden niet gebruikt als beschermgassen bij het vlamboog lassen.
zijn gasmengsels die componenten bevatten die niet in de lijst zijn opgenomen of mengsels die buiten de vermelde samenstellingen vallen.
De volledige groepsindeling in onderstaande tabel volgens de ISO 14175:2008
|
Symbol |
Components in nominal percentage of volume |
||||||
|
Main |
Sub |
Oxidizing |
Inert |
Reducing |
Low reactivity |
||
|
CO2 |
O2 |
Ar |
He |
H2 |
N2 |
||
|
I |
1 |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
3 |
|
|
balance |
0,5 ≤ He ≤ 95 |
|
|
|
M1 |
1 |
0,5 ≤ CO2 ≤ 5 |
|
balancea |
|
0,5 ≤ H2 ≤ 5 |
|
|
|
2 |
0,5 ≤ CO2 ≤ 5 |
|
balancea |
|
|
|
|
|
3 |
|
0,5 ≤ O2 ≤ 3 |
balancea |
|
|
|
|
|
4 |
0,5 ≤ CO2 ≤ 5 |
0,5 ≤ O2 ≤ 3 |
balancea |
|
|
|
|
M2 |
0 |
5 < CO2 ≤ 15 |
|
balancea |
|
|
|
|
|
1 |
15 < CO2 ≤ 25 |
|
balancea |
|
|
|
|
|
2 |
|
3 < O2 ≤ 10 |
balancea |
|
|
|
|
|
3 |
0,5 ≤ CO2 ≤ 5 |
3 < O2 ≤ 10 |
|
|
|
|
|
|
4 |
5 < CO2 ≤ 15 |
0,5 ≤ O2 ≤ 3 |
|
|
|
|
|
|
5 |
5 < CO2 ≤ 15 |
3 < O2 ≤ 10 |
|
|
|
|
|
|
6 |
15 < CO2 ≤ 25 |
0,5 ≤ O2 ≤ 3 |
|
|
|
|
|
|
7 |
15 < CO2 ≤ 25 |
3 < O2 ≤ 10 |
|
|
|
|
|
M3 |
1 |
25 < CO2 ≤ 50 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
10 < O2 ≤ 15 |
|
|
|
|
|
|
3 |
25 < CO2 ≤ 50 |
2 < O2 ≤ 10 |
|
|
|
|
|
|
4 |
5 < CO2 ≤ 25 |
10 < O2 ≤ 15 |
|
|
|
|
|
|
5 |
25 < CO2 ≤ 50 |
10 < O2 ≤ 15 |
|
|
|
|
|
C |
1 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
balance |
0,5 < O2 ≤ 30 |
|
|
|
|
|
R |
1 |
|
|
|
|
0,5 ≤ H2 ≤ 15 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
15 ≤ H2 ≤ 50 |
|
|
N |
1 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
0,5 ≤ N2 ≤ 5 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
5 ≤ H2 ≤ 50 |
|
|
4 |
|
|
|
|
0,5 ≤ H2 ≤ 10 |
0,5 ≤ N2 ≤ 5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
0,5 ≤ H2 ≤ 50 |
Balance |
|
O |
1 |
|
100 |
|
|
|
|
|
Z |
Gas mixtures containing components not listed, or mixtures outside the composition ranges listed.b |
||||||
| a For the purpose of this classification, argon may be substituted partially or completely by helium. | |||||||
| b Two gas mixtures with the same Z-classification may not be interchangeable. | |||||||
Meest gebruikte gassen: Argon (I1) - Argon/Helium mengsels (I3)
Bij TIG-lassen wordt vrijwel altijd met inerte gassen gewerkt. Argon is hierbij de standaardkeuze vanwege de stabiele boog en goede ontsteking. Voor dikkere materialen of hogere lassnelheden kan helium worden toegevoegd om de warmte-inbreng te verhogen.
Meest gebruikte gassen: Argon (I1) en Argon/Helium mengsels (I3)
Bij MIG-lassen van aluminium, koper en nikkel wordt eveneens gebruikgemaakt van inerte gassen. Argon is geschikt voor dun materiaal, terwijl Argon/Helium-mengsels voordelen bieden bij grotere materiaaldiktes.
Meest gebruikte gassen: Argon/Kooldioxide mengsels
MAG-lassen onderscheidt zich juist door het gebruik van actieve gasmengsels. Voor on- en laaggelegeerd staal worden argon/CO₂ en argon/O₂ mengsels toegepast. De hoeveelheid actief gas moet zorgvuldig worden gekozen: te veel actief gas verhoogt oxidatie en spatten, terwijl te veel inert gas kan leiden tot een onstabiele vlamboog. Hoe hoger het actieve gas aandeel, hoe hoger de kans op oxidatie en slechtere kerftaaiheid
Om te voorkomen dat de achterkant van de las (het smeltbad) oxideert door contact met zuurstof uit de lucht, moet bij het lassen van sommige staalsoorten een beschermgas aan de doorlaszijde worden gebruikt. Dit noemen we backinggas. Als de las of het basismateriaal daar toch oxideert, neemt de corrosiebestendigheid en de mechanische eigenschappen van de verbinding merkbaar af. Naast bescherming tegen oxidatie zorgt backinggas ook voor een mooie, gladde doorlassing.
Veelgebruikte backinggassen
- Argon (meest toegepast)
- Argon/Waterstof mengsels
- Stikstof/Waterstof mengsels (beperkt toepasbaar)
Stikstof/Waterstof mengsels worden veel toegepast omdat ze relatief goedkoop zijn. Het waterstofgehalte ligt meestal tussen de 5 en 20%. Bij waterstofgevoelige roestvaste staalsoorten, zoals duplex en martensitisch RVS, mag echter geen waterstofhoudend backinggas worden gebruikt. Wanneer het waterstofgehalte hoger is dan 10%, moet het uitstromende gas worden afgefakkeld vanwege explosiegevaar.
Voor een goede bescherming van de doorlassing is voldoende spoeltijd noodzakelijk om het zuurstofgehalte zo laag mogelijk te krijgen. De zuurstofgehalte moet vóór het lassen voldoende laag zijn en tijdens het lassen stabiel blijven (<50 ppm, vaak <20 ppm bij RVS) om oxidatie of zelfs verbranding van legeringselementen te voorkomen. Ook moet altijd een gecontroleerde gasafvoer aanwezig zijn om overdruk en gasinsluitingen te voorkomen.
Oxidatie aan de doorlassingszijde is te herkennen aan verkleuringen die kunnen lopen van lichtbruin tot blauw. Deze verkleuring ontstaat al bij zeer kleine hoeveelheden zuurstof.
Bij het gebruik van argon of argon/waterstof moet rekening worden gehouden met het feit dat deze gassen zwaarder zijn dan lucht. Bij horizontaal lassen van pijpen kan het daardoor gebeuren dat op de bovenkant (12-uur-positie) nog lucht achterblijft. Stikstof/waterstofmengsels zijn juist lichter dan lucht, waardoor het tegenovergestelde effect kan optreden.
Onderstaand de verkleuring door lassen aan de binnenkant van austenitische roestvrijstalen buizen volgens AWS D18.2
Voor on- en laaggelegeerd staal worden bij MAG-lassen meestal argon/CO₂-mengsels toegepast. Mengsels met circa 15 tot 18% CO₂ bieden een goede balans tussen inbranding en productiviteit. Voor hogere kwaliteitseisen en betere taaiheid worden mengsels met lagere CO₂- of O₂-gehaltes gebruikt. Bij TIG-lassen is argon de standaardkeuze, eventueel aangevuld met argon als backinggas.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| MAG | M21 | Ar + 18 - 20% CO₂ | Standaard constructie- werk, goede inbranding |
| MAG | M20 | Ar + 8 - 15% CO₂ | weinig spatten, betere lasuiterlijk |
| MAG | M12 | Ar + ≤2% CO₂ | Dun plaatwerk, hogere laskwaliteit |
| MAG | M13 | Ar + 1 - 3% O₂ | Zeer stabiele boog |
| MAG | C1 | 100% CO₂ | Diepe inbranding, veel spatten, ruw uiterlijk |
| TIG | I1 | 100% Ar | Grondlagen- en pijplassen |
| Backing | I1 | 100% Ar | Bescherming van doorlassing bij TIG/MAG |
Niet aanbevolen: Waterstofhoudende gassen, hoge O₂-gehaltes (>3%) bij eisen aan kerftaaiheid
Austenitisch RVS vraagt om een voorzichtige gaskeuze. Lage actieve gaspercentages zijn toegestaan bij MIG/MAG, terwijl bij TIG-lassen vaak argon of argon met een kleine waterstoftoevoeging wordt gebruikt voor een gladde doorlassing. Backinggassen zijn hier vrijwel altijd noodzakelijk.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| TIG | I1 | 100% Ar | Standaard TIG-lassen |
| TIG | R1 | Ar + 2 - 5% H₂ | Betere inbranding en gladde doorlassing |
| MIG/MAG | M12 | Ar + 1 - 2% CO₂ | Weinig oxidatie, goede mechanische waarden |
| MIG/MAG | M13 | Ar + 1 - 2% O₂ | Zeer stabiele boog |
| Backing | I1 | 100% Ar | Beste kwaliteit grondlagen |
| Backing | N5 | N₂ + 5 - 10% H₂ | Grondlagen- en pijplassen |
Niet aanbevolen: - 100% CO₂ - Hoge actieve gaspercentages
Bij duplex en superduplex speelt de microstructuur een doorslaggevende rol. Stikstofhoudende bescherm- en backinggassen helpen om de juiste austeniet/ferriet-verhouding te behouden. Waterstofhoudende mengsels mogen alleen worden toegepast wanneer dit expliciet is gekwalificeerd.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| TIG | I1 / N2 | 100% Ar | Stabiele austeniet/ ferriet balans |
| MIG/MAG | M12 + N₂ | Ar of Ar + 1 - 3% N₂ | Behoud microstructuur |
| Backing | N1 | Ar + 1 - 2% CO₂ + N₂ | Bevordert austenietvorming |
| Backing | N5 | N₂ + max. 5% H₂ | Alleen indien toegestaan in WPS |
Niet aanbevolen: - Waterstofrijke mengsels zonder procedurekwalificatie
Aluminium en aluminiumlegeringen worden uitsluitend met inerte gassen gelast. Actieve gassen of stikstof veroorzaken altijd lasfouten en zijn daarom uitgesloten.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| TIG | I1 | 100% Ar | Dun en middeldik materiaal |
| TIG | R1 | Ar + He | Dikkere materialen, hogere warmte-inbreng |
| MIG | I1 / I3 | 100% Ar | Standaard MIG aluminium |
| MIG | I1 | Ar + 30 - 70% He | Hogere lassnelheid, diepe inbranding |
Niet aanbevolen: - Actieve gassen (CO₂, O₂) - Stikstof
Nikkel en nikkellegeringen worden meestal gelast met argon of Argon/Helium-mengsels. Kleine hoeveelheden waterstof kunnen de vloeibaarheid verbeteren, mits het basismateriaal dit toelaat.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| TIG | I1 | 100% Ar | Standaard toepassingen |
| TIG | R1 | Ar + 2 - 5% H₂ | Verbeterde vloeibaarheid |
| MIG | I1 / I3 | Ar of Ar/He | Dikkere materialen |
| Backing | I1 | 100% Ar | Bescherming grondlaag |
Voor staalsoorten met hoge kerftaaiheidseisen, vooral bij lage temperaturen, verdienen laagactieve gasmengsels de voorkeur om zuurstofopname en brosse lasstructuren te vermijden.
| Las- proces |
ISO Groep |
Typische samenstelling |
Toepassing / aandachtspunten |
| MAG | M12 | Ar + ≤2% CO₂ | Lage zuurstofopname |
| TIG | M13 | Ar + 1% O₂ | Goede taaiheid |
| MIG | I1 | 100% Ar | Grondlagen |
Niet aanbevolen: M21 en hoger bij strenge kerftaaiheidseisen
De ingestelde gasdebiet verdient extra aandacht. Een te laag debiet biedt onvoldoende bescherming, terwijl een te hoog debie t turbulentie veroorzaakt en juist lucht kan aanzuigen. Richtwaarden liggen doorgaans tussen 6 en 12 l/min voor TIG lassen en 12 tot 20 l/min voor MIG/MAG lassen, afhankelijk van gascup diameter, omgeving en positie.
Omgevingsfactoren zoals tocht en wind hebben een grote invloed op de effectiviteit van het beschermgas. In zulke situaties zijn afschermingen door middel van een lastent of aanpassingen van de lasopstelling noodzakelijk.
Ook de kwaliteit van de gasvoorziening speelt een rol. Lekkende koppelingen, vervuilde slangen of ongeschikte reduceerventielen kunnen de gasbescherming ernstig verstoren.
Hulp nodig met het kiezen van het juiste gas? Gebruik onze Shielding Gas Selector!