Het lassen vaneen nabehandeld hoogwaardigbetonstaal (lofstaal)doorir. E. J. van K oot, directeur Torstaal N.V.ALGEMEENOmtrent het elektrisch lassen van hoogwaardig betonstaalblijkt in de praktijk nog veel misverstand te bestaan. Ener-zijds is dit het gevolg van onbekendheid met deze materie,anderzijds speelt ook de nawerking van de G.B.V. 1950, waar-in het elektrisch lassen van nabehandeld hoogwaardig beton-staal wos verboden, hier nog een rol.Daarom lijkt ons eerst een korte beschouwing op zijn plaatsover het elektrisch lassen van hoogwaardig betonsiaal in hetalgemeen. .Voor het verkrijgen van een taaie en voldoend sterke lasver-binding zijn de volgende factoren van belang.Lasbaarheid van het materiaalDe lasbaarheid van betonstaal, of wel de geschiktheid voorelektrisch lassen, is afhankelijk van de chemische samenstel-ling, de zgn. analyse van het staal.In het algemeen neemt de lasbaarheid vanbetonstaal af naar-mate het gehalte aan koolstof, fosfor en stikstof, ervan stijgt.Een hoger koolstofgehalte vergroot bij het lassen de kans opharding, een hoger gehalte aan fosfor en stikstof kan bros-heid veroorzaken.Dit geldt in mindere mate voor het weerstandafsmeltlassen.Deze wijze van lassen gaat gepaard met een langzame af-koeling van de las en andere gunstige lasomstandigheden,waardoor het optreden van de genoemde verschijnselen wordtvoorkomen.Het ware juist voor de verschillende betonstaalsoorten een'Iasanalyse' te bepalen, waarin is vastgelegd het maximale ge-halte van de bestanddelen dat het materiaal mag bevatten omals lasbaar met elektroden te kunnen worden aangemerkt.Uit proefnemingen hieromtrent is naar voren gekomen dat desom van het koolstofgehalte, het mangaangehalte gedeelddoor zes, het fosforgehalte, het zwavelgehalte en vijfmaal hetstikstofgehalte van het materiaal (C +Mn!6 + P +S +5N)voor deze lasbaarheid bepalend is. Welke waarde hiervoormaximaal toelaatbaar zou zijn, moet door verdere proevenexact worden vastgesteld.Een andere mogelijkheid voor het bepalen van de lasbaarheidis gelegen in de ontwikkeling van een oplasbuigproef voorbetonstaal, aan de hand van een soortgelijke proef, die reedsiaren voor plaatstaal bestaat. Hierbij wordt over een bepaaldelengte met elektroden een? lasrups opgebracht, waarna het alof niet doorstaan van een buigproef maatgevend is voor delasbaarheid van het materiaal. Nadere proeven zijn ook hiernodig om tot vaststelling van een norm te komen.Het uitgangsmateriaal van nabehandeldhoogwaardig beton-staal is geselecteerd zachtstaal QR 24 met een laag koolstof-gehalte, dat goede lastechnische eigenschappen bezit. Bij hettorderen of bij een andere wijze van nabehandelen blijft deanalyse van het staal ongewijzigd, zodat de goede lasbaarheidbehouden blijft. Behalve voor het weerstandafsmeltlassen isQRn 40 daarom ook zeer geschikt voor elektrisch booglassenmet elektroden.Bij warmgewalst hoogwaardig betonstaal kunnen, als gevolgvan het hogere gehalte aan koolstof en andere legeringsbe-standdelen bij snelle afkoeling van de las dispersieharding enbrosheid optreden. Deze verschijnselen kunnen worden voor-komen door naverwarming van de lasplaats of door het aan delas grenzende materiaal tijdens het lassen sterk te verhitten, teneinde aldus een langzame afkoeling van de las te verkrijgen.Bij weerstandafsmeltlassenzijn, zoals vermeld, de omstandig-heden in dit opzicht gunstig.Behoud van hoogwaardigheidBij nabehandeld hoogwaardig betonstaal zal -in tegenstel-ling tot de warmgewalste staalsoorten- bij ondeskundigewarmtebehandeling van het materiaal de door koudvervormingverkregen hoogwaardigheid door een soort rekristallisatie tendele worden opgeheven. Om dit te voorkomen dient men inCement XVI (1964) Nr. 12het algemeen bij het elektrisch lassen van dergelijke beton-staalsoorten de warmte-inwerking van het aan de las grenzen-de materiaal zo gering mogelijk te houden.Dit houdt in, dat niet meer warmte aan het staal ineens moetworden toegevoerd dan het met zijn goede geleidingsvermo-gen, zonder schade te berokkenen aan de draagkracht, weerafvoeren kan.Indien de voor nabehandeld hoogwaardig betonstaal ontwik-kelde richtlijnen worden aangehouden, die beogen de las zo'koud' mogelijk tot stand te brengen, worden goede lasver-bindingen verkregen waarvan de hoogwaardigheid niet ofuiterst weinig is verminderd.Resumerend kan worden gesteld, dat in het algemeen zowelde QR- als de QRn-staalsoorten overeenkomstig artikel 31 vande G.B.V. 1962 zonder vermindering van toelaatbare spanning,elektrisch kun~en worden gelast. De voorwaarden hierbij zijn:een analyse die voldoende lasbaarheid waarborgt, de juiste!;Jij het betreffende materiaal behorende lasmethode en des-kundigheid van de lasser.Ten einde vast te stellen of hieraan wordt voldaan, is hetnemen van enkele onder de vereiste omstandigheden uitge-voerde lasproeven noodzakelijk.Ten slotte willen wij nog de aandacht vestigen op een nieuwontwikkeld lasproc?d?, dat met succes zowel voor zachtstaalals warmgewalst en nabehandeld hoogwaardig staal is toe-gepast. Het betreft hier het autogeen stomplassen door mid-del van een stuiklasmethode, het autogeen druklassen ge-noemd. Bij de bespreking van de verschillende lasmethodendie voor Torstaal kunnen worden toegepast, zal hierop naderworden ingegaan.HET ELEKTRISCH EN AUTOGEEN LASSEN VAN TORSTAALOnderzoekingen in verschillende Europese laboratoria, teweten Wenen 1953, Parijs 1954, Darmstadt en Aken 1955, M?n-chen 1956, 's-Gravenhage 1956 en Z?rich 1958, hebben in diverselanden tot richtlijnen voor het elektrisch lassen Van Torstaalqeleid.Het op de aangegeven wijze lassen van Torstaal wordt in hetkort als volgt gekarakteriseerd:1. Het is eenvoudig om 95%, maar het vereist zorgvuldigheidom 100% van de treksterkte van de oorspronkelijke staaf terplaatse van de las te behouden.2. De kans op een 'foutlas' is wegens de goede lasbaarheidvan het materiaal gering, hetgeen impliceert, dat het risicovan het elektrisch lassen klein is.Het zal duidelijk zijn, dat naarmate de te lassen staaf dikker is,de warmte relatiefsneller kan worden afgevoerd, waardoor hetgeVaar van het inbrengen van te veel warmte vermindert. Bijstaven dikker dan 0k 20is het daarom mogelijk om 100% van dehoogwaardigheid te behouden, bij de dunste staven 0k 6 en 0k8moet men echter met een verlies van ca. 5% rekening houden.Voor het weerstandafsnieltproc?d? waar de stroomsterkte permm2 staafdoorsnede wordt ingesteld, geldt dit in mindere mate.Compenserend ten aanzien van het vermelde onderscheid tus-sen dikke en dunne diameters werkt de omstandigheid, dat dedunnere diameters over het algemeen een hogere treksterktebezitten, omdat het uitgangsmateriaal meer is uitgewalst. lig-gen de grootste diameters gemiddeld ca. 5% boven de minimaleeisen, bij de kleinste diameters is dat gemiddeld Ca. 15%.Volgens artikel 31, lid 5 van de G.B.V. 1962 moet een staaf bijde trekproef ter plaatse van de las ten minste dezelfde sterktehebben als de voorgeschreven sterkte van de oorspronkelijkestaaf. De gelaste staaf moet dus aan de minimum-eis van trek-sterkte voldoen. Uit het voorgaande volgt dat het behalen vande vereiste treksterkte ook voor de kleinste diameters geenprobleem vormt. De cijfers van de in de laatste jaren ver?zamelde lasrapporten bevestigen, dat de treksterkte van de ge-laste staven gemiddeld ruim boven de minimale kwaliteits-eisen ligt.Voor Torstaal kunnen de hierna volgendelasproc?d?s wordentoegepast. De keuze hiervan wordt bepaald door de construc-tie, het aantal te maken lassen en de omstandigheden op debouwplaats.765I. WeerstallciafsmeltlassellDeze stomplasmethode is aan te bevelen, indien een grootaantal lassen op dezelfde plaats moet worden uitgevoerd.Noodzakelijk is, dat een elektrische stroomaansluiting ter be-schikking staat, waarvan de benodigde sterkte evenredig metde staafdoorsnede stijgt.Uit vele proeven is gebleken dat Torstaal met de weerstand-afsmeltmethode, onder behoud van hoogwaardigheid,kanworden gelast, onder voorwaarde dat een automatische af-smeltmachine ter beschikking staat, waarvan de capaciteit on-geveer het dubbele bedraagt als voor het lassen van beton-staven met dezelfde diameter normaal gebruikelijk is. Bij eenhoge stroomsterkte van ca. 90 Aimm2, een korte lostijd, een be-trekkelijke hoge stuikdruk van ca. 6 kg/mm2en een korte elek-trodenafstand worden de beste resultaten bereikt. De doorwarmte be?nvloede zone wordt op deze wijze zo klein mo-gelijk. Doordat ter plaatse van die laszone de diameter doorde opstuiking enigszins is vergroot, wordt de geringe vermin-dering van treksterkte van het materiaal gecompenseerd.Het algemeen principe van de weerstandafsmeltmethode is alsvolgt:Na het inklemmen van de te lassen staven in de klembekken ofelektroden en het sluiten van het lascircuit worden de stavenlangzaam naar elkaar gebracht, tot ze elkaar licht raken. Doorde weerstand van het contactvlak treedt bij voldoende stroom-dichtheid een dusdanig sterke verhitting op, dat het metaalsmelt en verdampt. Met de ontwijkende metaaldamp wordenoxyde en verontreinigingen uit de las verwijderd. De afsmelt-snelheid moet zo worden gekozen, dat een voortdurend af-smelten van nieuwe metaaldeeltjes plaats vindt, hetgeen zichdoor een vonkenregen manifesteert. Nadat voldoende mate-riaal is afgesmolten stuikt men vervolgens, zonder dat de von-kenregen is onderbroken, de staven met grote druk tegen el-kaar. Door de zware stoot van ten minste 6 kg/mm2 wordende staven aan elkaar gesmeed, terwijl de door warmte be-invloede zone betrekkelijk klein blijft. Op foto 1, een macro-foto van een afsmeltstomplas van Torstaal C/Jk 22,is deze zoneduidelijk te onderscheiden.De lasstroom moet direct na het begin van het stuiken wordenuitgeschakeld. Foto 2 toont een gelaste staaf Torstaal in de af-smeltmachine. Als voorbewerking verdient het afknippen vande staven de voorkeur boven afzagen. Door de puntvormigeaanrakingsvlakken wordt de stroomdichtheid namelijk ver-groot en het afsmelten versneld.Grote schommelingen in spanning en frequentie van het netdienen tijdens het lassen zoveel mogelijk te worden vermeden.Ten slotte zij nog opgemerkt, dat een afwerking van de las bijsterk dynamische belasting gewenst is, ten einde kerfwerkingin het beton te voorkomen.In 1955 zijn in het Lastechnisch Instituut van de TechnischeHogeschool te Aken omvangrijke lasproeven 1) volgens deweerstandafsmeltmethode genomen. Dit onderzoek betrofmeer dan duizend lassen in de diameters C/Jk 12, C/Jk 20') Beton- und Stahlbetonbau, aug. 1957.foto 2. afsmeltstomplasmachine766foto 1. macrofoto afsmeltstomplas Torstaa! C/Jk22 mmen C/Jk 26, die ter vergelijking waren uitgevoerd zowel me!zachtstaal. QR 24, als met Torstaal QRn 40, dat op verschil-lende wijzen was gefabriceerd, te weten uit ongekalmeerd engekalmeerd Thomasstaal, V.K.-staal en S.M.-staal. Om met hetoog op de praktijk de grenzen af te bakenen waartussen delasvoorwaarden mogen vari?ren, werden bewust ook instellin-gen van de lasmachinegekozen die meer of minder van degunstigste waarden afwijken. Bij de op deze wijze uitgevoerdelasproeven bedroegen de gemiddelde sterktecijfers in procen-ten ten opzichte van de ongelaste staaf voor zachtstaal QR 24:treksterkte 99,4%, vloeigrens 96,0'10 en voor Torstaal : treksterk-te 97,4'10, rekgrens 96,2'10. De verschillen in analyse ten gevol-ge van de produktiewijze bleken bij de proeven van weiniginvloed. De buigproeven die ook een betrouwbare indicatievormen voor een goede en taaie lasverbinding werden uitge-voerd om een doorn Van twee maal de diameter. De gelastestaven doorstonden alle deze verscherpte beproevingseis.Foto 3 toont hiervan een voorbeeld.In vergelijking met zachtstaal werd voar Torstaal, ten aanzienvan de treksterkte dus een zeer geringe verschil gevonden enten aanzien van de rek/vloeigrens totaal geen onderscheid.Als gevolg van de besproken omvangrijke proeven, alsmedevan proefnemingen aan de Universiteiten van Darmstadt enM?nchen werd in Duitsland de weerstandafsmeltmethode voorTorstaal officieel toegelaten. Om misverstand te voorkomenkan worden vermeld, dat in Duitsland momenteel bij deze las-methode de doorsnede ter plaatse van de las slechts met 80'10van de ongelaste staafdoorsnede in rekening mag worden ge-bracht. Dit houdt dus in, dat de toelaatbare spanning van eengelaste staaf alleen behoeft te worden verminderd indien deberekende spanning ter plaatse van de las meer dan 80'10 vande toelaatbare bedraagt.foto 3. buigproef gelaste staaf Torstaal (doorn 2d)Cement XVI (1964) Nr. 12foto 5. overlapverbinding met eenzijdig onderbroken las natrekproefDeze bepaling geldt zowel voor zac:htstaal QR 24 en warm-gewalst hoogwaardig betonstaal QR 40 als voor TorstaalQRn 40. Waarsc:hijnlijk zal de genoemde eis ec:hter binnenkortvoor alle betonstaalsoorten worden verhoogd.Ri c: h t I ij n e nTen slotte volgen hieronder de ric:htlijnen voor het weerstand-afsmeltlassen van Torstaal, zocils deze in het Duitse 'Zulas-sungsbescheid f?r Rippen-Torstahl' van 1 oktober 1962 zijn op-genomen:1. StaafeindenVoor het lassen dienen de ongetordeerde einden der stavendie in de tordeermachine ingeklemd zijn geweest, te wordenafgesneden.2. StuikdrukDe lasmachine moet een stuikdruk kunnen leveren van tenminste 6 kgf per mm2staafdoorsnede.3. InklemkrachtDe kracht waarmee de staven in de klembekken van de las-machine worden vastgehouden moet steeds groter zijn dan detoe te passen stuikkracht.4. Elektroden-afstandDe afstand tussen de beide klembekken of elektroden van delasmachine mag niet groter zijn dan tweemaal de staafdiameter.5. StuiklengteAfhankelijk van de diameter van de fe lassen staven bedraagtde stuiklengte 5 ? 7 mmo6. Afsmelt/engteBij staven met evenwijdig afgezaagde kopvlakken is een kor-tere afsmelt/engte nodig dan bij afgeknipte staven, daar inhet laatste geval uiteraard eerst de schuine knipvlakken moe-ten worden weggebrand.Over het algemeen is een afsmeltlen!Jte van i d - i d vol-doende.,Het afsmelten heeft tot doel het materiaal op lastemperatuurte brengen en tevens oxyde en verontreinigingen van de kop-vlakken te verwijderen. Te lang afsmelten betekent verspillingvan energie en materiaal, terwijl bovendien het gevaar bestaatdat door de langere lostijd de warmte te ver in de staaf zaldoordringen.7. LasstroomsterkteIn het algemeen moet voor het lassen een hoge stroomsterkteworden gekozen. Met een stroomsterkte van 85 - 90 Amp?reper mm2 staafdoorsnede wordt, zonder voorverwarming, eenfoto 4. macrofoto overlapverbinding met eenzijdige las vanTorstaalC/Jk20 mmCement XVI (1964) Nr. 12rvim voldoende afsmelting verkregen.Is de stroomsterkte van de machine voor afsmelten uit koudetoestand niet voldoende, dan moet voorverwarming wordentoegepast. De minimale stroomdichtheid waarbij nog goedelasverbindingen met een te verwaarlozen sterkteverlies kun-nen worden verkregen, bedraagt 25 A/mm2?8. VoarverwarmingMet behulp van een rheostaat is het mogelijk de voorwarmingte regelen. De tijdsduur van de voorverwarming wordt doorhet instellen van contactdruk langs hydravlische weggeregelden dient zo kort mogelijk te zijn.11. Elektrisch booglassen met elektrodenAangezien de voor het weerstandafsmeltlassen toegepastemac:hines duur in aansc:haf en log zijn en een aansluiting vande benodigde stroomsterkte vaak ontbreekt, zijn andere me-thoden van lassen ontwikkeld die eenvoudiger op de bouw-plaats kunnen worden uitgevoerd.Het betreft hier enerzijds het bekende elektrisc:h booglassenmet elektroden, anderzijds het sinds kort ontwikkelde auto-geen druklassen van betonstaal.Bij het elektrisch booglassen wordt een lichtbooggevormdtussen een metaalelektrode en de te lassen staaf. De in delic:htboog afsmeltende elektrode levert het materiaal voor deaan te brengen lasnaad.Bij de versc:hillende lasuitvoeringen van het elektrisch boog-lassen die vervolgens zullen worden besproken, zijn de lengteen dikte van de lasnaad, alsmede de elektrodendiameter zoop elkaar ingesteld dot de warmte-inwerking gering wordt ge-houden.lIa. Overlapverbindingen door elektrisch booglassen metelektrodenDit type van lasverbinding komt speciaal in aanmerking voorhet op de bouwplaats lassen van wapeningskorven, al ofniet in de bekisting, en het verbinden van de wapening vangeprefabric:eerde betondelen bij montagebouw.Bij de overlapverbinding worden de langs elkaar gelegdestaafdelen door middel van een eenzijdige lasnaad aan elkaarverbonden. De lengte en de dikte van de lasnaad zijn, evenalsde overlappingslengte uiteraard afhankelijk van de over tebrengen krac:ht, dus van de diameter.De sc:hvifkrac:ht die een lasnaad op mag nemen bedraagt inNederland: 0,75 X lengte X dikte lasnaad (in Duitsland 0,65)van de aangegeven treksterkte van het elektrodenmateriaal.Deze moet natvurlijk ten minste gelijk zijn aan de breukkrac:htvan de te lassen staaf. Als veiligheid ten opzic:hte van sprei-ding in de sterktewaarden van het elektrodenmateriaal en on-nauwkeurigheden bij de uitvoering wordt het berekende las-naadoppervlak met ruim 100% vermeerderd.Bij een lasnaaddikte van 0,3 den een lengte van 10 d is in ditopzic:ht rvim voldoende zekerheid aanwezig.Om het inbrengen van teveel warmte te voorkomen, wordt delasnaad in twee gedeelten van ieder 5 d uitgevoerd en wordtvanaf de einden van de overlapping naar het midden toe ge-last. De door het lassen veroorzaakte warmte kan op dezewijze via twee staafdoorsneden worden afgevoerd.Uit talrijke proeven omtrent deze wijze van lassen kwam naarvoren, dat het beste resultaat wordt bereikt met een ??nlagigelasnaad aan ??n zijde van de staaf. Foto 4 toont een mac:ro-foto van een dergelijke lasverbinding.Prof. Dr.-Ing. KI'? p pel van de Technische Hogeschool teDarmstadt wijst in een rapport 2) over de in 1955 aldaar ge~nomen proeven met elektrisch booglassen' speciaal op de ver-rassende ongevoeligheid van deze lasmethode voor uitvoe-ringsfovten. Ook minder geoefende lassers kvnnen deze lasmet een redelijk resultaat toepassen.Vele van de op de vermelde wijze uitgevoerde overlapverbin-dingen braken bij trekproeven in de enkele staaf ver buiten hetlasgebied, zoals foto 5- aangeeft. De buigproeven werden alledoorstaan. Foto 6 toont hiervan een voorbeeld.') KI ? P pel, Gutaehten ~ur Uehtbogensehweissung, 29 juni 1955.767foto 6. buigproef overlapverbindingDat bij deze wijze van lassen de dikkere staven de warmte ge.makkelijker kunnen afvoeren dan de dunnere werd reeds ver?meld. Een studie die DrAng: H. B e c k er uitvoerde omtrentde grootte van de door warmte be?nvloede zone bij de over-lappingslas geeft hiervan een duidelijk beeld 3). Van de over-lapverbindingen van Torstooi C/:Jk 16 mm en C/:Jk 26 mm werdende Vickers-hardheidsmetingen omgerekend in treksterktewaar-den. Fig. 7 toont het resultaat van deze onderzoeking. Dedoorsnede werd in verschillende concentrische lagen verdeeld,waarbij duidelijk de door het torderen verkregen verhogingvan treksterkte van 42 - 47 kgf/mmz in de kern tot 60 ?.65kgf/mmz aan de rand valt te constateren.Des te verder men in de door warmte be?nvloede zone vande rand naar de kern gaat, des te minder wordt de vermin-dering van treksterkte. De voor C/:Jk 16 mm gevonden verminde-ring in treksterkte van 2,2% ligt mogeliik binnen de normalespreiding in treksterkte von een staaf betonstaal, die voor C/:Jk 26mm van 0,7% ligt er zeker binnen.Naast de besproken overlapverbinding werd ook nog een ver-binding ontwikkeld, waarbij de staven aan beide zijden dooropgelaste verbindingsstukken worden overlapt. Indien men erruimte voor heeft, is dit lastype wegens de axiale krachtover-brenging uiteraard het beste. Foto 8 geeft een voorbeeld van')B eek e r,Ober die Bedeutung de3 Schweissens van Betonst?hlen. Fach-buchreihe 'Schweisstechnlk Band 27'.een dergelijke lasverbinding die buiten de laszone is gebro-ken.De krachten die bij de normale overlappingslas door de ex-centriciteit worden veroorzaakt, bleken bij de trekproevenstaaltechnisch een ondergeschikte rol te spelen. De splijtkrach-ten, die ten gevolge van de excentrische overbrenging in hetbeton kunnen optreden moeten dooreen extra bebeugelingvan 3 C/:J 8 ter plaatse van de las worden opgenomen.R i c h t I ij n e nDe volgende richtlijnen voor het elektrisch lassen met elektro-den worden wederom ontleend aan het 'Zulassungsbescheidf?r Rippentorstahl' van 7 oktober 7962.VoorbereidingenEventuele ongetordeerde staafeinden dienen te worden ver-wijderd. Rond de te maken lassen moet voldoende ruimte aan-wezig zijn. De stoven moeten in het lasgebied met een staal-borstel terdege van roest en vlJil worden ontdaan en dichttegen elkaar worden gelegd. Door de ribben blijft tussen destoven jlJist genoeg ruimte over om een goede doorlassing totstond te brengen.A Igem ene lastechnische aanwijzingenDe boog mag niet aan een belaststaafgedeelte worden ont-stoken en moet zo kort mogelijk worden gehouden. Voorbrandkerven en spotten moet worden opgepast.Ten aanzien van de elektroden geldt het volgende: In het ol"gemeen kunnen voor het lossen van Torstaal elektroden vanhet rutieltype worden toegepast. Slechts droge elektroden mo"gen worden toegepast. Basische elektroden mogen alleen wor-den gebruikt na een spe?iale droging van een half uur bij250 oe (in een oven of eventueel door kortsluiting).Afhankelijk van de diameter van het te lassen Torstaal moetende volgende elektrode-diameters worden toegepast:C/:Jk6 -C/:Jk1O: 7,5-2mmC/:Jk 72 - C/:Jk 74: 2,5 mmC/:Jk 76 - C/:Jk20: 3,25 mmC/:Jk22- C/:Jk26: 4-5 mmWordt met rutiel-elektroden gelost, don moet bij voorkeur wis-selstroom worden gebruikt, bij basische elektroden moeten hier-omtrent de aanwijzingen op de verpakking worden gevolgd.fig. 7. resultaten van hardheidsmetingenop doorsneden van Torstaal met geloste eenzijdige overlopverbindingen... ."... ."'"'"."... ..._S!." '" ."..."" ... ... ... ..,... ... ... ... ..,.... .., ... ... (... ... ...'IS ."100%20 KERN- 3? KERN-ZONE ZONE~ 26 mm1? KERN.,.ZONERAND-ZONE100%9J8.7.NE~ 60~ 50w 40g~ 30l:!~20I..".60'57I/tl niet door warmte be?nvloede zonea. C/:Jk16mmtotale doorsnede per staaf: 190 mm2 =100%door warmte be?nvloede ?gedeeHevande doorsnede per staaf: 40 mm' =21 '/0parcen tageve rmi nde rde treksterktemet betrekking tot de totale door"snede: 2;2%III1 door warmte be?nvloede zoneb. C/:Jk26 mmtotale doorsnede per staaf: 522 mm' '=100%door warmte be?nvloede 'gedeelte vande doorsnede per staaf: 62 mm2 =11.9%percentage verminderde treksterktemet betrekking tot de totale door-snede: 0.7%.63OS1oS1055 057055'5620 KERN-ZONE53'100%'63100%~ 16 mm'55? 53'67100%60'61'55'SJ.070NEro~ 50~ 40'"trWI-~ 30wtrI-zO10768 Cement XVI (1964) Nr. 1~foto 8. overlapverbinding met twee eenzijdig gelaste verbindingsstukken na trekproeffoto 12. macrofoto lasverbinding met X-naad Torstaol (/Jk20 mm-.~)La=O,3dmacrofoto von een dergelijke lasverbinding van Torstooi(/Jk 20 mm, foto 13 een drietal gelaste staven na de trekproef.Ri c h t I ij n e nDe volgende richtlijnen zijn, nO de reeds onder lIa verme/~ealgemene lostechnische oonwijzingen voor het booglossen, Inhet 'Zu/assungsbescheid' van Torstaal opgenomen.Stompe las met X-noadDe staafeinden moeten beitelvormig worden voorbewerkt enop 2 - 3 mm ofstond worden geplaatst. .De lossen maeten in verschillende lagen volgens de In defiguur aangegeven volgorde worden aangebrocht.Ten einde een volledige doorlassing te verzekeren moet voorkernlagen een elektrode-diameter van ten hoogste 2,5 mm wor-den gekozen. Voor dekloog 9 moet de in de algemene aan"15dfig. 772 tot 3mm1110 d + openi ngfig. 70fig. 9ontstekingF~'-.-.--.~I1""lill,"}5d _I_ 5d I_ 5d _,ontsteking-+-..--=--iii:~:m:::==Cement XVI (1964) Nr. 12lib. Stompe lasverbinding met X-naad door middel vanelektrisch booglassen met elektrodenDeze lasverbinding komt in aanmerking voor speciale geval-len, wanneer een beperkt aantal lassen moet worden uitge-voed en een overlapping van de staven niet mogelijk of wen-selijk is. De las moet v??r het plaatsen van de wapening in debekisting door een ervaren lasser worden uitgevoerd.Uitgaande van een volledig behoud van de hoogwaardigheidkan deze laswijze slechts worden toegepast voor staven meteen diameter van ten minste 20 mmo Beneden (/Jk 20 mm zalmet afnemende diameter de draagkracht van de las vermin-deren, daar het inbrengen van teveel warmte niet meer kanworden vermeden.De lassen kunnen het beste v??r het buigen van de staven wor-den aangebracht. Na het beitelvormig voorbewerken en hetblank slijpen van de schuine vlakken worden de staven op eenafstand van 2 - 3 mm zuiver in elkaars verlengde op de las-tafel vastgezet. Met een kleine elektrode-diameter van2 - 2,5 mm wordt de kernlaag aangebracht en vervolgens wor-den, steeds na een afkoel periode, in een betrekkelijk snel tem-po de lagen 2,3 en 4 van fig. 11 getrokken. Door de lassenvan een aantal staven tegelijk in bewerking te nemen, kan tij-dens de afkoelperiode worden doorgewerkt.Na het trekken van de 4e laag wordt de staaf 180 0 gedraaiden vervolgens worden de lagen 5 tlm 8 aangebracht. Ten slottewordt tijdens regelmatig ronddraaien van de staaf de deklaag9 getrokken, waarvan de buitendiameter ongeveer 1,2 maal dediameter van de staaf moet bedragen. Hierdoor wordt ook bijelektroden met een lagere treksterkte toch ter plaatse van delas de draagkracht van de staaf bereikt. Foto 12 toont eenVoor de stroomsterkte moet de laagste waarde worden aan-gehouden die op de verpakking is aangegeven.1. Overlapverbinding met eenzijdige, onderbroken lasDe staven moeten hier over een lengte van 15 d dicht tegenelkaar worden gelegd. De las moet zo snel mogelijk in ??nlaag volgens de in fig. 9 aangegeven richting worden getrok-ken.In het midden wordt over een lengte van 5 d geen las aan-gebracht.2. Overlapverbinding door twee eenzijdig gelaste verbin-dingsstukkenDe beide verbindingsdelen moeten, indien ze dezelfde me-chanische eigenschappen bezitten, tezamen ten minste dedoorsnede van de te lassen staven hebben.Verschilt de kwaliteit, dan moet de gezamenlijke doorsnedevan de verbindingsstukken worden omgerekend op basis vanverhouding van de minimale rek- of vloeigrenzen.Voor de verbindingsdelen kunnen zowel geprofileerd beton-staaI, rondstaal als strippen worden toegepast, mits deze de-len een voor elektrisch lossen geschikte chemische samenstel"ling bezitten.De las moet zo snel mogelijk in ??n laag volgens de in fig. 70aangegeven richting worden aangebracht.Bij de door elektrisch booglassen vervaardigde overlapver-bindingen mag in Duitsland de doorsnede van de gelaste staafter plaatse van de las in het algemeen slechts voor 80% vande ongelaste staafdoorsnede in rekening worden gebracht. In-dien men echter door ten minste ??n offici?le trekproef perte lassen diameter per dag aantoont, dat de las dezelfdedraagkracht bezit als de ongelaste staaf, mag dit percentagetot 100"10 worden verhoogd.In dit verband kan nog worden opgemerkt, dat het elektrischbooglassen met elektroden in Duitsland in het algemeen nochvoor normaal zachtstaal, noch voor de warmgewalste staal-soorten officieel is toegelaten. Zelfs bij zachtstaal bleken ernamelijk bepaalde soorten in de handel te zijn waarvan de las-baarheid onvoldoende is. Voor elektrisch booglassen van degenoemde staalsoorten moet daarom van geval tot geval eenspeciale toestemming worden verkregen.foto 75-76. autogene druklasmachine, zoals in Nederland doorhet Adviesbureau voor Autogene Lastechniek teRotterdam wordt toegepastBij het autogeen druklassen worden de afgeknipte of afge-zaagde einden van de staven "vastgeklemd, door een ringvor-mige acetyleen-zuurstofbrander omhuld en tot de juiste tem-peratuur verwarmd (foto 15). De boringen in de met water ge-koelde brander zijn zo aangebracht, dat de verhitting over degehele omtrek van de staaf even groot is.Op het moment dat het staafoppervlak op lastemperatuur isen de kern zich nog in een plastische toestand bevindt, wor-den door middel van een met de hand bediende hydraulischepers de staven krachtig samengestuikt. Na het be?indigen vanhet stuiken wordt de lasbrander gedoofd.Door het stuiken vertoont de laszone een verdikking, die terhoogte van de las haar maximum bereikt. Deze opstuikingwerkt compenserend ten aanzien van een eventuele verminde-ring van treksterkte ter plaatse van de las.Door toepassing van een hoge stuikdruk Van Ca. 6 kgf/mm2en een betrekkelijk lange stuiklengte van 1,5 maal de staaf-diameter, kan bij Torstaal de door warmte be?nvloede zOneklein worden gehouden. Door de las onmiddellijk na het druk-lassen met water af te schrikken kan een gedeeltelijk opge-treden herkristallisatie weer worden opgeheven.Wil men onder alle omstandigheden goede resultaten verkrij-gen, dan dient deze afschrikking nauwkeurig in afhankelijk-heid van de staafdiameter en de staalanalyse te worden vast-gelegd. .In verband hiermede is in Duitsland de algemene toelating Vandit systeem voor Torstaal nog in behandeling.Voorlopi.g mag aldaar deze lasmethode, zowel voor Torstaalals voor de warmgewalste staalsoorten alleen met specioletoestemming worden toegepast.BesluitResumenrend kan worden gesteld dat met Torstaal goede entaaie lasverbindingen kunnen worden verkregen, onder voor-waarde dat de lassen op de voorgeschreven wijze door eendeskundige lasser worden aangebracht.Ten slotte nog een voorbeeld van het in de aanhef aangestiptemisverstand ten aanzien van het lassen van hoogwaardigbetonstaal.Uit het voorgaande begrijpt men, dat er bij een kortstondigewarmte"inwerking, zoals bij het puntlassen van staven het gevalis,geen gevaar bestaat dat de materiaaleigens?happen vannabehandeld hoogwaardig betonstaal veranderen. De produk-tie van gepuntlaste wapeningsnetten uit nabehandeld hoog-waardig betonstaal QRn 48, is hiervan een overtuigend be-wijs.Omtrent het puntlassen van beugels QR 24 op hoogwaardigbetonstaal komt men in de praktijk nog vaak het advies tegenom hiervoor QR 40 toe te passen, daar dit beter losbaar zou2:ijn. Indien men echter bedenkt, dat QR 24 en QRn 40 dezelfdestaalanalyse bezitten, zal het duidelijk zijn, dat de combinatievan deze staalsoorten bij het puntlassen beslist de voorkeurverdient.foto 14. door autogeen druklassen verbonden staven Torstaalna trekproef111. Het autogeen druklassenHet autogeen druklassen is een stomplasmethode die enigejaren geleden is ontwikkeld, om de praktische bezwaren vanhet elektrisch weerstandafsmeltlassen te ondervangen. Dezewijze Van lassen kan namelijk op elke bouwplaats worden toe-gepast, terwijl de gemakkelijk verplaatsbare apparatuur ooklassen in de bekisting mogelijk maakt.Werd deze lasmethode oorspronkelijk alleen voor warm-gewalste staalsoorten toegepast, bij proefnemingen bleek ditproc?d? ook voor Torstaal zeer goed~ resultaten op te leveren.De treksterkte van de las varieerde van 97 tot 100% van deongelaste staaf, terwijl de buigproeven aan de eisen vol-deden. Foto 14 toont een viertal door autogeen druklassen ver-bonden staven van verschillende diameters na de trekproef.foto 13. stompe las met X-naad na trekproevenWitz/gingen aangegeven elektrode-diameter worden toegepasten voor de lagen 3, 4, 7 en 8 een diameter van tussenliggendegrootte.Na iedere laag moet een afkoelingsperiode van ten minste 5minuten worden aangehouden. Iedere laslaag moet v??r hetaanbrengen van de volgende laag met een stomp werktuig vanslakken worden gezuiverd.