HYLAS : Hybride laserlassen van staal

Laatst gewijzigd: 
03-01-2018

De zeer innovatieve hybride laserlastechniek (HLW) werd toegepast en geoptimaliseerd op 11 verschillende staalsoorten: 3 C-Mn stalen, 4 hogesterktestalen en 4 roestvaste stalen. Een dikterange van 1,4 tot 12 mm werd hierbij bestreken. De aandacht ging vooral uit naar de toegevoegde waarde die HLW kan bieden ten aanzien van het klassiek laserlassen. 

 

Doel van het project

Het project beoogt de opbouw van basiskennis betreffende een nieuw lasproces voor staal, namelijk het hybride laserlassen (Hybrid Laser Welding, HLW). Dit zal potentieel hebben voor het sneller, flexibeler en dus meer economisch lassen van staalsoorten. Tot dusver is er terzake nog geen industriële ervaring voorhanden zijn in Vlaanderen. Deze kennis zit momenteel bij buitenlandse bedrijven, die belangrijke uitgaven hebben gedaan voor onderzoek en ontwikkeling met confidentieel karakter. De voordelen van het laserlassen zijn intussen dermate bekend dat in Vlaanderen laserlasinstallaties steeds frequenter voorkomen. Nadelen zijn hierbij de hoge investeringskost en de nauwe toleranties die opgelegd moeten worden aan de te verbinden stukken, met tijdrovende en arbeidsintensieve stappen tot gevolg.

Het hybride laserlassen kan een oplossing bieden, als combinatie van booglassen en laserlassen, waarbij beide simultaan interageren in hetzelfde smeltbad. HLW laat o.a. toe om overbrugging van een grotere open stand uit te voeren. Door beide lasprocessen met elkaar te interageren wordt een stabieler en dus sneller proces bekomen worden in vergelijking met het apart laserlassen of MIG-lassen alleen. HLW zal een hogere energetische efficiëntie bezitten dan het conventioneel laserlassen, waardoor (duur) laservermogen bespaard kan worden bij de aanschaf en gebruik. Het project zal de mogelijkheden van HLW aantonen door de realisatie en karakterisatie van proeflassen en prototypes, zodat de industriële partners op basis van een kosten-baten analyse kunnen afwegen of de overschakeling van MIG- of laserlassen naar het hybride laserlassen rendabel is.

Bij conventionele lastechnieken worden vaak strenge eisen opgelegd op de warmtehuishouding bij het lassen van geavanceerde staalsoorten (hoge sterkte staalsoorten, geavanceerde roestvaste staalsoorten), wat een beperking vormt voor het gebruik en de ontwikkeling van deze stalen met veelbelovende sterkte- en/of corrosie-eigenschappen. De karakteristieken van HLW hebben potentieel om deze materialen op een efficiënte manier te verbinden, wat in het project zal uitgetest worden. De TAD's van de partners BIL, VITO en CLUSTA zullen de transfer van de projectresultaten verzorgen.

Projectomschrijving

Doelgroep

De kerngroep van het project omvat een 20-tal bedrijven met een goede mix van leveranciers (laser componenten en apparatuur, toevoegmateriaal, gas), constructeurs uit diverse sectoren (auto, meubel, chemische tanks, behuizingen, bouw) alsook een controle organisme. 
De primaire doelgroep van het project bestaat uit een groot aantal bedrijven : aangezien het Belgisch Instituut voor Lastechniek (BIL) de verworven kennis zal aanbieden aan zijn leden, zal deze kennis ook voor bedrijven buiten dit onderzoeksprogramma toegankelijk gemaakt worden. Het BIL heeft momenteel een 300-tal leden, waarvan 80% KMO's : fabrikanten, leveranciers, constructeurs en gebruikers, maar ook onderzoeksinstellingen en scholen. 

Het BIL is ook de competentiepartner van het WTCM voor wat betreft las- en aanverwante technieken. Ook het WTCM zal de verworven kennis breder aanbieden aan zijn leden. Het WTCM telt 2.450 leden, waarvan 90% KMO's, uit de belangrijkste sectoren van de metaalverwerkende industrie. 

De doelgroep bestaat verder uit een groot aantal bedrijven uit de transport- en constructiesector, veelal KMO's, die veelal ook sterk op de exportmarkt gericht zijn. Deze doelgroep heeft duidelijk nood aan sneller en meer economisch produceren wil ze niet verplicht worden de productie naar de lageloonlanden te verplaatsen. In het totale productieproces is het lassen een belangrijke schakel. 
Het project kan ertoe bijdragen dat het hybride laser proces in Vlaanderen uit de experimentele fase geraakt, en ingang vindt in het productieproces. 

Het toepassen van volautomatische lasprocessen, zoals het hybride laserlassen, wordt meer en meer noodzakelijk om een hoger rendement te halen, en ook omwille van het tekort aan goede lassers. Het hybride laserlassen laat een grotere flexibiliteit toe, wat heel wat tijd en kosten kan sparen. Vooral voor die KMO's die momenteel laserapparatuur in huis hebben, is de stap naar hybride laserlassen kleiner. 
De technologische innovatie van het project situeert zich in de eerste plaats op het niveau van het proces. De bedrijven geïnteresseerd in het verbeteren van de bestaande lastechnieken blijven op zoek naar nieuwe ontwikkelingen en technologieën. Het hoofddoel hierbij is het sneller en kostengunstiger verbinden van stalen onderdelen, met daarenboven een verbetering van de kwaliteit. In de tweede plaats is het voor sommige bedrijven interessant of voor bepaalde toepassingen een andere staalkeuze mogelijk is, die via het hybride laserlassen wél kan gelast worden. Dit kan een bijkomend competitief voordeel betekenen in de voortdurende strijd tegen de internationale concurrentie, door de verwezenlijking van bijvoorbeeld sterkere en dus lichtere onderdelen, of componenten met nóg betere corrosiebestendigheid.

Partners 

  • BIL, OCAS, VITO, CLUSTA

Gebruikerscommissie

  • Air Liquide Belge, ArcelorMittal Gent, Arcomet Services, Audi Vorst, Balliu, Belgian Laser Company, Ellimetal, Exmore Benelux, Femstaal, GM Belgium, Industeel Belgium, Leenders, Linde Gas Benelux, Metafox, Metes, Packo Inox, PPCI, PRC Laser Europe, ...

Resultaten

Samenvatting resultaten

De zeer innovatieve hybride laserlastechniek (HLW) werd toegepast en geoptimaliseerd op 11 verschillende staalsoorten: 3 C-Mn stalen, 4 hogesterktestalen en 4 roestvaste stalen. Een dikterange van 1,4 tot 12 mm werd hierbij bestreken. De aandacht ging vooral uit naar de toegevoegde waarde die HLW kan bieden ten aanzien van het klassiek laserlassen. Over het algemeen werd een vergelijkbare productiviteit behaald (lassnelheid hoger dan 1 m/min), terwijl de procesflexibiliteit belangrijk hoger is: er zijn minder strenge eisen inzake lasnaadvoorbereiding of positionering, wat dus tijd en geld uitspaart.

Het project werd positief geëvalueerd door de projectgroep, en verschillende valorisatie-acties werden ondernomen: twee sessies tijdens het BIL-NIL Lassymposium, twee internationale papers, diverse publicaties in Metallerie... 
Door de tijdens HYLAS behaalde resultaten is duidelijk geworden dat, zeker indien reeds een laserlasinstallatie voorhanden is, gebruik van HLW bijzonder lucratief kan zijn indien hierdoor de lasnaadvoorbereiding in verregaande mate vergemakkelijkt wordt. Verschillende Vlaamse bedrijven voorzien dan ook toepassing van HLW in productie op middellange termijn.

Bijkomende informatie