Investeren in goede lastoorts loont de moeite

Een lastoorts dient ergonomisch en veilig te zijn én de gezondheid van de lasser te beschermen

Een lastoorts is zowel het verlengstuk van het lastoestel als het handgereedschap van de lasser, en moet dus veilig, hittebestendig en ergonomisch zijn. Een kwalitatief goede lastoorts betekent echter meer dan dat: die staat garant voor een hoge productiviteit, rendabiliteit en lascomfort. Ontwikkelingen zijn er niet alleen qua bouw, materiaalkeuze en dimensionering, maar ook qua functionaliteit, veiligheid en ergonomie/lascomfort. Hoewel een lastoorts een verbruiksgoed is, is de tijd dat de aanschafprijs leidend is definitief voorbij: investeren in kwaliteit loont meer dan ooit.

Onderdelen

De lastoorts bestaat uit een lange, onder een hoek gebogen metalen steel, de zwanenhals, met aan het uiteinde daarvan de laskop. De steel bevat twee buizen die een beschermgas of een koelvloeistof (water) vervoeren. Andere belangrijke onderdelen zijn de handgreep en het kabel- of slangenpakket met daarin een gasslang, een stroom-waterkabel, een stuurstroomkabel en eventueel een slang voor vloeistofkoeling (zie hierna).

Bij de lastoorts die voor het MIG/MAG-lassen wordt gebruikt, zorgt een speciale isolatiering er bovendien nog voor dat de gewenste spanning op de contacttip komt te staan en niet op het metalen gasmondstuk. Wanneer deze ring onverhoopt wordt vergeten, zal er via het gasmondstuk spanning ontstaan op het werkstuk, resulterend in kortsluiting in het voorstuk.

Dankzij de Euroconnector hoeven lastoorts en lastoestel niet langer van dezelfde fabrikant te zijn

Dankzij de zogeheten Euroconnector, een uniforme, wereldwijd in gebruik zijnde standaardaansluiting, is het tegenwoordig mogelijk de stroom-, draad- en gaskabel met een enkele aansluiting vast te schroeven op de stroombron. De lastoorts en het lastoestel hoeven om die reden niet langer van dezelfde fabrikant afkomstig te zijn.

Een lastoorts kent drie vaste onderdelen: de machineaansluiting (1), het slangenpakket (2) en het toortslichaam met zwanenhals (3)

Stroomsterkte

Een lastoorts wordt gebruikt bij MIG/MAG-, puls- en TIG-lassen. De functie ervan is drieledig:

de doorvoer van het beschermgas;
de aanvoer van de lasdraad tot aan het smeltbad (bij MIG/MAG-lassen);
de doorvoer van de benodigde stroom om tot een smeltbad te komen.

De stroomsterkte wordt geleverd door het lastoestel. Via vermogenselektronica wordt uit wisselstroom direct met hoge frequenties een gepulste stroom voor de lastrafo gegenereerd: de netfrequentie van 50 Hz wordt daarbij getransformeerd tot een frequentie van maximaal 100 kHz. De benodigde stroomsterkte wordt bepaald door het te lassen materiaal en de dikte ervan. Zo geleidt aluminium de warmte vele malen beter dan staal en rvs, met als gevolg dat voor het verkrijgen van het smeltbad (veel) hogere ampèrages nodig zijn. De daarbij gehanteerde vuistregel is: elke millimeter staal vergt een vermogen van 40 ampère.

Koeling

Koeling is noodzakelijk omdat de toorts anders oververhit raakt, resulterend in beschadiging van de slijtagedelen. Bij lastoortsen zijn twee vormen van koeling in gebruik.

Luchtkoeling

Bij luchtgekoelde toortsen gebeurt de koeling met omgevingslucht. Ze zijn inzetbaar bij stroomsterkten tussen 120 en 400 ampère. Doordat de waterslang en de vloeistof ontbreken, is een gasgekoelde lastoorts lichter en dus perfect voor licht laswerk. Doordat ze worden gekoeld door het beschermgas zijn ze minder geschikt voor hoge ampèrages en een lange lascycli, omdat de belasting dan te hoogt wordt. In dat geval zijn watergekoelde lastoortsen aangewezen.

Waterkoeling

Bij watergekoelde lastoortsen loopt de stroomkabel van de toorts door een waterslang tot aan het voorste deel van de zwanenhals die daardoor niet warm wordt. Naarmate de stroomkabel dunner is, is de lasser flexibeler. De laskop wordt gekoeld via dunne kanaaltjes in de laskop waar vloeistof doorheen wordt gepompt. Deze ‘dubbele’ koeling maakt de watergekoelde lastoorts bij uitstek geschikt voor het lassen met hoge ampèrages – tussen de 300 en 600 ampère − en bij een hoge inschakelduur.

VARIANTEN
De stand van de techniek maakt het mogelijk het lastoestel digitaal aan te sturen via de toorts. Die is dan voorzien van een display en knoppen waarmee de lasparameters eenvoudig zijn te wijzigen vanaf de plaats waar de lasser zich bevindt. Aangezien deze de lasconstructie niet hoeft te verlaten, zorgt dit niet alleen voor meer lascomfort maar ook voor tijdwinst.

Bij robotlassen vindt de aansturing van de lastoorts plaats door een lasrobot, bijvoorbeeld via een lasnaadvolgsysteem. Daarbij scant een sensor de lasnaad waarna de software de positie van de lastoorts vergelijkt met de geprogrammeerde baan; indien nodig vindt bijstelling plaats. Uiteraard moeten de lastaken voldoende zijn gespecificeerd en dient de juiste lastoorts te zijn gemonteerd.

Relatief nieuw is de digitale lastoorts. Speciale software maakt het mogelijk een groot deel van de te lassen onderdelen te tekenen in een 3D CAD-pakket dat vervolgens aan de basis staat van het programmeren van de lasrobot. Door met een digitale lastoorts langs het werkstuk te bewegen, volgt direct de juiste lasoriëntatie en worden voor elke las het lasproces, de juiste snelheid en de beste hoek en richting vastgesteld.

valk — Bij robotlassen vindt de aansturing van de lastoorts plaats door een lasrobot, en ook het werken daarmee vergt de nodige oefening onder deskundige begeleiding

welda — Een speciale lastoorts met bedieningsknoppen en een display maakt het mogelijk de lasparameters op de werkplek zelf te wijzigen

Materiaalkeuze en dimensionering

Bij een complex gereedschap als de lastoorts is de fabrikant genoodzaakt compromissen te sluiten ten aanzien van de materiaaleigenschappen. Een dilemma is bijvoorbeeld: hoe groter de hardheid van het materiaal en (dus) de slijtvastheid, hoe slechter de stroomoverdracht. Een andere puzzel is de te gebruiken kopersoort: rood koper, geel koper of messing (koper met 30-45% zink, een toevoeging die slijtvastheid bevordert) of gehard koper (CuCrZr) met chroom en zirkonium. Zo is bij een MIG/MAG-toorts de zwanenhals gemaakt van geel koper, de contacttip van rood koper en worden voor de contacttiphouder geel dan wel rood koper gebruikt.

Bij een complex gereedschap als de lastoorts moet de fabrikant compromissen sluiten ten aanzien van de materiaaleigenschappen

De lengte van het slangenpakket en de zwanenhals zijn met name afhankelijk van de beoogde toepassing, de dikte hangt af van het benodigde stroombereik. Roterende zwanenhalzen stellen de gebruiker in staat zonder toortswisseling snel in andere posities te lassen. Flexibele halzen zijn breed inzetbaar en verhogen de productiviteit van de lasser bij moeilijk te bereiken plaatsen. De belastbaarheid is echter beperkt, dit ondanks de plastic of metalen bepantsering die het pistool beschermt tegen schokken en beschadigingen.

tabel — Eigenschappen van 'gewoon' koper (E-Cu) en gehard koper (CuCrZr)

Slijt- of slijtagedelen

Tot de slijt- of slijtagedelen van een lastoorts worden gerekend:

de branderhals;
de contacttips (MIG/MAG-lassen);
de gaslenscupjes of keramische gasmondstukken (TIG-lassen);
de gasverdelers;
de draadgeleiders (MIG/MAG-lassen);
de wolfraamelektroden (TIG-lassen);
de toortskap (TIG-lassen);
de schakelaars.

Van de genoemde slijtdelen is met name de mate van slijtvastheid van de contacttips van belang. Een contacttip zorgt voor de stroomoverdracht op de lasdraad waarbij het contactoppervlak zo groot mogelijk dient te zijn. Het materiaal moet daarbij smelten, de contacttip uiteraard niet. De keuze van het juiste soort koper is dus cruciaal, zie de tabel. De boring in de contacttip mag niet te groot zijn, want dan is er geen contact, maar ook niet te klein, want dan wordt de draad afgeklemd en/of is de wrijving te groot. Ook mag de doorsnede van het koperen geleidingsmateriaal niet te klein zijn en moet de isolerende omhulling de optimale afmetingen hebben, anders is de stroomoverdracht onvoldoende.

Bij toortsafzuiging bevindt zich aan de buitenzijde van het beschermgasmondstuk een afzuigmond die is verbonden met een afzuigunit - bron: Nederman

Toortsafzuiging

Bij toortsafzuiging − een speciale vorm van bronafzuiging – wordt de lasrook afgezogen via de lastoorts. Aan de buitenzijde van het beschermgasmondstuk is een afzuigmond geplaatst die is verbonden met een afzuigunit. De lasrook wordt door dit mondstuk afgezogen en via het slangenpakket afgevoerd. De benodigde onderdruk ligt tussen de dertien en twintig kPa met een afzuigdebiet tussen 55 en 100 m³/uur. Bij de meeste uitvoeringen van toortsafzuiging kan tot 80% van de lasrook worden afgezogen; bij de modernste lastoortsen met toortsafzuiging ligt de afzuigefficiency tussen de 90 en de 95%. In Nederland schrijft de wet een MAC-waarde voor van 1 mg/m³; in België is dat 5 mg/m³.

Toortsafzuiging is met name geschikt voor onder de hand lassen; bij boven het hoofd lassen of stapellassen wordt de lasrook minder effectief afgezogen en bovendien is dan de fysieke belasting vanwege het vasthouden van de toorts en het slangenpakket te groot.

toorts — Een statische belasting van de rug, pols- of schoudergewrichten kan op den duur leiden tot (chronische) blessures, vandaar dat fabrikanten continu bezig zijn met de verbetering van zowel gebruiksgemak als lascomfort

Ergonomie

Laswerkzaamheden gaan nogal eens gepaard met overbelastingverschijnselen doordat lassers vaak gedwongen zijn hun werkzaamheden in allerlei ongemakkelijke houdingen uit te voeren. Dat leidt met enige regelmaat tot rugklachten en/of problemen met pols- of schoudergewrichten. Een dergelijke statische belasting kan op den duur leiden tot (chronische) blessures, en fabrikanten zijn dan ook continu bezig het gebruiksgemak en het lascomfort (verder) te verbeteren. Daarbij ligt een gewichtsreductie voor de hand, maar die mag uiteraard niet ten koste gaan van de functionaliteit.

Het meeste effect sorteert vooralsnog het aanpassen van (het gewicht van) het slangenpakket. Qua vormgeving ligt de focus op de aanpassing van de handgrepen en de zwanenhalzen. Laatstgenoemden zijn tegenwoordig leverbaar met verschillende lengten en krommingen, aangepast aan de uiteenlopende toepassingen en/of de persoonlijke voorkeuren van de lasser.

Met dank aan: Abicor Binzel, Nederman, Valk Welding, Welda