Verbindingsmethoden Hoofdstuk 1 Verbindingsmethoden 1 Een constructie bestaat uit onderdelen die met elkaar verbonden zijn. Sommige onderdelen zijn vast met elkaar verbonden en vormen één geheel, andere onderdelen kunnen bijvoorbeeld ten opzichte van elkaar draaien. Binnen de werktuigbouwkunde komt u verbindingen erg vaak tegen. Het is belangrijk dat u de belangrijkste verbindingstechnieken kunt herkennen en benoemen. Dit hoofdstuk gaat daarover. Welke constructie kent u uit uw eigen praktijk? Onderzoek eens uit welke onderdelen deze is opgebouwd. Kijk ook eens welke verbindingstechnieken u herkent. 2 Veel constructies kunnen op de een of andere manier uit elkaar genomen worden. Een voorbeeld hiervan zijn de constructies met een schroef- of boutverbinding. Ook zijn er verbindingen die niet anders dan met geweld gedemonteerd kunnen worden. Probeert u maar eens de klinknageltjes van een aluminium pannetje los te peuteren zonder iets te vernielen. Het ligt voor de hand om de verbindingen te verdelen in twee hoofdgroepen, namelijk: - uitneembare (demonteerbare) verbindingen - niet-uitneembare (vaste) verbindingen. Uitneembare verbindingen 3 Tot de uitneembare verbindingen behoren verbindingen die door middel van schroefdraad tot stand zijn gekomen (schroeven, bouten en dergelijke). Een voorbeeld van een boutverbinding is de bevestiging van een bankschroef aan de werkbank. Ook de spieverbindingen behoren tot de uitneembare verbindingen. U kent vast wel de spieverbinding waarmee de crank van een fiets vastzit op de trapas. Op de uitneembare verbindingen komen we later terug. Niet-uitneembare verbindingen 3 Tot de niet-uitneembare verbindingen behoren verbindingen die tot stand 851E1.FM komen door: - lassen - solderen - lijmen - klinken - felsen - krimpen. Bij deze verbindingen is het niet nodig en vaak zelfs ongewenst dat de verbinding losgenomen kan worden. Denk bijvoorbeeld aan de dragende 1.1 Verbindingsmethoden constructie van een gebouw. Wat zou er gebeuren als u deze zomaar uit elkaar zou kunnen halen? Lassen Lassen is het verbinden van twee stukken metaal door ze aan elkaar te smelten, eventueel met toevoeging van materiaal. Om te smelten is/zijn warmte en/of druk nodig. Er zijn verschillende lasmethoden. Smeltlassen 4 Smeltlassen is de meest toegepaste lasmethode. Voorbeelden van elektrisch smeltlassen zijn: 1. Booglassen met beklede elektrode, waarbij de slak het smeltbad beschermt tegen corrosie. Doordat de elektrode opsmelt en telkens moet worden vervangen, kan er geen lange ”rups” aan een stuk door worden gelast. Verder moet na het lassen altijd de slak worden losgetikt, die soms hardnekkig vastzit. Het voordeel van booglassen met beklede elektrode is dat de lasapparatuur relatief eenvoudig en goedkoop is. Men heeft alleen een lastransformator nodig met een mondstuk voor de elektrode. Elektrode Kerndraad Bekleding Slaklaag Lasmetaal Gasbescherming Boog Gesmolten materiaal Basismateriaal Afb. 1. Booglassen met beklede elektrode. (Bron: NIL (Nederlands Instituut voor Lastechniek.)) Onderpoederlassen 1.2 2. Onderpoederlassen, waarbij een laag poeder het smeltbad geheel afdekt. De voordelen van deze methode zijn: • er gaat weinig warmte verloren • de lasboog is niet zichtbaar • er komen bijna geen schadelijke gassen vrij. Nadeel is dat de lasser niet kan ingrijpen in het lasproces omdat het smeltbad niet zichtbaar is. Verbindingsmethoden Toevoegdraad Slak Las Niet gebruikt poeder DC of AC stroomtoevoer Laskop Aanvoer poeder Poeder Voortlooprichting Massakabel Afb. 2. Onderpoederlassen. Bij deze techniek steekt de toevoegdraad door het poeder heen. (Bron: NIL (Nederlands Instituut voor Lastechniek.)) MIG-MAG-lassen 3. MIG-MAG-lassen, waarbij materiaal wordt toegevoegd en een beschermgas het smeltbad beschermt. MIG betekent Metal Inert Gas. Het gas reageert niet met het smeltbad. MAG staat voor Metal Active Gas. Het gas reageert wel met het smeltbad. Hierdoor worden de eigenschappen van de las verbeterd. Het toevoegmateriaal komt van een rol en wordt continu aangevoerd. Het toevoegmateriaal is hetzelfde als het te lassen materiaal. Voor MIG-MAG-lassen is meer nodig dan een lastransformator, omdat er ook gas- en materiaaltoevoer nodig is. Het is echter gemakkelijker dan booglassen met beklede elektrode en er hoeft geen slak te worden verwijderd. Gasmondstuk Contactbuis Draadelektrode Basismateriaal Gasbescherming Boog Smeltbad Lasmetaal Afb. 3. MIG-MAG-lassen. (Bron: NIL (Nederlands Instituut voor Lastechniek.)) 851E1.FM TIG-lassen 4. TIG-lassen. TIG staat voor Tungsten Inert Gas. Tungsten is het Engelse woord voor Wolfraam. De elektrode is namelijk van dit metaal gemaakt. Bij deze lasmethode moet de lasser het materiaal zelf met de hand toevoegen. 1.3 Verbindingsmethoden Er stroomt wel een beschermgas. De elektrode smelt heel langzaam op en moet op den duur worden vervangen. Door de controleerbaarheid van het lasproces is TIG-lassen heel geschikt voor het lassen van aluminium. Aluminium is moeilijk lasbaar door een hard oxidelaagje dat een veel hoger smeltpunt heeft dan aluminium zelf. Gascup Toevoegmateriaal Gasbescherming Smeltbad Basismateriaal Las Afb. 4. TIG-lassen. (Bron: NIL (Nederlands Instituut voor Lastechniek.)) Autogeen lassen 5. Autogeen lassen, wat zonder elektriciteit gebeurt. Met een brander, een brandbaar gasmengsel en een staafje materiaal kan de lasser druppelsgewijs afsmelt aan het smeltbad toevoegen. Meestal wordt er gelast met een gasmengsel van acetyleen en zuurstof. Het voordeel van autogeen lassen is dat er geen stroomvoorziening in de buurt hoeft te zijn en dat er ook zeer dunne materialen kunnen worden gelast. Het nadeel is dat er gewerkt wordt met brandbare gassen en dat het lasproces langzaam is. Afb. 5. Brander voor autogeen lassen. De twee aansluitingen zijn voor acetyleen en zuurstof. Weerstandlassen 1.4 Het weerstandlassen komt veel voor in de auto-industrie. Voorbeelden zijn: 1. Puntlassen, waarbij plaatmateriaal op één punt wordt samengedrukt en met stroom wordt gelast. Verbindingsmethoden Elektrodes Voetpedaal Afb. 6. Eenvoudig puntlasapparaat. De lasser houdt de te lassen platen op hun plaats en drukt met het voetpedaal de elektroden tegen de platen. Met een korte stroomstoot ontstaat de puntlas. 2. Rolnaadlassen, waarbij plaatmateriaal tussen twee wielen wordt samengedrukt en doorlopend gelast. Solderen 5 Solderen is het verbinden van twee stukken metaal, waarbij alleen het toevoegmateriaal smelt. Een bekend voorbeeld uit de elektronica is het verbinden van twee stukken koper door tin te laten smelten en er tussen te laten trekken (zachtsolderen). Maar ook ijzer kan prima worden gesoldeerd. Dit heet hardsolderen en gebeurt vaak met messing als toevoegmateriaal. Om te kunnen solderen, hebt u een brander nodig of een soldeerbout. Afb. 7. Hardsolderen. De brander staat op het ijzer gericht, niet op het messing. 851E1.FM Bij solderen is het belangrijk dat het toevoegmateriaal goed tussen de te verbinden oppervlakken trekt. Daarvoor moeten de te verbinden oppervlakken voldoende heet zijn. De brander staat op de metalen delen gericht. Eerst maakt 1.5 Verbindingsmethoden u de delen vetvrij met soldeervloeistof om het tin of de messing goed te laten hechten. Soldeervloeistof is zuur en etst het vet weg. Lijmen 6 Binnen de werktuigbouw is het lijmen de laatste jaren bijzonder populair geworden. Dit komt vooral doordat de lijmen steeds beter zijn geworden, zodat ook metalen onderdelen vaker gelijmd kunnen worden. Verder komen er steeds meer constructies met kunststoffen waarbij lassen en solderen niet mogelijk is. Voor veel kunststoffen zijn er speciale lijmen nodig. Bij het lijmen zijn er drie schakels aanwezig. Dit zijn de beide te lijmen materialen en de lijmlaag. De grens tussen het materiaal en de lijmlaag wordt het lijmvlak genoemd. Materiaal A Lijmvlak 1 Honingraat Lijmvlak 2 Materiaal B Afb. 8. Sandwichconstructie. De middelste laag bestaat voor een groot deel uit lucht. Klinken Al eeuwen worden schepen, bruggen en bijvoorbeeld stalen masten (de Eiffeltoren) gebouwd door te klinken. Klinken is een methode waarbij een metalen stift twee overlappende staalplaten verbindt. De stift, met aan één kant een kop, wordt eerst verhit en daarna in een gat door de twee staalplaten gestoken. Aan de andere kant wordt een kop gesmeed terwijl de stift nog heet is. Afb. 9. Klinkverbinding. Het kleine kopje rechts is gesmeed. 7 Doordat ijzer krimpt bij afkoelen, ontstaat een sterke verbinding. Overigens is klinken een oude methode, maar niet ouderwets: ook vliegtuigen worden tegenwoordig nog vaak geklonken. Felsen Als twee dunne platen met elkaar verbonden moeten worden, kan dit door van beide platen een randje om te vouwen, deze in elkaar te haken en aan te drukken. U kent vast wel het dikke randje boven op een conservenblik waar de blikopener op aangrijpt. Dit is een felsrandje. 8 Een voordeel van felsen is dat er geen apart bevestigingsmateriaal nodig is. Felsen is een relatief goedkope verbindingstechniek. 1.6 Verbindingsmethoden Afb. 10. Felsen, verschillende vormen. Een keer extra vouwen geeft een sterkere verbinding en een betere afdichting. Krimpen 9 Er is ook een verbindingsmethode die het midden houdt tussen de uitneembare en niet-uitneembare verbindingen: de krimpverbinding. Een krimpverbinding ontstaat bijvoorbeeld als een as in een verhitte ring wordt geschoven. Doordat de ring is verhit, is deze uitgezet. Als vervolgens de ring afkoelt, krimpt deze om de as. Hierdoor wordt een sterke verbinding gemaakt. Als men echter het buitenste materiaal opnieuw verwarmt en de as niet, kan de as weer uit de ring worden genomen: een uitneembare verbinding. Overigens kan ook de as in het gat worden geperst in plaats van het ringmateriaal te verhitten: dit heet dan een persverbinding. De as en het gat zijn dan vaak iets taps. Opgave Maak voor uzelf een samenvatting van hoofdstuk 1. De uitwerking van oefenopgaven is achter in het hoofdstuk opgenomen. U hoeft de antwoorden dus niet ter correctie in te zenden. Raadpleeg de uitwerking bij voorkeur niet voordat u de oefenopgaven zelfstandig hebt uitgewerkt. Oefenopgave 1 Wat is het grote voordeel van booglassen met beklede elektrode boven MIG-MAG-lassen? Noem ook twee nadelen. Oefenopgave 2 Als het te lassen materiaal roestvast staal is, wat moet dan het toevoegmateriaal zijn bij MIG-MAG lassen? Waarom? Is het lasproces bepalend voor de keuze van het toevoegmateriaal? Oefenopgave 3 Welk materiaal is moeilijk lasbaar? Waarom? Welke lastechniek is hiervoor erg geschikt? Waarom? 851E1.FM Oefenopgave 4 Waarom mag bij solderen de brander of bout niet op het toevoegmateriaal worden gericht? Wat mag men nooit vergeten voordat met solderen begonnen kan worden? 1.7 Verbindingsmethoden Parate-kennisvragen 1 Is er een constructie mogelijk zonder verbindingen? Waarom wel of niet? 2 In welke twee hoofdgroepen kan men de verbindingen verdelen? 3 Noem van elke groep de voornaamste verbindingen. 4 Noem vier voorbeelden van elektrisch smeltlassen. 5 Welke twee soorten solderen kent u? Welk toevoegmateriaal is bij deze soorten genoemd? 6 Hoe komt het dat er tegenwoordig meer wordt gelijmd dan vroeger? Noem twee redenen. 7 Waardoor ontstaat de sterke verbinding bij klinken? 8 Wat is het voordeel van felsen? 9 Tot welke soort verbindingen kan de krimpverbinding gerekend worden? 1.8 Verbindingsmethoden Uitwerking van de oefenopgaven Oefenopgave 1 Voordelen: de lasapparatuur is eenvoudiger en goedkoper. Nadelen: de elektrode moet telkens vervangen worden, zodat men niet aan een stuk door kan lassen en men moet de slak verwijderen die soms hardnekkig vastzit. Oefenopgave 2 Het toevoegmateriaal moet hetzelfde zijn als het basismateriaal. In dit geval is dat roestvast staal. Het maakt niet uit om welk lasproces het gaat: bij alle lasprocessen moet het toevoegmateriaal gelijk zijn aan het basismateriaal. Oefenopgave 3 Aluminium is moeilijk lasbaar. Dit komt door het harde oxidelaagje met een hoger smeltpunt. Als de boog door het oxidelaagje heen is gesmolten, smelt het aluminium daaronder heel snel. TIG-lassen is hiervoor een geschikte lasmethode omdat het goed controleerbaar (beheersbaar) is. 851E1.FM Oefenopgave 4 Bij solderen moet het toevoegmateriaal tussen de te verbinden oppervlakken trekken. Dit gebeurt als deze voldoende heet zijn. Door het toevoegmateriaal eerst te smelten, krijgt men druppelvorming en het materiaal trekt niet meer tussen de oppervlakken: het vloeit niet meer. Men mag niet vergeten de oppervlakken eerst te ontvetten. Ook dit is nodig om het soldeer goed te laten hechten. 1.9
© Copyright 2024 ExpyDoc
