H06: Lasverbinding

Het wordt aanbevolen vòòr het lassen de zinklaag over een voldoende breedte te verwijderen aan weerskanten van de aan te brengen lassen. Dit kan gebeuren door branden, stralen of beitsen. In de praktijk wordt echter meestal rechtstreeks gelast op het thermisch verzinkte staal zonder de zinklaag te verwijderen. Hierdoor wordt de zinklaag direct naast de las voor een groot gedeelte weggebrand. In beide gevallen is het noodzakelijk de zinklaag te herstellen ná het lassen.

De aanbeveling de zinklaag plaatselijk te verwijderen vòòr het lassen heeft te maken met enkele, meestal minder belangrijke nadelen van het direct lassen aan thermisch verzinkt staal. Zo is er meer warmte nodig voor het lassen, waardoor een aanpassing van de lassnelheid noodzakelijk kan zijn. Zeker bij dikke zinklagen is het raadzaam trager te lassen. Ook komt er bij dikke zinklagen meer lasrook en/of zinkdamp vrij. Deze zinkdamp is niet alleen schadelijk voor de gezondheid, maar belemmert eveneens een goed zicht op de las. Een afzuiging kan dan noodzakelijk zijn. Tenslotte kunnen er bij het direct lassen aan thermisch verzinkt staal meer lasspetters ontstaan, evenals gasinsluitingen in de lasnaad.

In het algemeen geldt dat praktisch alle lasprocessen toepasbaar zijn op thermisch verzinkt staal, waarbij soms (bij dikke zinklagen) de lassnelheid moet worden beperkt. De mechanische eigenschappen van gelaste verbindingen van thermisch verzinkt staal zijn gelijk aan die van niet thermisch verzinkt staal.

Voor het herstellen van de zinklaag zijn twee applicatiemethoden beschikbaar: verven en spuiten. In de praktijk wordt meestal gekozen voor zinkrijke verven.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 195 (april 2007).

Liever niet. Ankers 8.8 worden altijd vervaardigd uit koudvervormd staal en in het algemeen moet men uiterst voorzichtig zijn met lassen aan dit materiaal. Door het koudvervormen neemt de treksterkte toe, terwijl de taaiheid van het staal afneemt. Door het plaatselijk toevoegen van warmte (bijvoorbeeld door lassen) wordt het effect van koudvervormen teniet gedaan, waardoor het materiaal zijn hoge sterkte verliest. Het is niet mogelijk om een ondergrens voor de sterkte van het anker aan te geven. Niet lassen dus!

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 188 (februari 2006).

Door het lassen in de nabijheid van koudvervormde zones kan gevaar voor veroudering optreden, afhankelijk van het toegepaste staal, de wanddikte en van de afrondingsstraal. Door deze veroudering kan de weerstand tegen brosse breuk verminderen. NEN 6770 stelt geen eisen aan het lassen van koudgevormde buizen. Art. 5.2.4 van deze norm vermeldt dat NEN 6770 geen eisen en rekenmethoden geeft met betrekking tot bros breken. In de toelichting op dit artikel staat dat door een juiste materiaalkeuze mag zijn aangenomen dat de grenstoestand (scheurvorming door bros breken) niet zal optreden. Voor de juiste materiaalkeuze wordt verwezen naar NEN 6774, die in art. 7.1 een toetsingsregel geeft waarin ook het effect van de combinatie koudvervormen en lassen wordt meegenomen. Bij het toepassen van deze toetsingsregel zal bij de keuze voor een koudgevormd profiel de staalkwaliteit veelal een klasse hoger moeten worden gekozen dan het geval zou zijn bij een niet-koudgevormd profiel, bijvoorbeeld S235J0 in plaats van S235JR. Vaak zal echter de hogere staalkwaliteit een standaard leverbare kwaliteit zijn die niet (of nauwelijks) duurder is. Een andere benadering geeft tabel 4.2 van NEN-EN 1993-1-8 (Eurocode 3), die qua presentatie aansluit op tabel A-1 van de vroegere RB 1982.

[afb. a - tabel]

Tabel 4.2. Voorwaarden voor het lassen in koudvervormde zones en naastliggend materiaal (bron: NEN-EN 1993-1-8).

Tabel 4.2 geeft minimumwaarden voor de binnenbuigstralen van koudgevormde buisprofielen. Indien wordt voldaan aan de gestelde eisen in deze tabel, dan mag aan de koudvervormde hoeken worden gelast. Indien niet aan deze minimumeisen voor de afrondingsstraal wordt voldaan, dan mag in de koudvervormde zone met inbegrip van de aangrenzende delen met een breedte van vijf maal de wanddikte niet worden gelast.

[afb. b - afb]

Hoewel tabel 4.2 is opgesteld voor koudgevormde buisprofielen lijkt het zinvol deze ook voor andere koudgevormde profielen aan te houden.

Let er op dat wanneer Eurocode 3 wordt gebruikt tevens voldaan moet worden aan NEN-EN 1993-1-10 die over brosse breuk gaat. Deze norm is de tegenhanger van NEN 6774, die hiervan overigens nogal afwijkt.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 166 (juni 2002).

De benodigde dikte van een las moet in de eerste plaats worden bepaald door een berekening. Een vuistregel die veel wordt gehanteerd luidt: keeldoorsnede = halve plaatdikte + 1 mm. Deze vuistregel leidt echter voor dikke platen tot veel te zware lassen.

De waarde die moet worden toegekend aan diverse ontwerptabellen voor het bepalen van de minimale hoeklas is gering. Oorspronkelijk zijn deze tabellen opgesteld om koudscheuren of waterstofbrosheid te voorkomen. In het algemeen komen deze tabellen uit de Amerikaanse normen. Dat blijkt vaak al doordat de grenzen in de tabel worden aangegeven als 12 mm, 19 mm en 38 mm (respectievelijk 0,5 , 3/4 en 1,5 ). Alleen al het feit dat deze tabellen niets zeggen over de staalsoort en/of de staalkwaliteit geeft aan dat de waarde van deze tabellen minimaal is.

In de huidige Amerikaanse praktijk komen dit soort tabellen echter nog altijd voor, bijvoorbeeld in de Manual of Steel Construction van het American Institute of Steel Constuction. Gezien de huidige stand van het lassen en de beschikbaarheid van moderne materialen zijn deze tabellen in het algemeen te pessimistisch.

Volgens de huidige NEN-EN 1090-2 moet, conform art. 7.4, worden gewerkt met goedgekeurde lasmethodebeschrijvingen waarmee de leverancier van de staalconstructie moet aantonen dat de door hem te leggen las voldoet aan de daaraan gestelde eisen. Een voordeel van deze methode is dat de leverancier van de constructie zelf kan bepalen hoeveel moeite hij wil doen om tot een geringe lasdikte te komen, uiteraard afhankelijk van de hoeveelheid laswerk.

Ten overvloede wordt opgemerkt dat bij de lasmethodekwalificatie gebruik moet worden gemaakt van hetzelfde moedermateriaal, hetzelfde lasproces, dezelfde positie en dezelfde lastoevoegmaterialen als bij de definitieve uitvoering van de las. Overigens moet ook rekening worden gehouden met art. 7.2.2.4 van NEN 6770 ten aanzien van de vervormingscapaciteit van gelaste verbindingen. Een plaat van 40 mm die met lassen met een keeldoorsnede van 4 mm is gelast, zal in het algemeen onvoldoende vervormingscapaciteit bezitten en dus een bros breukgedrag (bezwijken zonder waarschuwing) vertonen.

Een algemene richtlijn voor de dikte van hoeklassen is derhalve niet te geven. Afhankelijk van zeer veel factoren moet de constructeur voor elk geval apart zelf een beoordeling maken.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 159 (april 2001).

Het lassen van betonstaal aan een staalconstructie komt steeds vaker voor. Omdat de exacte plaats van het betonstaal pas bekend is nadat de kanaalplaten (maar dat geldt ook voor bijvoorbeeld breedplaten) zijn gelegd, wordt er vaak gekozen voor lassen in het werk. Een andere reden kan zijn dat de vloerplaten niet of heel lastig kunnen worden gemonteerd als het betonstaal al is opgelast.

Het lassen aan een geschilderde staalconstructie vereist een zorgvuldige voorbereiding. Bij de las moet de aanwezige coating op het staaloppervlak worden verwijderd. Oppervlaktelagen zoals primers, maar ook zinklagen kunnen namelijk overmatige hoeveelheden rook bij het lassen opleveren. Dat kan leiden tot gasinsluitingen en daarmee de sterkte van de las verzwakken. Dit risico is bij hoeklasverbindingen groter dan bij stompe naden, en met name bij tweezijdige hoeklassen.

Attentie is geboden bij zogeheten lasprimers met een beperkt zinkgehalte. In theorie is het hierbij niet nodig de primer voor het lassen te verwijderen. Echter wanneer de laagdikte van de primer groter is dan de dikte die de leverancier heeft aanbevolen, is het waarschijnlijk dat de las poreus wordt. Met name bij andere lasprocessen dan het lassen met beklede elektroden is dat het geval.

Voor zover bekend is er geen onderzoek gedaan naar de sterkte van gelaste verbindingen op gecoat (niet zijnde lasprimer) materiaal. Informatie over bijvoorbeeld lasprocessen is te vinden op de website van het Nederlands Instituut voor Lastechniek (www.nil.nl) onder de rubriek Laskennis opgefrist .

De sterkte van een las kan worden berekend volgens NEN 6770 of NEN 6772. De lassen moeten voldoen aan de voorwaarden genoemd in NEN 6770, art. 7.2.2. De norm geeft prestatie-eisen waaraan moet worden voldaan, ongeacht de gebruikte lasmethode.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 193 (december 2006).

Het kan in bepaalde gevallen interessant zijn om kopplaten van scharnierend aangesloten liggers niet volledig door te laten lopen tot de onderflens (bijvoorbeeld slechts over 60% van de liggerhoogte). Daardoor is het niet nodig volledig rondom het aansluitende profiel af te lassen, maar slechts over een deel van het lijf. De hoeveelheid laswerk en daarmee ook de fabricagekosten worden hiermee aanzienlijk gereduceerd. Uit het verleden zijn echter schadegevallen bekend, waardoor dit type (dwarskracht)verbinding in Nederland minder wordt toegepast dan in het buitenland.

De bewuste schadegevallen traden op in 1968 bij enkele werken van de toenmalige firma Escher's Metaalfabrieken en Constructiewerkplaatsen. Ir. A. Kingma van deze firma nam toen het initiatief een onderzoek uit te voeren naar de oorzaken van het ontstaan van scheuren in het lijf. Deze scheuren ontstonden na het lassen van verkleinde kopplaten. Sindsdien heet dit effect het 'Kingma-effect'. Uit het onderzoek van Kingma bleek dat de scheurvorming aan een combinatie van de volgende twee factoren is te wijten.

- Staalsoort en -kwaliteit van liggers en kopplaten. Toegepast was St 33-1 volgens DIN 17100 (aangeduid als 'Handelskwaliteit'), dat slechts beperkt lasbaar is (volgens de inmiddels verouderde Euronorm 25-67: 'in het algemeen niet bestemd voor lassen'). Uit TNO-onderzoek bleek voorts dat het gehalte aan fosfor (P), zwavel (S) en stikstof (N) relatief hoog was in verhouding tot de huidige staalsoorten, hoewel de waarden binnen de toen geldende normen vielen. Kerfslagproeven bevestigden de slechte taaiheidseigenschappen van St 33-1.

- Relatief dikke kopplaat (15 mm) in combinatie met een dun liggerlijf (7,1 mm van IPE 300 en 8,6 mm van IPE 400). Door de warmte-afdracht naar de dikke kopplaat door het lassen ontstonden laskrimpspanningen die, in combinatie met de toentertijd hogere walsspanningen, tot scheurvorming in het dunne lijf aanleiding gaven.

De beide oorzaken, wellicht in combinatie met de kwaliteit van de laselektroden en verhinderde krimpvervormingen door het lassen in de mal, leidden destijds tot scheurvorming in het lijf van de IPE-liggers.

Tegenwoordig zijn zowel de bereiding van het staal en het proces van het walsen aanzienlijk verbeterd, evenals de lastechnieken in de staalconstructiebedrijven. Daardoor behoeft men bij de toepassing van lasbare staalsoorten en de tegenwoordig gebruikelijke lastechnieken, in combinatie met korte kopplaten met een dikte van 8 of 10 mm (a = 4 resp. 5 mm), niet te vrezen voor het 'Kingmaeffect'. Een verbinding met korte kopplaten kan daarom zonder bezwaar worden toegepast.

Voor het ontwerp en de berekening van korte kopplaatverbindingen wordt verwezen naar de Engelse publikatie 'Joints in simple construction. Vol. 1. Design methods' uit 1991, uitgegeven door The Steel Construction Institute.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 119 (augustus 1994).

In het algemeen geldt dat voorzichtigheid is geboden bij het lassen aan dun materiaal. Wanneer buis en plaat beide zijn vervaardigd uit S235 zijn er bij deze materiaaldikten geen problemen te verwachten. Ten opzichte van de normale voorzorgsmaatregelen voor lassen op het werk zijn geen andere of aanvullende maatregelen nodig. Wel is het van belang na te gaan of de omvang van het laswerk in redelijke verhouding staat tot de grootte van de belasting op de kolom. Het oplassen van een kleine strip is namelijk heel wat anders dan het oplassen van zware platen die ook een constructieve functie hebben. Het is dan denkbaar dat in bepaalde gevallen de kolom tijdens het lassen moet worden ontlast.

Tijdens het lassen wordt de sterkte van de kolom plaatselijk zeer laag (het materiaal smelt), waardoor theoretisch een probleem zou kunnen ontstaan. Eventueel zou minder snel kunnen worden gelast met een lage stroomsterkte waardoor de warmte-inbreng ook minder is, maar de kans bestaat dan dat de kwaliteit van de las ook minder wordt. Een lage warmte-inbreng veroorzaakt bovendien een hoge afkoelsnelheid, waardoor weer (overmatige) harding kan optreden. De resulterende harde en brosse structuur kan tot scheurvorming leiden. Uiteindelijk zal toch de voor het lassen vereiste temperatuur (smelttemperatuur van staal) moeten worden bereikt.

Er is echter weinig bekend over de invloed van het lassen op het achterliggende beton in de buiskolom. Lokaal kan er door uitzetting van het staal een kleine ruimte ontstaan, waardoor er mogelijk een schilfer beton los kan komen door temperatuurspanningen. De invloed hiervan op de brandwerendheid van de kolom is echter nihil.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 204 (oktober 2008).

In principe niet. De regels over de uitvoering van een staalconstructie zijn gegeven in NEN-ENV 1090-1. Over het gebruik van moeren bepaalt art. 8.4(4): Moeren mogen niet worden gelast, tenzij dit volgens de projectspecificatie is toegelaten . De reden is dat moeren altijd worden vervaardigd via koudvervormen. Door het lassen met name de inbreng van warmte wijzigt de structuur van het staal, waardoor de sterkte vermindert. Normtechnisch mag dus niet worden gelast aan moeren (maar ook niet aan bouten), ongeacht de sterkteklasse. In de handel zijn echter speciale zogenaamde zeskantlasmoeren verkrijgbaar, die zijn vervaardigd uit staal met een aangepast koolstofgehalte (maximaal 0,25%). Aan deze moeren leverbaar tot en met M16 mag wel worden gelast. De onderkant van de moeren heeft ook een profilering om de las gemakkelijker te kunnen leggen. Zeskantlasmoeren mogen uitsluitend worden gebruikt in combinatie met bouten in een sterkteklasse kleiner dan 8.8.

Een oplossing met aangelaste moeren moet daarom worden gezien als een noodoplossing. Een alternatief kan zijn om een stalen plaat op de buitenkant van de buiskolom te lassen, waarbij in de plaat tevoren de benodigde boutgaten met schroefdraad zijn getapt.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 204 (oktober 2008).

Wanneer de wapeningsstaven niet zijn gebogen en dus recht zijn, heeft het thermisch verzinken geen invloed op de sterkte. Wanneer de wapeningsstaven wel zijn gebogen bestaat de kans dat de staaf breekt door het thermisch verzinken.

Door het buigen wordt het materiaal koud vervormd en krijgt de koudgevormde zone een lagere taaiheid. Door het inbrengen van warmte tijdens het lassen kan de taaiheid verder afnemen. Dat speelt met name een rol wanneer de staven met een te kleine radius zijn gebogen. Bij het verzinken daarna kunnen restspanningen aanleiding geven tot vervormingen en dus scheurvorming. Bij het bestellen van het staal moet daarom worden vermeld dat het materiaal geschikt moet zijn voor thermisch verzinken. Het gehalte aan silicium en fosfor in het staal is hierbij van belang. Het thermisch verzinken zelf beïnvloedt niet de sterkte van de lasverbinding.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 207 (februari 2009).

NEN-EN 1993-1-8, art. 5.1.5 geeft de bepalingen voor de algemene berekening van vakwerken. Bij het bepalen van de verdeling van de normaalkrachten in een vakwerk mag ervan zijn uitgegaan dat de staven zijn aangesloten door scharnieren. Tabel 5.3 uit NEN-EN 1993-1-8 geeft een overzicht van de in rekening te brengen momenten.

De draagkracht van een vakwerk hangt in belangrijke mate af van de normaalkrachten; immers het aandeel van buiging in de draagkracht is gering. Toch kunnen er buigende momenten optreden die zijn te onderscheiden in:

secundaire momenten;

momenten door een dwarse belasting;

excentriciteitsmomenten.

Secundaire momenten ter plaatste van de verbindingen, veroorzaakt door de rotatiestijfheid van de verbindingen, mogen worden verwaarloosd (behalve bij een vermoeiingsberekening) in zowel de berekening van de staven als de berekening van de verbindingen mits de verbindingen voldoende rotatiecapaciteit bezitten. Dit is het geval wanneer wordt voldaan aan de volgende twee criteria:

de geometrie van de verbindingen voldoet aan een bepaald geldigheidsgebied aangegeven in tabellen;

de staven in het vakwerk zijn niet gedrongen, dat wil zeggen dat voor de verhouding tussen de lengte en de diameter van de staven geldt /d 6 (voor vakwerkstaven in gebouwen).

Momenten door dwarse belastingen op het vakwerk (bijvoorbeeld belasting op de randstaven tussen de knopen) moeten altijd in rekening worden gebracht. Wanneer aan de bovengenoemde twee criteria wordt voldaan, geldt:

de wandstaven mogen zijn beschouwd als scharnierend aangesloten aan de randstaven, zodat de momenten door de dwarse belasting niet in de andere wandstaven doorwerken;

de randstaven mogen zijn beschouwd als doorgaande liggers met eenvoudige opleggingen ter plaatse van de knooppunten. Ook kunnen er momenten optreden die voortkomen uit excentriciteiten wanneer de systeemlijnen van de staven niet in één punt samenkomen. In getrokken rand- en wandstaven mogen excentriciteitsmomenten worden verwaarloosd. Deze momenten mogen ook verwaarloosd worden in de berekening van de verbindingen wanneer de excentriciteit e voldoet aan:

0,55h0 e 0,25h0 (rechthoekige buisprofielen);

0,55d0 e 0,25d0 (ronde buisprofielen).

Hierin is h0 (of d0) de hoogte (of diameter) van de randstaaf in het vlak van het vakwerk. De momenten door excentriciteiten moeten altijd in rekening worden gebracht bij drukstaven, ook indien de excentriciteit binnen de hiervoor gegeven begrenzing valt. Dit laatste is een afwijking op de TGB 1990, waarin excentriciteitsmomenten in drukstaven binnen bepaalde grenzen ook mochten worden verwaarloosd. Zie ook het artikel van H.H. Snijder.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 209 (juni 2009).

Nee. De sterkte van de las hangt af van de treksterkte van het moedermateriaal zie NEN 6770, formule (13.4-3) of NEN-EN 1993-1-8, formule (4.1) en deze waarde wordt niet beïnvloed door koudvervormen. Bovendien zorgt warmte-inbreng tijdens het lassen ervoor dat het effect van de verhoging van de vloeispanning plaatselijk verdwijnt. Het is dus niet toegestaan de positieve invloed van koudvervormen op de vloeigrens in rekening te brengen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 211 (oktober 2009).

In NEN-EN 1090-2 staan eisen genoemd ten aanzien van het keuren en beproeven van lassen. In art. 12.4 (Lassen) wordt een overzicht gegeven van de normen die daarbij van toepassing worden verklaard.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (februari 2009).

In principe zijn alle lassen in het werk aan te brengen, ook de zwaardere lassen. In het werk ligt de positie van het werkstuk echter vast zodat de kans bestaat dat boven de hand gelast moet worden. Met de bepaling van de lasdetails kan hiermee rekening worden gehouden door eventueel voorbewerkte naden toe te passen. Op deze manier kan zoveel mogelijk onder de hand worden gelast. Verder moet het werkstuk schoon en droog zijn. Bij temperaturen beneden de 5 °C is voorverwarmen noodzakelijk. Verder is het aan te bevelen om visuele inspectie uit te voeren en eventueel niet-destructief onderzoek (NDO).

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (april 2009).

Er zijn vijf soorten niet-destructief lasonderzoek gangbaar:

visueel onderzoek

magnetisch onderzoek

penetrant onderzoek

ultrasoon onderzoek

radiografisch onderzoek

Van deze methoden is het inwendige van de las alleen te controleren met ultrasoon en radiografisch onderzoek.

Visueel onderzoek

Bij visueel onderzoek worden de lassen grondig bekeken met het blote oog. Een deskundig inspecteur kan aan het uiterlijk van de las zien of er een goede lasser aan het werk is geweest en of het juiste lasproces is toegepast. In statisch belaste constructies is deze vorm van onderzoek gewoonlijk voldoende.

Magnetisch onderzoek

Bij magnetisch onderzoek wordt het te onderzoeken materiaal ingesmeerd met een witte, kalkhoudende vloeistof, waardoor het oppervlak wit wordt. Vervolgens wordt het te onderzoeken materiaal ingesmeerd met een vloeistof, dat voorzien is van ijzerdeeltjes. Door nu een elektromagneet op het materiaal te plaatsen, zullen de ijzerdeeltjes zich richten naar het opgewekte magnetisch veld. Indien zich een scheur in het materiaal bevindt, zullen de magneetlijnen op die plaats een afbuiging te zien geven. Met deze methode zijn zeer kleine, met het oog onzichtbare, scheuren op te sporen. Onvolkomenheden in het inwendige van de las zijn met deze methode echter niet op te sporen.

Penetrant onderzoek

Bij penetrant onderzoek wordt het te onderzoeken materiaal met een vloeistof ingesmeerd. Nadat de vloeistof gedurende enige tijd heeft kunnen inwerken, wordt het materiaal zorgvuldig droog gemaakt. Vervolgens wordt het bespoten met een krijtmengsel. Ter plaatse van eventuele scheuren zal het krijt tekenen doordat het vocht opneemt uit de scheuren. Ook met deze methode zijn alleen onvolkomenheden aan de oppervlakte op te sporen.

Ultrasoon onderzoek

Bij ultrasoon onderzoek wordt een zender en een ontvanger op het te onderzoeken materiaal geplaatst. De zender zendt ultrasone golven uit, die weerkaatst worden op grensvlakken. Normaal is het grensvlak het andere oppervlak van het materiaal. Als er zich een scheur in het materiaal bevindt, zullen de golven (gedeeltelijk) eerder terugkaatsen dan verwacht. Zo is vast te stellen of zich in het materiaal een onvolkomenheid bevindt. Door met de zender om de gevonden onvolkomenheid heen te draaien, kan een vrij goed beeld worden verkregen van de plaats en soort van de onvolkomenheid.

Radiografisch onderzoek

Bij radiografisch onderzoek wordt een bron, die röntgenstraling kan uitzenden, geplaatst aan de ene zijde van het te onderzoeken materiaal. Aan de andere zijde van het materiaal wordt een plaat met fotografisch materiaal opgesteld. Vervolgens wordt de film belicht door de straling van de bron. De intensiteit van de straling wordt kleiner, doordat het door het staal heen moet. Op plaatsen waar minder staal aanwezig is, bijvoorbeeld door een onvolkomenheid in het materiaal, zal de intensiteit minder afnemen en zullen zich donkere plekken aftekenen op de film.

Een praktisch nadeel van radiografisch onderzoek is dat in verband met de schadelijke straling de omgeving afgezet moet worden gedurende het onderzoek. In een constructiewerkplaats kan dit storend zijn.

Vaak wordt radiografisch onderzoek voorgeschreven, omdat er wordt gedacht, dat dit het beste systeem is. Dit is maar ten dele waar. Een voordeel van radiografisch onderzoek is, dat het resultaat op een foto kan worden bekeken. Een groot nadeel van radiografisch onderzoek is echter, dat dichtgedrukte scheuren en scheuren loodrecht op het stralingsoppervlak niet worden waargenomen.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (juni 2009).

Constructieve eisen aan lassen worden gesteld in NEN-EN 1090-2. In deze norm wordt niet gesproken over esthetische eisen. Er zijn geen normen waarin esthetische eisen aan lassen worden gesteld. Als er speciale eisen zijn kunnen deze in het bestek worden opgenomen.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (juni 2009).

Bij de toetsing van de sterkte van een geïntegreerde ligger wordt er van uitgegaan dat de las over de volledige lengte doorloopt. Als de las als een kettinglas wordt uitgevoerd betekent dit dat de belasting uit de onderplaat niet gelijkmatig wordt ingeleid in de onderflens van het HEA-profiel. Hierdoor worden de spanningen in de onderplaat en onderflens hoger dan is aangenomen in de berekening. Dit betekent dat de profielweerstanden zoals die in profielenboekjes staan niet meer geldig zijn. Dus in principe moet de las continu worden uitgevoerd tenzij er bij de berekening van de geïntegreerde ligger rekening mee wordt gehouden dat de las niet continu is. Voor de berekening van de las gelden geen speciale eisen en kan de Eurocode worden gevolgd.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (november 2009).

Koudscheuren ook wel waterstofscheuren genoemd is een complex fenomeen waarbij staal kan scheuren na het lassen en waarvan het exacte mechanisme nog steeds niet helemaal bekend is. Tijdens het lassen kan waterstof (bijvoorbeeld aanwezig in de atmosfeer of in het lastoevoegmateriaal) worden opgenomen in het vloeibare smeltbad. De oplosbaarheid van waterstof in het vloeibare smeltbad is groot bij een hoge temperatuur, maar neemt gedurende het stollen sterk af. Een deel van de waterstof zal ontsnappen en een deel wordt ingevangen in het stollende smeltbad. Het ingevangen waterstof blijft grotendeels zichtbaar als belletjes, met name langs de korrelgrenzen en bij microscheurtjes en/of bij niet-metallische insluitsels. Een klein gedeelte blijft in het atomaire rooster over als diffundeerbare waterstof, dus waterstof dat zich vrij kan verplaatsen. Tijdens het verder afkoelen diffundeert het waterstof gedeeltelijk door de las naar de warmtebeïnvloede zone (wbz) of ontsnapt aan de lucht. De achtergebleven atomaire waterstof verzamelt zich onder invloed van spanningen (ook lasspanningen) in gebieden van het rooster waar de elastische rek en vervorming het grootst is. Elastische rekzones komen onder meer voor bij de tip van microscheuren. Het waterstof dat zich in een scheurtip heeft verzameld veroorzaakt een verzwakking van de bindingen in het rooster, waardoor de scheur zich gaat uitbreiden. Daardoor neemt de elastische rek af (relaxatie) ter plaatse van de oude scheurtip. Het waterstof verplaatst zich dan weer naar de nieuwe scheurtip en uiteindelijk ontstaat er zo een macroscheur.

Om in staal koudscheuren te krijgen moet aan de volgende drie voorwaarden tegelijkertijd worden voldaan:

hoge spanningen (krimpspanningen die ontstaan bij het lassen zijn al voldoende);

harde materiaalstructuur (martensiet);

voldoende waterstofinsluitingen in het lasmetaal.

Wanneer aan één van deze drie voorwaarden niet is voldaan, ontstaan er ook geen koudscheuren.

Hoge spanningen zijn in dit geval aanwezig door krimpspanningen na het lassen. Deze spanningen kunnen nog worden verhoogd door trek in de onderrand.

Een harde materiaalstructuur (martensiet) kan ontstaan door het lassen van bepaalde materialen. Bij staal is het koolstofequivalent een maat voor de gevoeligheid voor het ontstaan van een harde materiaalstructuur, afhankelijk van de plaatdikte, het type lastoevoegmateriaal en de warmte-inbreng tijdens het lassen. NEN-EN 1011-2 beschrijft hoe deze gevoeligheid moet worden bepaald. Ook geeft deze norm aan wat de minimale voorwarmtemperatuur moet zijn om koudscheuren te voorkomen. Door het materiaal op de juiste temperatuur voor te warmen wordt de afkoeltijd langer, waardoor wordt voorkomen dat martensiet ontstaat. Materiaalfabrikanten beschikken doorgaans over speciale rekenprogramma s om voor het staal de juiste voorwarmtemperatuur te bepalen.

Waterstof kan in het lasmetaal komen door vuil van het plaatoppervlak, via het lastoevoegmateriaal of uit de omgeving bij onvoldoende gasbescherming tijdens het lassen.

Materiaal met een hoge sterkte is gevoeliger voor koudscheuren dan materiaal met een lage sterkte.

In de praktijk blijkt dat S235 nagenoeg ongevoelig is voor koudscheuren: het meest kritisch zijn grote plaatdikten (>30 mm) en materiaal waarvan de chemische samenstelling afwijkt van de voorgeschreven samenstelling volgens NEN-EN 10025-2. S355 is al een stuk gevoeliger voor koudscheuren dan S235. Bij gebruik van S355 is het advies om bij plaatdikten van meer dan 25 mm altijd een controle uit te voeren of het materiaal voor het lassen voor te warmen volgens NEN-EN 1011-2 en de materiaalcertificaten.

Bij het toepassen van de staalsoort S460 (of hoger) is altijd controle op koudscheuren noodzakelijk. Wees ook extra alert bij afgekeurd hogesterktestaal dat als lagere staalsoort wordt verkocht (te herkennen op het materiaalcertificaat).

Koudscheuren is te voorkomen door de volgende voorzorgsmaatregelen in acht te nemen:

bestel het juiste materiaal conform de technische leveringsvoorwaarden;

bereken vooraf de juiste voorwarmtemperatuur en controleer dit ook tijdens de fabricage;

las met voldoende warmteinbreng;

werk schoon en slijp altijd de snijkanten;

gebruik lastoevoegmateriaal met een gegarandeerd laag waterstofgehalte;

onderhoud het slangenpakket van de toorts en vervang de slangen regelmatig, ook in de lasmachine.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 219 (februari 2011).

Bij constructies waarvoor een uitvoeringsklasse geldt van EXC2 (Execution Class 2) en hoger moet een lascoördinator worden aangesteld. Afhankelijk van de staalsoort en de dikte van het materiaal waarmee wordt gelast, gelden er verschillende eisen die aan de lascoördinator worden gesteld. Deze eisen staan in tabel 14 en 15 van NEN-EN 1090-2.

Bij laswerkzaamheden aan constructies waarvoor EXC1 geldt, is er geen lascoördinator noodzakelijk. Er is sprake van EXC1 bij een gevolgklasse CC1, een gebruikscategorie SC1 en een productcategorie PC1. In de praktijk betekent het dat voor een bedrijfshal met staalsoort S235 een EXC1 geldt, bij toepassing van staalsoort S355 geldt EXC2. Een overzicht van de uitvoeringsklassen is gegeven in bijlage B van NEN-EN 1090-2.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (december 2011).

De berekening van de weerstand van een hoeklas kan worden bepaald met de gecombineerde spanningenmethode (art. 4.5.3.2 van NEN-EN 1993-1-8) of met een vereenvoudigde methode (art. 4.5.3.3 van NEN-EN 1993-1-8). In beide gevallen moet voor zowel fu als voor w worden uitgegaan van de laagste staalsoort.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 234 (augustus 2013).

Nee. Deze uitzondering geldt niet voor THQ-liggers. De excentriciteit tussen het hart van de keeldoorsnede en het hart van de lijfplaat zorgt voor een moment om de lengte-as van de las. De spanning ten gevolge van dit moment moet worden gesuperponeerd op de spanning in de las die ontstaat als er geen excentriciteit optreedt. Deze extra spanning zal echter niet leiden tot veel zwaardere lassen, maar het effect kan niet worden verwaarloosd. Het bijgevoegde rekenvoorbeeld maakt duidelijk dat het niet in rekening brengen van de excentriciteit leidt tot een onderschrijding van de rekenwaarde van de lasspanning.

Overigens moet worden vermeld dat een THQ-ligger die op wringing wordt belast, en waarbij geen voorzieningen zijn genomen om deze wringing door de vloerplaat te laten opnemen, de lassen ook extra worden belast. In het rekenvoorbeeld wordt hier geen rekening mee gehouden.

In het rekenvoorbeeld wordt gerekend met de rekenwaarde van de belasting. Het kan verstandig zijn de lassen door te rekenen met een belasting die gelijk is aan de maximaal toelaatbare belasting op de ligger. Zo wordt er voor gezorgd dat de lassen nooit maatgevend zijn.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 235 (oktober 2013).