Algemene Theorie

Processen en apparatuur

Lasprocessen

Geschiedenis

Al meer dan 4000 jaar geleden werd er al gelast. Het werd natuurlijk nog niet met elektriciteit gedaan. Het oudste lasproces noemen we vuurlassen of wellen. Hierbij worden twee stukken ijzer in een vuur zacht (zoals deeg) gemaakt en daarna door hameren met elkaar verbonden.

figuur Vuurlassen

Toen de elektriciteit was uitgevonden, ging men proberen dit te gebruiken bij het lassen. Na veel proberen begreep men iets van de elektrische boog. De warmte die door de elektrische boog ontstond wilde men gebruiken voor het bewerken van metalen. In 1870 kon men voor het eerst een elektrische boog gebruiken bij het solderen.

De Rus De Bernados vond het elektrisch booglassen uit. De boog werd getrokken tussen het werkstuk en een uit geperste kool bestaande staaf. Het werkstuk en de staaf waren elk met een pool van een accubatterij verbonden. Dit werd “koolbooglassen”genoemd. Een andere Rus, Slavianoff, gebruikte een metalen staaf in plaats van een koolstaaf. De langzaam afsmeltende staaf was dus tegelijkertijd elektrode en toevoegmateriaal. Hieruit is het handslassen met beklede elektroden ontwikkeld.

Tot ongeveer 1900 gebeurde er niet veel op lasgebied. Men kon geen geschikte stroombron maken. Maar ook nadat Siemens omstreeks 1910 een gelijkstroomdynamo maakte speciaal voor het lassen, beperkte het toepassingsgebied zich in hoofdzaak tot reparatiewerk.

Rond 1900 werd in Frankrijk het autogeen lassen uitgevonden door Le Chatelier. In 1906 werd de eerste praktisch bruikbare brander op de markt gebracht in de Verenigde Staten. Dit proces ontwikkelde zich snel en kon op veel terreinen worden toegepast.

Toen Oscar Kjellberg omstreeks 1905 de beklede elektrode ontwikkelde, werd het lassen met de beklede elektroden snel populair. De kwaliteit van het laswerk werd aanzienlijk beter. Bovendien kon men nu ook met wisselstroom lassen. In 1923 kwam de eerste lastransformator in Nederland op de markt.

Omstreeks 1930 begon men het lassen met beklede elektroden ook toe te passen voor grote objecten in staal.

Het onder poeder lassen werd in de tweede helft van de jaren dertig ontwikkeld. Dit gebeurde onafhankelijk van elkaar, zowel in de Verenigde Staten van Amerika als in Rusland. In Nederland ging men in 1938 hiermee werken.

Al in 1919 begonnen experimenten met gassen als bescherming van het smeltbad. Het duurde echter tot het begin van de jaren veertig voordat het TIG-lassen als bruikbaar lasproces op de markt kwam in de Verenigde Staten van Amerika. Het MIG-lassen ontwikkelde men in de periode 1844-1948, het gebruik van kooldioxide (CO2) als beschermgas (MAG-lassen of CO2-lassen) kwam pas later.

Door de voortuitgang in de elektrotechniek ontwikkelde de lastechniek zich na 1945 zeer snel. Er kwamen nieuwe lasprocessen en veel bestaande processen werden verbeterd. En die verbetering gaat nog steeds door.

Begrippen en definities

De lastechniek kent een aantal specifieke begrippen. Sommige begrippen zijn heel nauwkeurig omschreven, zodat iedereen weet wat er bedoeld wordt. Dat noemen we dan een definitie.

Lassen
Er zijn verschillende definities voor dit begrip, dit is er een van:

“Lassen is het verbinden van metalen, waarbij het materiaal op de verbindingsplaats in vloeibare- of deegachtige toestand wordt gebracht, terwijl al of niet materiaal van dezelfde of ongeveer dezelfde samenstelling wordt toegevoegd”.

Het grote verschil tussen lassen en solderen is dat bij solderen de te verbinden materialen niet worden gesmolten, maar met behulp van een toevoegmateriaal aan elkaar worden bevestigd. Dit toevoegmateriaal smelt eerder dan de te verbinden materialen.

Smeltsnelheid
Onder smeltsnelheid (afsmeltsnelheid) verstaat men de hoeveelheid toevoegmateriaal die in een bepaalde tijd wordt neergesmolten. Dit wordt uitgedrukt in gram per minuut (g/min) of kilogram per uur (kg/h).

De smeltsnelheid is afghankelijk van:
de door de stroom per tijdseenheid ontwikkelde warmte aan de elektrodepunt (=U x l in watt); de in het uitstekende elektrodedeel ontwikkelde warmte (=l x R in watt).

De ontwikkelde warmte wordt niet alleen gebruikt om het toevoegmateriaal te laten smelten. Een deel is nodig voor het smelten van de bekleding, poeder of draadvulling en het omsmelten van een deel van het basismateriaal. Ook door straling gaat een deel van de warmte verloren. Dit is voor ieder proces anders.

Door verschillen in verhouding slak/staal en in stralingsverlies is er tussen de lasprocessen een verschil in smeltsnelheid per eenheid van ontwikkelde warmte.

Rendement
Het rendement van een beklede elektrode wordt berekend door het gewicht van het neergesmolten metaal te delen door het gewicht van de afgesmolten kerndraad, vermenigvuldigd met 100%. Normaal is het rendement minder dan 100%, omdat er materiaal door bijvoorbeeld spatten verloren gaat. Het rendement van een elektrode kan worden verhoogd door bijvoorbeeld ijzerpoeder aan de bekleding toe te voegen. We spreken dan van hoogrendement elektroden.

Inbranding
De diepte en de vorm van de inbranding wordt bepaald door:

  • de diameter van de brandvlek (de plaats waar de boog brandt)
  • de stroomsterkte
  • ontwikkelde warmte per tijdseenheid (U x l)
  • de voortloopsnelheid en
  • de afkoelsnelheid

Overzicht lasprocessen

De eerste verdeling wordt gemaakt in druklas- en smeltlasprocessen. De druklasprocessen worden weer verdeeld in koud- en warmdruklasprocessen. Bij de elektrische booglasprocessen is de verdeling gemaakt naar de manier waarop het smeltbad wordt beschermd.

Figuur Schematische overzicht lasprocessen

Wanneer gebruiken we welk lasproces?

De warmte die nodig is voor het lassen kan op verschillende manieren worden ontwikkeld, bijvoorbeeld door elektriciteit of een chemische reactie. Per proces is aangegeven hoe de warmte ontstaat en hoe de overgaande druppels en het smeltbad worden beschermd tegen de invloed van de buitenlucht.

Smeltlasprocessen

Autogeen lassen
Warmte door             : chemische reactie (verbranden van gas)
Bescherming door  : Verbrandingsgassen

Figuur Autogeen lassen

Bij dit lasproces wordt met behulp van een lasbrander een geschikt gas (b.v. acetyleen of propaan) verbrand met zuurstof. De keuze van het gas hangt samen met de temperatuur die de vlam moet hebben. Toevoegmateriaal kan door de lasser met de hand worden toegevoerd.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                        : vooral dunne plaat (tot 3 mm)
pijpen in de verwarmings- en installatietechniek (kleine diameter
en wanddikte)
Gietijzer                                : reparatielassen; door warmtetoevoer over groter gebied koelt het
materiaal minder snel af.

Booglassen met beklede elektroden
Warmte door                       : elektrische boog
Bescherming door             : gas en slak (uit bekleding)

figuur Booglassen met beklede elektrode

De boog wordt getrokken tussen het werkstuk en de elektrode. Door de ontwikkelde warmte smelt de elektrode af en ontstaat op het werkstuk een smeltbad. De elektroden zijn van een uitwendige bekleding voorzien. De samenstelling van de bekleding heeft een grote invloed op het lasgedrag van de elektrode en de eigenschappen van de las. Het booglassen met beklede elektroden is nog steeds een veel toegepast lasproces.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                           : alle takken van de industrie, zowel nieuwbouw als reparatie
Non-ferro metalen               : nikkel- en nikkellegeringen en enkele koperlegeringen

MIG-/Mag-lassen (Metal Inert Gas/Metal Active Gas
Warmte door                         : elektrische boog
Bescherming door               : extra toegevoerd beschermgas

Figuur MIG-/MAG-lassen

Deze processen werken met een doorlopend toegevoerde en afsmeltende lasdraad; het smeltbad wordt beschermd door een extra toegevoerd gas. Bij het MIG-lassen gebruikt men meestal argon als beschermgas, bij MAG-lassen kooldioxide (CO2) of een mengsel van CO2 met argon en soms zuurstof. Omdat CO2 een actief gas is (het reageert met het smeltbad), worden elementen aan de lasdraad toegevoegd die de oxidatie beperken of voorkomen. Bij het MAG-lassen is de manier van druppelovergang afhankelijk van de lasstroom en -spanning. Naast massieve lasdraden zijn er ook gevulde draden beschikbaar. De processen zijn eenvoudig te automatiseren.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal / roestvast staal              : MAG-lassen;
auto-industrie;
staalconstructies;
grondlagen in pijpen;
ketel- en apparatenbouw (gevulde draden)
Non-ferro metalen                    : MIG-lassen;
aluminium en -legeringen;
nikkel en -legeringen;
koper en -lereringen;
TIG-lassen (Tungsten Inert Gas)
Warmte door                               : elektrische boog
Bescherming door                     : (inert) gas; inert betekent dat het niet reageert met het materiaal

Figuur TIG-lassen

Bij het TIG-proces wordt een boog getrokken tussen een niet-afsmeltende wolfraam (of wolfram) elektrode en het werkstuk. Het toevoeg/materiaal (blanke staven) kan met de hand worden toegevoerd. De wolfraam elektrode zit in een mondstuk waardoor het inerte gas (meestal argon) wordt aangevoerd.  Samen noemen we dit de toorts. TIG-lassen kan heel goed worden geautomatiseerd.

Onder poeder lassen
Warmte door                              : elektrische boog
Bescherming door                    : slak (uit poeder)

Bij dit lasproces wordt een boog getrokken tussen een onbeklede elektrode en het werkstuk, waarbij de boog helemaal door een apart toegevoerd laspoeder wordt bedekt. Omdat de stroom pas kort voor het eind van de draad wordt toegevoerd, kunnen hoge stroomsterktes worden toegepast. Hierdoor is een diepe inbranding mogelijk. Ook de neersmeltsnelheid is hoog. Er zijn verschillende draad- en poedersoorten beschikbaar, dus onder poeder lassen kan voor veel staalsoorten worden gebruikt. Om nog meer metaal te kunnen neersmelten zijn een aantal procesvarianten ontwikkeld.

figuur Onder poeder lassen

Toepassingensgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                                :  grondlagen in pijpen;
pijpen met kleine diameter en -dikte.
Non-ferro metalen                    : aluminium en aluminiumlegeringen(wisselstroom).
alle materialen die gevoelig zijn voor oxidatie zoals koper, titaan,
nikkel.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                                  : verbindingslassen “onder de hand” meestal in grotere plaatdiktes
(tot ca. 16 mm I-naad toepasbaar);
oplassen met bandelektrode.

Thermietlassen
Warmte door                                 : chemische reactie
Bescherming door                      : gietvorm en reductie

Figuur Thermietlassen

Bij het thermietlassen wordt een mengsel van ijzeroxide en aluminium in de gietkroes gebracht en ontstoken. Door de optredende chemische reactie verandert het ijzeroxide in ijzer en het aluminium oxideert. Hierbij komt een grote hoeveelheid warmte vrij die het ijzer doet smelten. Het gesmolten ijzer loopt tussen de voorverwarmde delen en doet de oppervlakken smelten; na het stollen is een goede verbinding ontstaan.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                                   : het verbindingslassen van rails in het veld en het lassen van
verschillende vormen van profielen
Non-ferro metalen                       : verbindingslassen in koperen kabels (het ijzeroxide wordt dan
vervangen door koperoxide)

Druklasprocessen

Wrijvingslassen
Warmte door                                  : wrijving
Bescherming door                        : geen bescherming

Figuur Wrijvingslassen

Bij het wrijvingslassen wordt warmte ontwikkeld door wrijving en druk. Een van de te verbinden delen draait snel rond en wordt tegen het andere deel aangedrukt. Door de wrijving stijgt de temperatuur van de metaaloppervlakken tot dichtbij het smeltpunt. Als de temperatuur voldoende hoog is, wordt het draaien gestopt en worden de delen extra aangedrukt. Door diffusie op de verweekte raakvlakken komt de verbinding tot stand. Op de lasplaats wordt materiaal naar buiten weggedrukt.

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                                      : auto-industrie o.a. kleppen op klepschotels, schokbrekers
en stuurstangen;
Non-ferro metalen                          : elektrische contacten (koper en aluminium).

Weerstandlassen
Warmte door                                     : elektrische weerstand
Bescherming door                           : elektrische contacten (koper en aluminium)

Tot deze groep processen behoren onder andere het puntlassen, rolnaadlassen en het projectielassen.  Bij deze processen worden de te lassen delen op de contactplaats verhit door de weerstand die de elektrische stroom ondervindt op het grensvlak van de te verbinden delen. Bij het puntlassen is het werkstuk tussen twee koperen elektroden geklemd die de, meestal ronde, las doen ontstaan. Bij het rolnaadlassen zijn de staafvormige elektroden vervangen door roterende koperen schijven. Er ontstaat een aaneenschakeling van elkaar overlappende puntlassen. Bij het projectielassen, ook wel doordruklassen genoemd, wordt de plaats van de warmteontwikkeling nauwkeurig bepaald doordat uitslulpingen zijn aangebracht op een van de te verbinden oppervlakken.

figuur  (met de klok mee) Puntlassen, Rolnaadlassen, Projectielassen

Toepassingsgebied (wanneer gebruiken we het)
Staal                                                           : auto-industrie (puntlassen)
vaten en radiatoren voor centrale verwarming (rolnaadlassen);
huishoudelijke apparaten (projectielassen).
Non-ferro metalen                              : diverse materialen en combinaties van materialen mogelijk.

Afkortingen voor lasprocessen

Lasprocessen worden meestal niet met hun complete naam aangegeven. Voor alle processen zijn afkortingen bedacht die vaak in normen en voorschriften zijn vastgelegd. Meestal zijn het de beginletters van de naam van het betreffende proces in de taal van het land waar de afkorting wordt gebruikt.

Hieronder zijn een aantal afkortingen aangegeven zoals ze onder andere in Nederland gebruikt worden.

Afkomstig uit de ASME code:

SMAW     Shielded Metal Arc Welding     –     booglassen met beklede elektroden
GTAW     Gas Tungsten Arc Wlding           –     TIG-Lassen
GMAW    Gas Metal Arc Welding                –     MIG-/MAG-lassen met massieve draad

Afkomstig uit Nederlandse voorschriften:

BSMB        Booglassen met beklede elektroden

In de Europese normgeving, norm NEN-EN-ISO 4063, zijn de lasprocessen ingedeeld op basis van een cijfercode. Dit systeem wordt hierna behandeld.

Indeling van lasprocessen

In onderstaand overzicht is van de meest toegepaste lasprocessen de indeling zoals die is vastgelegd in de Europese norm EN 24063 weergegeven. Deze indeling wordt gebruikt in alle Europese normen op lasgebied.

Booglassen
Booglassen zonder gasbescherming
Booglassen met beklede elektroden
Onder poeder lassen
Onder poederlassen met draadelektrode
Gasbooglassen met afsmeltende elektrode
(MIG-lassen) gasbooglassen met afsmeltende massieve draad onder bescherming van een inert gas.
(MAG-lassen) gasbooglassen met gevulde draad onder bescherming van een actief gas
(MIG-lassen) gasbooglassen met gevulde draad onder bescherming van inert gas
Gasbooglassen met niet afsmeltende elektrode
TIG-lassen
Plasmalassen

Weerstandlassen
Puntlassen
Rolnaadlassen

Autogeen lassen
Autogeen lassen met zuurstof-acetyleen gasmengsel

Druklassen
Wrijvingslassen
Explosielassen
Kouddruklassen

Bundel lassen
Elektronenbundel lassen

Andere lasprocessen
Thermietlassen

Elektrotechniek algemeen

Wat is elektriciteit?

Dit hoofdstuk gaat over elektriciteit. We kennen een aantal begrippen bij elektriciteit.. Twee daarvan zijn STROOM en SPANNING. Beide kun je niet zien.

Stroom
Stroom is het bewegen van kleine deeltjes. Je kunt het vergelijken met het stromen van water

Figuur Watercircuit

Water stroomt door een waterleiding. Die waterleiding bestaat uit pijpen, meestal gemaakt van koper. Elektrische stroom stroomt ook door een soort koperen “leiding”, een kabel. Om die koperen kabel zit een rubberen of kunststof huis. Deze huis dient er voor om de koperen kabel te isoleren en er voor  te zorgen dat niemand de koperen kabel kan aanraken. De stroom kan namelijk gevaarlijk zijn.

Spanning

Water stroomt altijd van een plaats waar de druk hoog is naar een plaats waar de druk laag is. Een elektrische stroom doet dat ook: de kleine deeltjes stromen van een plek met hoge elektrische lading (is een hoge druk, die we de positieve pool noemen) naar een plek met lage elektrische lading (lag druk, die we de negatieve pool noemen)

Als je water door een hele dikke leiding laat stromen, gaat dat heel eenvoudig en staat eer niet veel kracht op; het water kabbelt rustig weg. Als je de pijp dunnenr maakt en er evenveel water doorheen laat stromen in dezelfde tijd door er druk op te zetten, zal het water veel sneller door de leiding gaan. Je hebt vast wel eens een tuinslang dichtgeknepen, waardoor het water veel verder in de tuin kwam, zonder dat je de kraan verder open zette.

Om het berekenen van een aantal zaken in elektriciteit eenvoudig te maken, gebruiken we symbolen(Letter en tekens). Voor het aanduiden van de elektrische spanning gebruiken we de hoofdletter U. We met het verschil in spanning tussen twee punten in volts (V). Meneer Volta was de eerste die het begrip spanning kon begrijpen en er mee ging rekenen. Behalve stroom en spanning kennen we nog een paar basisbegrippen bij elektriciteit. Dat zijn WEERSTAND, STROOMSTERKTE en VERMOGEN.

Weerstand
Stroom gaat niet altijd even makkelijk door de kabel. Net als bij water heeft de dikte van de leiding er iets mee te maken.
Hoe dikker een leiding (kabel) is, hoe makkelijker de stroom er door gaat.
Hoe dunner een leiding (kabel) is, hoe moeilijker de stroom er door gaat
Hoe langer de leiding (kabel) hoe moeilijker de stroom er door gaat.
Hoe korter de leiding (kabel) hoe makkelijker de stroom er door gaat.
We gebruiken het begrip weerstand om aan te geven hoe makkelijk of moeilijk de stroom door de kabel kan gaan.

Om weerstand in sommen te kunnen gebruiken, gebruiken we als aanduiding de hoofdletter R. Het symbool dat erbij hoort is Ω. We noemen dit symbool Ohm (spreek uit oom). Meneer Ohm was de eerste die liet zien dat weerstand bestond.

Stroomsterkte
Stroomsterkte is de hoeveelheid stroom die door de kabel gaat. Als er veel stroom door de kabel gaat hebben we een grote stroomsterkte, weinig stroom geeft een lage stroomsterkte.
De stroomsterkte gebruiken we als aanduiding de hoofdletter I.

Vermogen
Het gaat hier natuurlijk om het elektrisch vermogen. Een elektrisch  speelgoed treintje rijdt bij een lage spanning en een lage stroomsterkte. Het treintje heeft een kleine motor, een klein vermogen. De echte elektrische trein heeft een grote motor en gebruikt een hoge spanning en een hoge stroomsterkte, dus een groot vermogen.
Zoals je ziet heeft het vermogen dus te maken met spanning en stroomsterkte. Het vermogen meten we in watt (W). 1000 watt noemen we een kilowatt (kW). In berekeningen gebruiken we de hoofdletter P.

De begrippen spanning (U), stroomsterkte (I), weerstand (R) en vermogen (P) worden in drie belangrijke regels gebruikt.

De Wet van Ohm

Spanning, stroom en weerstand hebben met elkaar te maken; ze houden verband met elkaar. Dit verband is vastgelegd in een regel: de Wet van Ohm. Deze wet zegt:

Spanning (U) = Stroom (I) x Weerstand (R), dus in een formule:

U = IxR   of   I = U/R   of   R = U/I

Hoe gebruik je deze regel nu bij berekeningen? Als je twee van de drie delen van de formule kent, kun je de derde uitrekenen.

Voorbeeld 1:

Figuur 1.2.2. Een elektrisch circuit

Een elektrisch circuit, zoals afgebeeld in figuur 1.2.2, bestaat uit een accu waarop een lamp met een weerstand van 2.4 Ω is aangesloten. Er wordt een stroomsterkte van 5 A gemeten die door de lamp vloeit. Welke spanning levert de accu?

De wet van Ohm luidt: U = IxR.
Invullen van de getallen leert U = 5 x 2.4.
Dus de spanning die de accu levert is 12 volt.

Voorbeeld 2:
Op een accu die een spanning levert van 12 volt brandt een lamp. (zie figuur 1.2.3). Er wordt een stroomsterkte van 2 A gemeten die door de lamp vloeit. Gevraagd wordt hoe hoog de weerstand van de lamp is.

Figuur 1.2.3: Een elektriscch circuit

De wet van Ohm luidt: U = IxR
Invulling van de getallen leert: 12 = 2xR
Dus R = 12 : 2 = 6 Ω

Het vermogen
Vermogen, spanning en stroomsterkte hebben ook met elkaar te maken; ook zij houden verband met elkaar. Dit verband is ook in een formule te zien:

Vermogen (P) = Spanning (U) x Stroomsterkte (I), dus in een formule P = UxI

Als je dus twee van de drie delen kent, kun je de derde uitrekenen, net als bij de Wet van Ohm.

Voorbeeld:
Hoe hoog is het vermogen van de lamp uit figuur 1.2.3?
Bekend is dat de spanning waarop de lamp brandt 12 V is terwijl er een stroom vloeit van 2 A.
De formule voor de berekening van het vermogen is: P = UxI
Invulling van de getallen leert: P = 12 x 2
Dus het vermogen van de lamp is 23 W.

Soortelijke weerstand
De elektrische weerstand is voor alle materialen verschillend. Om de weerstand van de verschillende materialen met elkaar te kunnen vergelijken is het begrip “soortelijke weerstand”ingevoerd. Op dit begrip komen we later in het boek terug.

Stroomkring

Een elektrische stroom moet “lopen”. Zoals gezegd stroomt het van een hoge spanning (de positieve pool) naar een lage spanning (de negatieve pool). Om de stroom te kunnen gebruiken moet de stroom in een kring rond kunnen gaan. Bij een wandcontactdoos (stopcontact) is de kring niet gesloten. Pas als je de steker van een apparaaat in het stopcontactg doet, wordt de kring geloten, gaat de stroom rond en gaat het apparaat werken. Omdat de stroom rond gaat, net als bij een autorace, noemen we een stroomkring ook wel stroomcircuit.

Elektriciteit wordt in een centrale opgewekt. Dat kan op verschilende manieren: door stoom, windkracht, waterkracht. Hoe precies leren we later. Door een heel spinnenweb van leidingen wordt de elektriciteit over het hele land verspreid. Het net wordt steeds fijner en komt tenslotte uit bij bijvoorbeeld de wandcontactdoos in de fabriek of thuis op je kamer. Dit noemen we het elektriciteitsnet. In figuur 1.2.4 is het elektriciteitsnet schematisch weergegeven.

Figuur 1.2.4: Het elektriciteitsnet

Aan een lastoestel zitten twee kabels; de ene (primaire) kabel loopt tussen de wandcontactdoos en het apparaat, de andere ( secundaire of laskabel) tussen het apparaat en de lastoorts. Er loopt ook een kabel tussen het lastoestel en het werkstuk, de werkstukkabel met een werkstukklem. Als nu contact gemaakt wordt tussen de toorts en het werkstuk (de boog wordt getrokken) is de stroomkring gesloten.

Elektrische stroom kan worden omgezet in warmte. Bij lassen heb je veel warmte nodig, dus ook veel stroom. De weerstand mag dus niet te hoog zijn; daarom zijn de laskabels lekker dik. Je merkt ook dat als je een tijdje hebt gelast, de kabel en het lasapparaat best wel warm worden.

Geleiden en Isoleren

Stroom kan door verschillende materialen worden geleid. Stroom kan goed door de meeste metalen heen. Het beste is koper, maar er zijn nog andere materialen die stroom goed geleiden, bijvoorbeeld zilver en aluminium. Die materialen noemen we geleiders.

Er zijn ook materialen waar de stroom niet of heel moeilijk doorheen kan; rubber bijvoorbeeld. Daarom is de koperen kabel waar de stroom voor vloeit voorzien van een rubberen mantel. Ook zie je vaak bij elektrische gereedschappen dat tussen de hand van de gebruiker en de elektriciteit rubberen handvatten worden geplaatst. De materialen die niet of moeilijk elektriciteit doorlaten noemen we isolatoren. Andere voorbeelden zijn hout, glas en plastic.

Geleiden gaat alleen goed als alle verbindingen ook goed zijn. Je merkt wel eens dat een apparaat een beetje hapert als de steker niet goed in het stopcontact zit, de kring is dan niet goed gesloten. Ook de weerstand neemt toe als de verbinding niet goed is. Zorg dus altijd dat je kabels goed vastzitten aan het lastoestel, de toorts goed vast zit aan de kabel en de kabel goed vast zit aan de werksstukklem. De kiem moet natuurlijk ook goed vastzitten aan het werkstuk.

Twee soorten stroom

Voor het elektrisch lassen (booglassen met beklede elektrode, MIG- en MAG-lassen, TIG-lassen en andere) gebruiken we twee soorten stroom. Dat heeft niets te maken met gewone of groene stroom. We kennen wisselstroom en gelijkstroom.

Wisselstroom
Wisselstroom is elektrische stroom die steeds van richting verandert en ook nog eens van grootte. Die wisseling gebeurt 50 keer per seconde!  Dat is zo snel dat je het dus niet echt merkt. Alle huishoudelijke apparaten (strijkijzer, wasmachine, televisie, spelcomputers en zo) werken op wisselstroom.

Gelijkstroom
Gelijkstroom is elektrische stroom die steeds even groot blijft en steeds dezelfde kant op gaat.

Soortelijke weerstand

We hebben het eerder gezegd; elektriciteit wordt door de meesste metalen goed geleid. Maar toch zal het ene metaal beter geleiden dan het andere. Het geleiden heeft te maken met de weerstand die de elektriciteit ondervindt in het metaal. Je loopt ook makkelijker door water dat kniehoog staat dan door modder of sneeuw van dezelfde hoogte.

Er zijn allerlei proeven gedaan om te zien door welke geleider elektriciteit het beste heen kan. Daarvoor hebben ze steeds een stuk metaal met een lengte van één meter genomen met een doorsnede van één vierkante millimeter en daar stroom doorheen geleid. Daarbij werd gemeten hoeveel weerstand er was. Zo merkte men dat per soort metaal de weerstand anders was.

Zo zijn ze tot een formule en een naam gekomen: Soortelijke weerstand (sw)

Weerstan (R) = Lengte(m) x soortelijke weerstand / oppevlakte dwarsdoorsnede (mm2) = I x sw / A = ……Ω

Hierin is:
R          = weerstand (Ω)
I           = lengte (m)
A          = dwarsdoorsnede (mm2)
sw        = soortelijke weerstand
De eenheid van de soortelijke weerstand is Ω/mm2/meter, die we in de formules aanduiden met het teken; Ρ (spreek uit ro). Dit is een Griekse letter.

Koper heeft een soortelijke weerstand van 0,0175 Ω/mm2/meter.
De soortelijke weerstand van aluminium is 0,30 Ω/mm2/meter, die van zilver o,o16 Ω/mm2/meter en van ijzer 0,12 Ω/mm2/meter.

De soortelijke weerstand van koper is dus het kleinste, die van ijzer het grootste in dit rijtje.

De proeven

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *