Titaan lassen met TIP TIG

Titaan is de legering die warmte afstraft. Niet omdat het moeilijk te smelten is, maar om wat er gebeurt in de seconden nadat de boog is gepasseerd: zolang de las heet is, neemt zij zuurstof en stikstof rechtstreeks uit de lucht op, en is dat eenmaal gebeurd, dan zit de schade in het metaal. Daarmee is titaan de scherpste proef op de warmtebeheersing van een proces — en de reden om te kijken naar wat TIP TIG meet, niet naar wat het belooft.

Waarom titaan niets vergeeft

De meeste lasfouten zijn zichtbaar en laten zich wegslijpen. Die van titaan niet. Boven ongeveer 400 °C reageert heet titaan met de atmosfeer, en de zuurstof en stikstof die het opneemt gaan in oplossing in het metaal. Het resultaat is een verbinding die juist de taaiheid en de vervormbaarheid heeft verloren waarvoor de legering was gekozen. Herstel bestaat niet: verontreinigd titaan is afkeur, en titaan is duur om weg te gooien.

Daarom is de verwerking van titaan om één beginsel heen gebouwd: het metaal beschermd houden, niet alleen zolang de boog brandt, maar tot het onder die reactietemperatuur is afgekoeld — in de werkplaatspraktijk tot de las onder ongeveer 400–500 °C zakt.

De kleur vertelt wat er is gebeurd

Titaan is bijzonder omdat het zijn eigen toestand verraadt. Een gave las, onder de juiste bescherming afgekoeld, komt er helder zilverkleurig uit. Naarmate de bescherming tekortschiet, doorloopt het oppervlak een voorspelbare reeks — en voor de luchtvaart maakt AWS D17.1 van die reeks een scherpe acceptatiegrens:

Kleur	AWS D17.1
Helder zilver, zilver	Aanvaard
Lichtstro, donkerstro	Aanvaard
Brons, bruin	Aanvaard
Paars, blauw, groen, grijs	Afgekeurd

Uit die tabel volgen twee dingen. Ten eerste eist de norm geen cosmetisch perfecte las: de strokleuren en zelfs bruin komen erdoor. Wat wordt afgekeurd, is het punt waarop de verkleuring aangeeft dat het metaal daadwerkelijk gas heeft opgenomen. Ten tweede moet ook de aanvaarde verkleuring worden verwijderd vóór elke volgende las: op een meerlagige verbinding kost elke tint boven zilver reinigingstijd.

Zilver blijft het praktische doel op kritische lassen. Dat is geen esthetische voorkeur: het is het bewijs dat het metaal nooit heet genoeg is geweest, lang genoeg, in aanraking met lucht.

Waar de warmte werkelijk vandaan komt

Het probleem van conventioneel TIG op titaan is niet de boog. Het is de lassnelheid.

Handmatig TIG op titaan dikker dan 3 mm vordert doorgaans met 5–12,7 cm/min. Bij dat tempo hoopt de warmte zich sneller op in het werkstuk dan zij wordt afgevoerd, en kan de reeds gestolde las achter het gasmondstuk boven de reactietemperatuur blijven: heet en blootgesteld, buiten de bescherming.

Het traditionele antwoord is de bescherming uitbreiden om het probleem te bedekken: overmaatse mondstukken, aan de toorts bevestigde argon-sleepschermen, achtergas, soms een hele beschermkamer. Dat werkt allemaal. Het is allemaal traag, onhandig op echte geometrieën en duur in argon.

Wat er met TIP TIG verandert

TIP TIG pakt de oorzaak aan in plaats van het symptoom, omdat de belangrijkste hefboom op de warmte-inbreng de lassnelheid is. De hete draad, in beweging gebracht door een mechanische oscillatie, maakt het mogelijk 100–300 % sneller te vorderen dan met conventioneel TIG: er gaat dus vanaf het begin veel minder warmte het werkstuk in.

Het gemeten effect op titaan: op een las in één gang, in materiaal dikker dan 4 mm, ligt de temperatuur op 3 mm van de rand van een hoeklas, direct na afloop gemeten, doorgaans tussen 150–195 °C.

Dat ligt ruim onder de temperatuur waarbij titaan met lucht reageert — en het is de reden dat TIP TIG-lassen op titaan er kenmerkend zilverkleurig uitkomen.

Porositeit

Het tweede probleem van titaan is porositeit, en het heeft dezelfde oorzaak als bij aluminium: ingesloten gas in een bad dat stolt voordat het kan ontsnappen. De trillende beweging van de draad roert het smeltbad voortdurend om en helpt het ontgassen vóór de stolling. Op titaan levert dat een constant laag porositeitsniveau op, bovenop de lage warmtesignatuur.

De gasbescherming volgt altijd uw procedure

Eén waarschuwing, omdat zij telt: lagere temperaturen verkorten het venster waarin een afkoelende titaanlas kwetsbaar is — zij nemen de noodzaak om haar te beschermen niet weg. Welke gasafscherming een specifieke verbinding vraagt, blijft een zaak van uw WPS en van het reglement waaronder u produceert, niet van de beschrijving van een proces. Beschouw de bovenstaande waarden als een reden om schonere resultaten te verwachten en uw beschermingsopzet met proefstukken te heroverwegen, niet als toestemming om apparatuur uit een gekwalificeerde procedure te schrappen.

In het kort

	Conventioneel TIG	TIP TIG
Lassnelheid	5–12,7 cm/min	100–300 % sneller
Warmte naast de las	Kan 400 °C overschrijden aan het eind	Doorgaans 150–195 °C
Reactierisico	De las blijft heet achter het mondstuk	Onder de reactiedrempel
Typisch resultaat	Sterk afhankelijk van het sleepscherm	Kenmerkend zilverkleurig
Beschermgas	100 % argon	100 % argon

Waar dit telt

Titaan duikt op waar de verhouding sterkte-gewicht of de corrosiebestendigheid de prijs rechtvaardigt: vliegtuigconstructies en motoronderdelen, pijp-pijpplaatverbindingen van warmtewisselaars in zeewater en chemische media, ontziltingsinstallaties en offshore-apparatuur. In al die gevallen is het werkstuk al duur vóórdat het wordt gelast, en dat verandert de rekensom: de kosten van een verontreinigde verbinding zijn niet de nabewerking, maar het onderdeel.

Kort gezegd: titaan vergeeft geen warmte, en de lassnelheid is de hefboom die haar beheerst. Daar komt de reden om het met een hetedraadproces te lassen volledig op neer.