Staalsoorten voor zware lasconstructies: A36, A572, S235JR en S355 vergeleken
De meeste zware frames worden gebouwd van een van vier staalsoorten. Het zijn nauwe verwanten, in opzet grotendeels uitwisselbaar, en kiezen tussen de vier is meestal een kwestie van welke norm uw tekening volgt en of u de extra vloeigrens nodig hebt.
Hier staat de vergelijking, en de gevallen waarin ze het ontwerp echt verandert.
De vier staalsoorten
| Soort | Norm | Min. vloeigrens | Treksterkte | Toepassing |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A36 | ASTM A36/A36M | 250 MPa (36 ksi) | 400–550 MPa | Amerikaanse standaard voor plaat en profielen |
| ASTM A572 Gr 50 | ASTM A572/A572M | 345 MPa (50 ksi) | 450 MPa min. | Amerikaans hoogsterkte laaggelegeerd |
| S235JR | EN 10025-2 | 235 MPa | 360–510 MPa | Algemene constructie in de EU |
| S355 (JR/J0/J2) | EN 10025-2 | 355 MPa | 470–630 MPa | Werkpaard in de EU voor zware constructies |
Praktische koppels: A36 ≈ S235JR en A572 Gr 50 ≈ S355. Ze zijn niet identiek: grenzen voor de chemische samenstelling, toleranties en eisen aan slagwerk verschillen, maar voor een algemene lasconstructie behandelt een bedrijf ze als gelijkwaardig, en een tekening die “A36 of gelijkwaardig” zegt, wordt gebouwd in wat de lokale walserijen op voorraad hebben.
In Vietnam en de rest van de regio zijn S355 en A572 Gr 50 gemakkelijk verkrijgbaar, net als A36 en S235JR. Niets op deze lijst is exotisch.
Wat het suffix JR / J0 / J2 betekent
Dit is het deel dat kopers het vaakst missen, en soms is het van groot belang.
Het suffix specificeert de kerftaaiheid, de Charpy V-kerfslagenergie die het staal moet leveren, en bij welke temperatuur:
| Suffix | Temperatuur slagproef | Minimale energie |
|---|---|---|
| JR | +20 °C | 27 J |
| J0 | 0 °C | 27 J |
| J2 | −20 °C | 27 J |
| K2 | −20 °C | 40 J |
Als uw frame in een koud klimaat wordt belast, een buitenfabriek in Noord-Europa, Korea in de winter, een koelhuis, schrijf dan J2 voor. Taaiheid is wat voorkomt dat een kleine fout uitgroeit tot een brosse breuk, en het is een eigenschap die u er later niet bij kunt zetten.
Als de apparatuur binnen staat in een fabriek in een gematigd of tropisch klimaat, is JR voldoende en goedkoper.
De faalwijze: een tekening zegt “S355” zonder suffix, de walserij levert S355JR omdat dat de goedkoopste kwalificerende soort is, en het frame belandt buiten op een plek waar het −25 °C wordt. Technisch is er niets mis met de levering. Schrijf het suffix.
Wanneer een hogere vloeigrens zich terugbetaalt
Van A36 naar A572 Gr 50 gaan, of van S235 naar S355, koopt ruwweg 40–50% meer vloeigrens tegen een bescheiden materiaaltoeslag, doorgaans enkele procenten per ton.
Het loont wanneer het ontwerp door sterkte wordt bepaald. Als een element op spanning is gedimensioneerd, laat de hogere soort u het profiel dunner maken. Minder plaat om te kopen, minder lasmetaal om aan te brengen, minder gewicht om te tillen en te verschepen. Bij een door sterkte bepaald frame verdient dat de toeslag vaak ruim terug.
Het loont niet wanneer het ontwerp door stijfheid wordt bepaald. De elasticiteitsmodulus is voor al deze soorten ongeveer 200 GPa. Sterker staal is geen stijver staal. Als uw element op doorbuiging is gedimensioneerd, wat gebruikelijk is bij machinefundaties, waar de tolerantie uitlijning is en geen bezwijken, koopt S355 u niets behalve een hogere factuur.
De test: vraag uw ingenieur of de maatgevende controle spanning of doorbuiging was. Was het doorbuiging, blijf dan bij de goedkopere soort en besteed het geld aan profielhoogte.
Lasbaarheid en voorverwarmen
Alle vier de soorten zijn goed lasbaar. Het relevante getal is het koolstofequivalent (CE of CEV), dat verharding in de warmte-beïnvloede zone voorspelt en daarmee de voorverwarmvereiste.
Ruwe richtlijn:
- CE onder 0.40: in het algemeen lasbaar met weinig of geen voorverwarming bij gematigde dikte
- CE 0.40–0.50: voorverwarming waarschijnlijk bij dikkere profielen
- CE boven 0.50: voorverwarming en gecontroleerde tussenlagtemperatuur vereist
A36 en S235JR zitten doorgaans aan de onderkant. A572 Gr 50 en S355 liggen iets hoger. Dikte doet er net zoveel toe als samenstelling: dezelfde soort bij 60 mm vraagt voorverwarming waar 20 mm dat niet doet, omdat de omringende koude massa de verbinding sneller afschrikt.
Haal het werkelijke CE uit het materiaalcertificaat in plaats van uit een tabel. Het staat op het certificaat gedrukt, en het is waartegen de WPS gekwalificeerd had moeten zijn; zie AWS D1.1 in gewone taal.
Weervast en roestvast staal, de twee uitzonderingen
Weervast staal (ASTM A588, of S355J0WP) vormt een stabiele oxidelaag en kan onbeschilderd buiten worden gebruikt. Het past bij bruggen en blootgestelde constructies. Het is een slechte keuze waar het frame voortdurend nat staat, waar afstromend water vlekken zou geven of waar iets van ongelijksoortig metaal aan wordt vastgeschroefd.
Roestvast staal (304/316) komt voor op skids voor voeding, farmacie en maritiem gebruik. Het kost een veelvoud van koolstofstaal, last anders, vervormt meer door de hogere thermische uitzetting en lagere geleidbaarheid, en vraagt beitsen en passiveren na het lassen. Schrijf het voor waar het proces het vereist, niet voor het uiterlijk.
Materiaalcertificaten
Welke soort u ook voorschrijft, eis EN 10204 3.1-certificaten, afgegeven door de eigen keuringsafdeling van de walserij, herleidbaar tot het smeltnummer, met chemische samenstelling en mechanische eigenschappen.
Een 2.2-certificaat is een conformiteitsverklaring zonder testresultaten voor uw specifieke smelt. Vraag voor een dragend frame om 3.1. Het kost niets en het is het document dat uw kwaliteitsafdeling over drie jaar wil zien.
Wat u op de tekening schrijft
Vier regels:
- Soort en norm: “Plaat en profielen: S355J2 volgens EN 10025-2” of “ASTM A572 Grade 50”
- Taaiheidssuffix: gekozen voor de laagste gebruikstemperatuur
- Certificering: “Materiaalcertificaten volgens EN 10204 3.1 vereist”
- Een vervangingsclausule: “Gelijkwaardige soorten aanvaardbaar met voorafgaande schriftelijke goedkeuring” als u het bedrijf wilt laten gebruiken wat het snel kan inkopen, wat vaak de levertijd verkort
Weet u niet zeker of uw frame door sterkte of stijfheid wordt bepaald, of welke soort de regio binnen uw planning kan leveren? Stuur de tekening en wij komen binnen 24 werkuren bij u terug.