1. No category

LISÄMODULI
PAL Alumiinit ja niiden hitsaus
PAL 1: Alumiinit ja niiden ominaisuudet
PAL 1.1: Alumiinin yleiset ominaisuudet
PAL 1.2: Lujittaminen
PAL 1.3: Pinnan oksidikalvo
PAL 1.4: Seosten ryhmittely
PAL 1.5: Seosten merkinnät
PAL 1.6: Lämpökäsittely (erkautuskarkaisu)
PAL 2: Hitsattavuus
PAL 2.1: Alumiiniseosten hitsattavuus
PAL 2.2. Esikuumennus
PAL 2.3: Hitsausliitoksen lujuus
PAL 3: Hitsausprosessit ja työturvallisuus
PAL 3.1: Hitsausprosessit
PAL 3.2: Työturvallisuus
PAL 4: Hitsauksen suoritus
PAL 4.1: Virtalaji ja napaisuus
PAL 4.2: TIG-hitsauksen volframielektrodi
PAL 4.3: Hitsausohjearvoja MIG- ja TIG-hitsaukseen
PAL 5: Hitsaustuotanto
PAL 5.1: Hitsausrailot ja railonvalmistus
PAL 5.2: Yleisiä ohjeita hitsaustuotannolle
PAL 5.3: Hitsausvirheet
PAL 5.4: Hitsausmuodonmuutokset
PAL 6: Hitsauslisäaineet ja suojakaasut
PAL 6.1: Hitsauslisäaineet
PAL 6.2: Suojakaasut
1
PAL 1 Alumiinit ja niiden ominaisuudet
PAL 1.1: Alumiinin yleiset ominaisuudet
PAL 1.2: Lujittaminen
PAL 1.3: Pinnan oksidikalvo
PAL 1.4: Seosten ryhmittely
PAL 1.5: Seosten merkinnät
PAL 1.6: Lämpökäsittely (erkautuskarkaisu)
PAL 1.1 Alumiinin yleiset ominaisuudet
Alumiinin on kevytmetalli, joksi luetaan yleensä metallit, joiden ominaispaino (tiheys) on alle 5 kg/dm3. Muita
tunnettuja kevytmetalleja ovat mm. titaani (4,5 kg/dm3) ja magnesium (1,8 kg/dm3). Alumiinilla on monia
hyödyllisiä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä monikäyttöisen ja taloudellisen rakenneaineen.
Alumiinin hyötyominaisuuksia ovat:
 Keveys: kuljetusvälineet, veneet, lentokoneet jne
 Hyvä hitsattavuus: hitsatut rakenteet jne
 Hyvä sään- ja korroosionkestävyys: pakkaukset, ulkona olevat rakenteet (veneet, laivat, kuljetusvälineet
jne), kemianteollisuus jne
 Helppo muovattavuus (pursotettavuus): poikkileikkaukseltaan lähes minkä muotoiset pursotetut profiilit
tahansa ja mitä erilaisimpiin käyttökohteisiin
 Suuri sähkönjohtavuus: sähkö- ja elektroniikkateollisuuden komponentit jne
 Suuri lämmönjohtavuus: lämmönsiirtimet, männät, sylinterit jne
 Monipuoliset pintakäsittelymahdollisuudet: tuotteet (profiilit, listat jne) rakennusteollisuudelle jne
 Hyvät sitkeysominaisuudet matalissa lämpötiloissa: nesteytettyjen kaasujen säiliöt jne
 Hygieenisyys ja myrkkyttömyys: elintarvikkeiden pakkaukset, kotitalousesineet jne
 Kipinöimättömyys: polttoainesäiliöt jne
 Hyvä heijastuskyky: valaisimien heijastimet jne
Alumiini on teräksen jälkeen eniten käytetty metalli. Suurkäyttäjiä ovat pakkaus-, ajoneuvo-, laiva-, vene-,
rakennus-, sähkötarvike- ja sotatarviketeollisuus. Koska alumiini on hyvin hitsattava metalli muutamaa
poikkeuksetta lukuunottamatta, hitsausta käytetään paljon alumiinituotteiden valmistuksessa, karkeasti
arvioiden puolet jossakin muodossa alumiinituotteiden valmistuksessa.
Oheisessa taulukossa on esitetty lisäksi alumiinin, seostamattoman teräksen ja ruostumattoman teräksen
hitsauksen kannalta tärkeimmät fysikaaliset ominaisuudet joko lukuarvoina tai suhteellisesti
seostamattomaan teräkseen verrattuna.
Alumiinin ja terästen ominaisuuksia
Ominaisuus
Ominaispaino (g/cm3)
Myötölujuus (N/mm2)
Korroosionkestävyys
Sähkönjohtavuus (%)
Lämmönjohtavuus (%)
Lämpölaajenemiskerroin (%)
Sulamisalue, materiaali (oC)
Sulamispiste, oksidi (oC)
Alumiini
(esim. AlMg4,5Mn0,7
tila: 0/H14)
2,70
 270/340
On
400
500
150
 570-640
 2050
Seostamaton teräs
(esim. S355)
7,85
 350
Ei
100
100
100
 1440-1510
 1450
Ruostumaton teräs
(esim. austeniittinen
teräs)
 7,8
 220
On
150
50
200
 1330-1420

Puhtaan (seostamattoman) alumiinin (Al99…Al99,5) käyttö on lähinnä laiterakentamisessa. Lujuutta vaativiin
kantaviin rakenteisiin käytetään alumiiniseoksia, joiden lujuudet ovat huomattavasti suurempia
2
PAL 1.2 Lujittaminen
Puhtaan (seostamattoman) alumiinin murtolujuus on pehmeässä tilassa vain n. 60 N/mm2, mikä on hyvin
vaatimaton arvo kantaviin ja lujuutta vaativiin rakenteisiin. Alumiinia voidaan kuitenkin lujittaa eri tavoilla:
 Liuoslujittaminen (seostaminen)
 Muokkauslujittaminen
 Erkautuslujittaminen (lämpökäsittely: erkautuskarkaisu)
Lujuutta saadaan nostettua pelkästään seostamalla seosaineita (ns. liuoslujittaminen) , joista yleisimmät ovat
magnesium ja mangaani. Puhtaan alumiinin murtolujuus voidaan saada yli kolminkertaiseksi. Toinen tapa eilämpökäsiteltävissä seoksissa on kylmämuokkaus. Toivottu lujuuden ja kovuuden taso saavutetaan, kun
valitaan sopiva muokkausaste kylmämuokkauksessa:1/4-, 1/2-, 3/4- ja 1/1-kova. Muokkausasteella on oma
tunnuksensa alumiinin toimitustilamerkinnöissä, kuten kohdassa PAL 1.5 selvitetään. Muokkauksella
voidaan lujuus nostaa eri seoksilla noin kaksinkertaiseksi pehmeään tilaan verrattuna.
Alumiinin lujittaminen seostuksella ja kylmämuokkauksella
Seuraavassa on esimerkkejä ei-lämpökäsiteltävien seosten lujuuksista:
 Al99,5 (1050A): Murtolujuus
 O-tila (pehmeä): 65 N/mm2
 H18-tila (1/1-kova): 140 N/mm2
 AlMg2,5 (5052): Murtolujuus
 O-tila (pehmeä): 165 N/mm2
 H18-tila (1/1-kova): 270 N/mm2
 AlMg4,5Mn0,7 (5083): Murtolujuus
 O-tila (pehmeä): 275 N/mm2
 H14-tila (1/2-kova): 340 N/mm2
Lämpökäsiteltävien seosten lujuutta voidaan nostaa huomattavasti lämpökäsittelyllä, jota kutsutaan
erkautuskarkaisuksi (“karkaisuksi”). Alumiiniseoksen pitää olla koostumukseltaan tietynlainen, jotta se olisi
erkautuskarkeneva. Lämpökäsittelyssä syntyy seokseen uusia erkautumia, jotka lujittavat sitä . Tällaisia
seoksia ovat mm. AlMgSi-, AlSiMg-, AlCuMg- ja AlZnMg-seokset.
Esimerkkejä lämpökäsiteltävien seosten lujuuksissa seuraavassa:
 AlSi1MgMn (6082): Murtolujuus
 T4 (liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu): 205 N/mm2
 T6 (liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu): 300 N/mm2
3

AlZn4,5Mg1 (7020): Murtolujuus
 O (pehmeä): 220 N/mm2
 T4 (liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu): 320 N/mm2
 T6 (liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu): 350 N/mm2
Hitsatuissa rakenteissa on kuitenkin otettava huomioon hitsauslämmön vaikutus hitsausliitoksen lujuuteen.
Kylmämuokkaamalla saatu lujuus palautuu liitoksen alueella pehmeää tilaa vastaavaksi.
Lämpökäsittelemällä saatu lujuus laskee myös hitsauksessa, mutta se palautuu kuitenkin lähelle
alkuperäistä lujuutta, katso kohta PAL 2.3.
PAL 1.3 Pinnan oksidikalvo
Alumiini hapettuu ilman happen vaikutuksesta erittäin herkästi ja nopeasti, minkä tuloksena alumiinin
pinnalle muodostuu hyvin ohut ja kova oksidikalvo (Al 2 O 3 ). Alumiinin hyvä korroosionkestävyys perustuu
juuri tähän tiiviiseen oksidikalvoon. Sillä on kuitenkin haitallisia vaikutuksia hitsaukseen:
 Oksidi on painavampaa kuin alumiini, mistä seuraa helposti oksidisulkeumia hitsiin
 Oksidin sulamispiste on huomattavan korkea (n. 2050 oC), mistä syystä se ei sula hitsauksessa.
Poistamaton oksidikalvo aiheuttaa liitosvirheitä.
 Oksidikalvo on hygroskooppinen eli kosteutta (H 2 O) imevä, jolloin siitä,vapautuu vetyä, joka aiheuttaa
huokosia hitsiin.
Näistä syistä se on poistettava ennen hitsausta ja estettävä uudelleenmuodostuminen hitsauksen aikana.
Yleensä ensiksi pinta puhdistetaan liasta, rasvasta yms. sopivalla liuottimella, esim. asetoni tai
teollisuusalkoholi. Tämän jälkeen oksidikalvo poistetaan yleensä ruostumattomalla teräsharjalla. Hitsaus on
pyrittävä tekemään mahdollisimman nopeasti puhdisten jälkeen, koska pinnat alkavat likaantua ja
oksidikalvo muodostua uudelleen.
Hitsauksen aikana kaasukaarihitsauksessa inertti suojakaasu, Ar tai Ar+He, estää oksidikalvon
uudelleenmuodostumisen.
PAL 1.4 Seosten ryhmittely
Tärkeimmät seosaineet alumiiniseoksissa ovat: pii (Si), magnesium (Mg), mangaani (Mn), sinkki (Zn) ja
kupari (Cu). Seosaineilla voidaan vaikutta mm. lujuuteen, korroosionkestävyyteen, muovattavuuteen ja
hitsattavuuteen.
Tietyt seosaineet (mm. Cu) heikentävät kuitenkin hitsattavuutta voimakkaasti. Tällaisia huonosti hitsattavia
tai ei-hitsattavia seoksia ovat mm. AlCuMg, AlCuMgPb ja AlZnMgCu. Kuvassa on esitetty havainnollisesti
alumiinin seostaminen ja seostyypit.
Alumiiniseosten ryhmittely
4
Alumiinit voidaan ryhmitellä paitsi seostuksen perusteella eri seoksiin niin myös lämpökäsiteltävyyden
(karkenevuuden) perusteella. Lämpökäsiteltävät (karkenevat) alumiiniseokset voidaan lämpökäsitellä
(erkautuskarkaista) lujuuden nostamiseksi. Ei-lämpökäsiteltävissä seoksissa lujuus aikaansaadaan
kylmämuokkauksella. Lämpökäsittely- ja muokkaustila osoitetaan alumiiniseosten merkinnöissä ns.
toimitustilamerkinnällä, joka tulee seoksen merkinnän jälkeen.
Alumiiniseosten ryhmittely lujuuden kannalta
Alumiiniseos
Ei-lämpökäsiteltävä seos
(seostamaton alumiini)
Ei-lämpökäsiteltävä seos
(seostettu alumiini)
Lämpökäsiteltävä seos
(seostettu alumiini)
Esimerkki: EN-merkinnät
Al99,5 (1050A)
Lujuuden aikaansaaminen
Kylmämuokkaus
AlMg3 (5754)
AlMg4,5Mn0,7 (5083)
AlMgSi (6060)
AlZn4,5Mg1 (7020)
Seosaineet ja
kylmämuokkaus
Lämpökäsittely
Valikoima karkenemattomia alumiiniseoksia (SFS-EN 573-3
5
Valikoima karkenevia alumiiniseoksia (SFS-EN 573-3)
PAL 1.5 Seosten merkinnät
Alumiiniseokset voidaan merkitä kahdella tavalla uuden EN-nimikejärjestelmän (SFS-EN 573-1) mukaan:
 Numeerinen merkintäjärjestelmä:
 EN AW-5754
 EN: etuliite (eurooppalainen standardi)
 A: tarkoittaa alumiinia (aluminium)
 W: tarkoittaa muokattua tuotetta (wrought)
 Väliviiva
 5754: numerosarja, joka tarkoittaa tiettyä kemiallista koostumusta

Kemiallisen koostumuksen merkintäjärjestelmä:
 EN AW-AlMg3
 EN: etuliite (eurooppalainen standardi)
 A: tarkoittaa alumiinia
 W: tarkoittaa muokattua tuotetta (wrought)
 Väliviiva
 AlMg3:
 Al: alumiini
 Mg: seosaine
 3: seosaineen nimellispitoisuus (%)
Alumiinien merkintöihin liitetään usein myös ns. toimitustilan merkintä. Toimitustilalla tarkoitetaan valmistus-,
muokkaus- ja lämpökäsittelytilaa, johon alumiinivalmiste on tehty haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi.
Toimitustilaa kuvaava merkintä liitetään seosmerkinnän jälkeen. Perustilat ovat:
 F: valmistustila
 O: hehkutettu
6



H: muokkauslujitettu
W: liuotushehkutettu
T: lämpökäsitelty
Yleisesti käytettyjä muokkauslujitettujen tilojen merkintöjä ovat:
 H12: muokkauslujitettu, 1/4-kova
 H14: muokkauslujitettu, 1/2-kova
 H18: muokkauslujitettu, 4/4-kova (täyskova)
Yleisesti käytettyjä lämpökäsiteltyjen tilojen merkintöjä ovat:
 T4: liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu
 T6: liuotushhehkutettu ja keinovanhennettu
Esimerkki: Toimitustilan merkintä
 EN AW-5754 H14
 EN AW-6060 T6
PAL 1.6 Lämpökäsittely (erkautuskarkaisu)
Karkeneville seoksille (mm. AlMgSi, AlZnMg ja AlZnMgCu) tehdään yleensä lämpökäsittely, jonka tarkoitus
on saada seokseen suuret lujuusarvot. Lämpökäsittelyn yleistunnus seoksen toimitustilamerkinnässä on T:
 T4: liuotushehkutettu ja luonnollisesti vanhettu
 T6: liuotushehkutettu ja keinovanhennettu
Lämpökäsittely koostuu kolmesta osasta:
 Liuotushehkutus: seoksesta riippuen 480…530 oC
 Sammutus (nopea jäähdytys) huoneenlämpötilaan
 Vanhentaminen:
 Luonnollinen vanhentaminen: huoneenlämpötila (seoksesta riippuen useita vuorokausia)
 Keinovanhentaminen: korotettu lämpötila (seoksesta riippuen 120…180 oC ja useita tunteja)
Vanhentamisen aikana saadaan seokseen syntymään (erkautumaan) sitä lujittavia erkautumia.
Erkautuskarkaisun periaattellinen kulku
7
PAL 2 Hitsattavuus
PAL 2.1: Alumiiniseosten hitsattavuus
PAL 2.2. Esikuumennus
PAL 2.3: Hitsausliitoksen lujuus
PAL 2.1 Alumiiniseosten hitsattavuus
Useimmat alumiiniseokset ovat hyvin hitsattavia, vaikka hitsauksessa on paljon asioita, jotka ovat erilaisia
kuin teräksen hitsauksessa.
Yleiskatsaus alumiiniseosten hitsattavuuteen
Muokattu seos (esimerkki) Hitsattavuus
Al99,5
+
AlMn1
+
AlMg3
+
AlMg4,5Mn0,7
+
AlZn4,5Mg1
+
AlSi1MgMn
+
AlCuMg1
+ = hyvin hitsattava ja - = huonosti hitsattava
Valuseos (esimerkki)
G-AlMg3
G-AlMg5
G-AlSi11
G-AlSiMg
Hitsattavuus
+
+
+
+
G-AlCu4Ti
-
Hitsattavuuteen vaikuttavat monet asiat:
 Perusaine ja lisäaine sekä niiden halkeiluherkkyys
 Huokostaipumus
 Lujuuden käyttäytyminen
 Suuri lämmönjohtavuus
 Suuri lämpölaajenemiskerroin
Alumiinin hitsauksessa muodostuvat halkeamat ovat lähes poikkeuksetta kuumahalkeamia, jotka syntyvät
kutistumisjännitysten ja rakenteellisten jännitysten vaikutuksesta joko hitsiaineeseen hitsiaineen
jähmettymisen yhteydessä (jähmettymishalkeamat) tai muutosvyöhykkeen osittain sulaneelle alueelle
(sulamishalkeamat). Erityisen kuumahalkeiluherkkiä ovat Cu-seosteiset alumiiniseokset. Myös AlMgSiseokset ovat jossain määrin arkoja halkeilulle. Puhtaan alumiinin sekä AlSi- ja AlMg-seosten
halkeilutaipumus on käytännössä pieni. Halkeiluarka hitsiaineen koostumus voi syntyä perusaineen ja
lisäaineen sekoittumisen tuloksena. Lisäaineen valintataulukoissa on tämä pyritty ottamaan myös huomioon.
Alumiinihitseissä esiintyy usein myös kraaterihalkeamia, jotka syntyvät hitsipalon lopetuskohtaan
muodostuvaan imuonteloon (”paippiin”). Syynä on virheellinen lopetustapa. Alumiinilla tämä taipumus on
suuri, koska alumiini kutistuu yli 6 % jähmettyessään sulasta tilasta kiinteään tilaan. Teräksellä tämä
kutistuminen on vain pari prosenttia.
Tärkeimpiä asia on alumiinin suuri taipumus huokosiin, jotka ovat alumiinihitsien yleisimpiä virheitä ellei
peräti yleisin. Huokoset ovat alumiinihitsien ”vitsaus”. Huokostaipumus on moninkertaisesti suurempi kuin
teräksellä. Huokoset syntyvät, kun hitsiin jää ylenmäärin vetyä, koska kaikki vety ei ehdi poistua hitsissä
ennen jähmettymistä. Hitsiin jäänyt muodostaa hitsin jähmettymisen yhteydessä huokosia
(”kaasurakkuloita”). Erilaiset vetyä sisältävät yhdisteet (mm. H 2 O) hajoavat valokaaressa, mistä tuloksena on
vedyn vapautuminen ja liukeneminen sulaan. Vedyn liukoisuus sulaan alumiiniin on monikymmenkertainen
verrattuna kiinteään tilaan, mikä selittää juuri suuren huokostaipumuksen. Teräksellä ero on vain
parikertainen.
Alumiiniseosten taipumus huokosiin riippuu seoksesta. Puhdas alumiini on selvästi herkempi huokosille kuin
seokset, koska se jähmettyy lähes yhdessä ainoassa lämpötilassa, jolloin vedylle jää erittäin lyhyt aika
poistua sulasta. Seoksilla on laajempi jähmettymisalue (puuroalue), jolloin vedyllä on enemmän aikaa
poistua sulasta.
8
Vedyn lähteitä ovat esim. paksu kosteutta itseensä imenyt oksidikalvo hitsattaviila pinnoilla ja lisäainelangan
pinnalla, lika, rasva ja muut epäpuhtaudet railopinnoilla ja kosteus suojakaasussa (esim. epäpuhadas
suojakaasu ja/tai letku- ja liitinvuodot, joista ilmaa pääsee kaasuletkun sisälle sekä huono letkumateriaali).
MIG-hitsauksessa, jos kaikki tekijät ovat kunnossa, lisäaine on yleensä suurin vedyn lähde.
Hitsausliitoksen lujuutta käsitellään kohdassa PAL 2.3.
Alumiinin hyvin suuri lämmönjohtavuus lisää liitosvirheiden ja huokosten vaaraa, koska lämpö ei aina riitä
riittävään sulamiseen ja tunkeumaan sekä koska hitsisula jähmettyy nopeasti. Suuri lämpölaajeneminen
lisää yleensä muodonmuutosten syntymistä.
Oheisessa kuvassa on yhteenveto alumiinin hitsattavuuteen vaikuttavista tärkeimmistä alumiinin
ominaisuuksista, joiden tunteminen on edellytys hitsausten onnistumiselle.
Yhteenveto alumiinin hitsattavuuteen vaikuttavista tekijöistä
9
PAL 2.2 Esikuumennus
Alumiini hitsauksessa joudutaan joskus käyttämään esikuumennusta sen erityisen suuren
lämmönjohtavuuden takia, koska muuten syntyisi helposti liitosvirheitä ja huokosia. Esikuumennus riippuu
aineenpaksuudesta ja hitsausprosessista esimerkiksi oheisen taulukon mukaan.
Esikuumennus hitsausta varten
Alumiiniseos
Al99,5 ja AlMg3
AlMg4,5Mn0,7
AlMgSi1
AlZn4,5Mg
TIG-hitsaus
> 6 mm
> 6 mm
> 5mm
> 4 mm
MIG-hitsaus
> 16 mm
> 16 mm
> 10 mm
> 10 mm
Lämpötila
150-200 oC
150-200 oC
150-200 oC
100-150 oC
PAL 2.3 Hitsausliitoksen lujuus
Hitsauksessa syntyy huomattavasti lämpöä, joka siirtyy hitsausvyöhykkeelle. Hitsauslämpö voi aiheuttaa
huomattavia muutoksia lujuudessa, mikä riippuu mm. lämpömäärän suuruudesta ja perusaineen
toimitustilasta. Pääsääntöisesti lämmön vaikutuksesta lujuus laskee hitsausliitoksessa verrattuna
hitsaamattoman perusaineen lujuuteen. Muokkauslujitetuissa seoksissa lujuus laskee liitoksen alueella
pehmeää tilaa vastaavaksi. Lämpökäsittelyllä lujitetuissa seoksissa lujuus myös laskee, vaikka ei niin paljoa
kuin muokatuissa seoksissa ja se riippuu tarkemmin seoksesta. Oheiset kuvat havainnollistavat asiaa eri
seoksilla.
Muokatuissa seoksissa ei ole käytännössä enää mahdollisuutta hitsauksen jälkeen saada takaisin
menetettyä lujuutta. Lämpökäsitellyissä AlZnMg-seoksissa lujuus palautuu hitsauksen huoneenlämpötilassa
tapahtuvan varastoinnin (luonnollinen vanhentaminen) tai nopeutettuna korotetussa lämpötilassa tapahtuvan
varastoinnin (keinovanhentaminen) jälkeen lähes alkuperäistä lujuutta vastavaksi. AlMgSi-seoksissa
keinovanhentaminen palauttaa lujuutta jonkin verran. AlMgSi-seoksilla saadaan menetetty lujuus takaisin
vain tekemällä uusi erkautuskarkaisu, mihin hitsatuissa rakenteissa ei ole yleensä mahdollisuutta.
Hitsattujen aeiden suunnittelijoille on standardeissa yms. on annettu lujuusarvot eri seosten ja toimitustilojen
hitsausliitoksille, joita voidaan käyttää pohjana lujuuslaskelmissa.
Oheisissa kuvissa näytetään havainnollisesti, miten hitsaus vaikuttaa kylmämuokkattujen alumiiniseosten
(esimerkkinä seokset Al99,5 ja AlMg3) lujuuteen. Kuvasta nähdään lujuuden laskeminen pehmeää tilaa
vastaavaan arvoon.
Hitsausliitoksen lujuuden käyttäytyminen seoksilla muokatuilla seoksilla Al99,5 ja AlMg3.
10
Karkenevilla seoksilla (esimerkkinä seokset AlSi1MgMn ja AlZn4,5Mg1) lujuuden palautuminen hitsauksen
jälkeen riippuu seoksesta. AlZnMg-seosten lujuus laskee voimakkaasti hitsauksessa, mutta näiden seosten
hyvän vanhenemiskyvyn ansiosta lujuus palautuu pitkäaikaisessa varastoinnissa huoneenlämpötilassa n. 80
%:tiin ja nopeutetusti keinovanhennuksella (160 oC/16 h) n. 90 %:tiin alkuperäisestä lujuudesta. AlMgSiseosten vanhenemiskyky on huono ja niillä lujuus saadaan palautumaan vähemmän vanhennuskäsittelyillä.
Alumiiniseosten AlSi1MgMn, AlMgSi1 ja AlZn4,5Mn lujuuden käyttäytyminen hitsauksen jälkeen ja
vanhennuskäsittelyjen jälkeen
11
PAL 3 Hitsausprosessit ja työturvallisuus
PAL 3.1: Hitsausprosessit
PAL 3.2: Työturvallisuus
PAL 3.1 Hitsausprosessit
Ehdottomasti yleisimmät hitsausprosessit alumiinin hitsauksessa ovat inerttiä suojakaasua käyttävät
kaasukaarihitsausprosessit:
 MIG-hitsaus (Nro 131)
 TIG-hitsaus (Nro 141)
Näissä menetelmissä valokaari puhdistaa ”mekaanisesti” hitsattavan pinnan oksidikalvosta eikä tarvita
mitään juoksutetta, kuten puikko- ja kaasuhitsauksessa. MIG-hitsaus on ylivoimaisesti käytetyin prosessi, jos
sitä mitataan kulutetun lisäainemäärän perusteella. Alumiinin MIG/MAG-hitsaus on ”oikeata” MIG-hitsausta,
koska suojakaasu on aina inertti kaasu.
Vaikka MIG- ja TIG-hitsauksen käyttöalueet menevät osittain päällekkäin, kummallakin prosesilla on
kuitenkin myös omat selkeät käyttöalueensa. TIG-hitsauksen haittoja MIG-hitsaukseen verrattuna on yleensä
pieni hitsausnopeus, pieni tuotto ja suuremmat muodonmuutokset, vaikkakin joissakin kohteissa TIGhitsauskin voi olla hyvin tehokas prosessi. Se soveltuu erinomaisesti hyvin ohuillekin aineille, lyhyisiin
hitseihin, putkien hitsaukseen ja hitseihin, joissa tarvitaan erinomaista ulkonäköä. MIG-hitsauksen edut ovat
mm. suuri hitsausnopeus, suuri tuotto ja suuri tunkeuma. Muodonmuutokset ovat myös pienempiä kuin TIGhitsauksessa. Haittoja ovat mm. huono soveltuvuus hyvin ohuille levyille ja suurempi huokosalttius.
Puikkohitsauksen ja kaasuhitsauksen käyttö on erittäin vähäistä ja niitä pitäisi yleensä välttää, jos suinkin
mahdollista. Jonkin verran käytetään myös eräitä erikoishitsausprosesseja, mm. laserhitsaus ja FSWhitsaus.
Pulssi-MIG-hitsaus
Pulssi-MIG-hitsauksen suurin käyttöalue on juuri alumiinin hitsaus. Aineensiirtymistä pisaramuodossa
ohjataan pulssivirran avulla. Aineensiirtyminen tapahtuu suihkumaisesti ilman oikosulkuja siten, että kukin
pulssi irrottaa aina yhden sulapisaran langan kärjestä. Pulssikaari aikaansaadaan syöttämällä virtapulsseja
suurella taajuudella tietyn perusvirran päälle. Pulssihitsauksessa saadaan roiskeeton suihkumainen
aineensiirtyminen ilman oikosulkuja myös pienillä tehoarvoilla, jolloin muuten kaarityyppi olisi lyhytkaari
mahdollisine roiskeineen.
1) Valokaari palaa pienellä perusvirrralla, joka pitää langan pään sulana.
2) Virtapulssi suurentaa pisaran suuruutta langan päässä, kun samanaikaisesti pinch-voima kuroo pisaraa
irti.
3) Pisara irtoaa ja siirtyy ilman oikosulkua hitsisulaan.
4) Virta laskee perusvirran tasolle.
5) Valokaari palaa seuraavaan virtapulssiin saakka perusvirran toimesta, joka pitää langan pään sulana
ilman pisaran irtoamista.
Pulssikaarihitsauksen periaate
12
Käsitteet
Pulssihitsaukseen liittyvät käsitteet
Eri pulssiparametrien vaikutuksia
Perusvirta. Perusvirran suuruus pitää olla sellainen, että valokaari ei pääse sammumaan virtapulssien välillä.
Liian suuri perusvirta aiheuttaa pisaroiden irtoamisia pulssien välillä, mikä aiheuttaa häiriöitä, mm. roiskeita.
Pulssivirta. Pulssivirta pitää olla suurempi kuin kriittinen virta ja kestää riittävän kauan, jotta saataisiin aikaan
pisaroiden irtoaminen ilman oikosulkuja. Liian suuri pulssivirta voi aikaansaada pisaroille liian suuren
nopeuden, mistä voi seurata roiskeita, terävä tunkeuma ja reunahaavan muodostumista.
Pulssitaajuus. Kun pulssitaajuus nousee, pisaroiden määrä ja kaariteho kasvavat. Jos taajuus on pieni
(20…50 Hz), valokaaren välkkyminen rasittaa silmiä, vaikka käytetäänkin suojalaseja.
Pulssitaajuuden vaikutus kaaritehoon
Joissakin pulssihitsausvirtalähteissä perusvirta, pulssivirta ja pulssin kestoaika ovat kiinteitä. Tällöin
kaaritehoa säädetään pulssitaajuutta muuttamalla seuraavan kuvan mukaisesti.
Pulssitaajuuden vaikutuksia
Pulssihitsauksen edut ja haitat
13
Etuja ovat:
- Myös pienillä kaaritehoilla saadaan oikosuluton ja siten roiskeeton aineensiirtyminen
- Paksumpien ja siten halvempien sekä paremmin syötettävien lankojen käyttö mahdollista
- Pienillä kaaritehoilla hitsipalot matalia
Haittoja ovat:
- Pulssivirtalähteet kalliimpia kuin tavanomaiset virtalähteet
- Hitsausarvojen löytäminen ja säätäminen vaikeampaa, koska muuttujia on enemmän
PAL 3.2 Työturvallisuus
Hitsauksessa ja leikkauksessa syntyy hitsaussavuja, jotka koostuvat:
 Hiukkasmaisista epäpuhtauksista (hitsaushuuru)
 Kaasumaisista epäpuhtauksista (yleensä otsoni)
Hitsaussavujen määrä ja koostumus riippuu hitsausprosessista, lisäaineesta, suojakaasusta ja
hitsausparametreistä. Nämä haitat ovat MIG-hitsauksessa moninkertaiset kuin TIG-hitsauksessa.
MIG-hitsauksessa Mg-seosteinen lisäaine tuottaa enemmän huurua mutta vähemmän otsonia kuin
seostamaton lisäaine tai Si-seosteinen lisäaine. Huuru koostuu pääosin alumiinioksidista ja
alumiinimetallista, jotka ovat myös suurin huolen aihe työturvallisuuden kannalta, koska ne ovat suhteellisen
haitallisia ihmiselle pitkäaikaisessa altistuksessa, mm. hermostollisia vaikutuksia. Otsoni on myrkyllinen
kaasu, joka aiheuttaa kurkun kuivumista, ärstysyskää, pääsärkyä ja rintakipua.
Näistä syistä hitsaajan altistuminen hitsaussavuille on estettävä. Altistuminen voidaan pitää turvallisella
tasolla hyvän ilmastoinnin (yleisilmanvaihto ja kohdepoisto) ja oikein käytetyn hengityssuojaimen (ns.
raitisilmamaskin) avulla. Puhaltavassa hengityssuojaimessa tuodaan puhdasta ilmaa hitsaajan
hengitysvyöhykkeelle hitsausmaskin sisälle, jolloin hitsaaja ei käytännöllisesti katsoen altistu ollenkaan
savuilla, mikäli maskia käytetään oikein ja se on toimintakuntoinen.
Lisäksi TIG-hitsauksessa on erityisesti elektrodien teroituksessa syntyvää haitallista pölyä, erityisesti
thorium-seosteisilla elektrodeilla.
a) Raitisilmamaski
b) Paikallispoisto
c) Imevä hitsauspistooli
14
PAL 4 Hitsauksen suoritus
PAL 4.1: Virtalaji ja napaisuus
PAL 4.2: TIG-hitsauksen volframielektrodi
PAL 4.3: Hitsausohjearvoja
PAL 4.1 Virtalaji ja napaisuus
Tavallisimmat hitsausprosessit ovat TIG- ja MIG-hitsaus. Oksidikalvon poistaminen tapahtuu valokaaren
avulla, ns. pintapuhdistusvaikutus, joka esiintyy silloin, kun työkappale on kytketty –napaan (koko ajan:
tasavirta tai osan aikaa: vaihtovirta). Tästä syystä TIG-hitsauksessa joudutaan käyttämään ”kompromissinä”
vaihtovirtaa (AC). Teräksen TIG-hitsaus tehdään aina tasavirralla (DC) ja elektrodi kytkettynä –napaa
(työkappale +napaan). Koska tällöin ei esiinny alumiinin hitsauksessa pintapuhdistusvaikutusta, niin tarvitaan
vaihtovirta. Tasavirta ja –napaa (elektrodi) ei voida käyttää, koska se aiheuttaa hyvin suuren
lämpökuormituksen elektrodiin, joka ei kestä vaurioitumatta sitä. MIG/MAG-hitsausta tehdään aina
lisäainelanka kytkettynä +napaan, joten kytkentä on sama myös alumiinin hitsauksessa.
Alumiinin MIG/MAG-hitsaus on aina MIG-hitsausta, koska alumiinin hitsaus vaatii inertin suojakaasun, Ar tai
Ar+He, joita käsitellään myöhemmin.
Virtalajin ja napaisuuden
vaikutus TIG-hitsauksessa
PAL 4.2 TIG-hitsauksen volframielektrodi
Volframielektrodin laji
Volframielektrodeja on sekä seostamaton (puhdas) että erilaisilla harvinaisilla maametalleilla seostettuja
elektrodeja. Näillä oksidilisäyksillä voidaan parantaa elektrodin virrankestävyyttä.
Alumiinin hitsauksessa käytetään yleensä puhdasta volramielektrodia (WP), koska sillä on hyvä
palloutumiskyky vaihtovirtahitsauksessa. Toinen käytetty elektrodilaji on zirkoniseosteinen volframi (WZr).
Thoriumseosteinen seosteinen elektrodi (WT) ei sovellu alumiinin hitsaukseen, koska elektrodin kärjen
palloutumiskyky on huono vaihtovirralla.
Volframielektrodin kärkikulma
Oheisessa kuvassa on kuvattu vaihtovirta-TIG-hitsauksessa käytettävät elektrodin kärkikulmat. Ohuiden
elektrodien kärki annetaan olla terävä ja paksut elektrodit hiotaan kärjestään tylpiksi.
15
Elektrodin kärkikulma
vaihtovirta-TIG-hitsauksessa
Hitsausvirran vaikutus elektrodin kärkeen
Sopiva hitsausvirta voidaan havaita elektrodin kärjestä hitsauksen aikana oheisen kuvan mukaisesti.
Vaihtovirtahitsauksessa elektrodin kärki palloutuu eli siitä tulee puolipallon muotoinen, kun virta on sopivan
suuruinen.
Hitsausvirran vaikutus
elektrodiin
PAL 4.3 Hitsausohjearvoja
Seuraavissa taulukoissa on annettu
hitsausohjearvojen suosituksia
sekä MIG-hitsaukseen
että TIG-hitsaukseen.
TIG-hitsaus (vaihtovirta ja argon)
16
TIG-hitsaus (jalkoasento, vaihtovirta ja argon)
17
MIG-hitsaus
18
MIG-hitsaus: Hitsausohjearvoja päittäishitsaukseen eri asennoissa
MIG-hitsaus: Hitsausohjearvoja pienahitsaukseen eri asennoissa
19
PAL 5 Hitsaustuotanto
PAL 5.1: Hitsausrailot ja railonvalmistus
PAL 5.2: Yleisiä ohjeita hitsaustuotannolle
PAL 5.3: Hitsausvirheitä
PAL 5.4: Hitsausmuodonmuutokset
PAL 5.1 Railonvalmistus ja railomuodot
Railonvalmistus
Levyjen termiseen leikkaukseen käytetään plasma- ja laserleikkausta. Mekaanisista leikkausmenetelmistä
käytetään mm. sahaa, leikkuria ja nakertajaa. Railot voidaan valmistaa kätevästi myös jyrsimällä. Hiominen
ei ole erityisen suositeltava railonvalmistusmenetelmä. Juurisärmien alareunat pitää poistaa, koska muuten
syntyy helposti oksidisulkeumia hitsiin.
Juurisärmät poistettava
Valmiit railot pitää puhdistaa rasvasta, öljystä yms. Samoin oksidikalvo hitsattavilla pinnoilla pitää poistaa
esim. teräsharjalla (huom. Rst-harja). Hitsaus on tehtävä mahdollisimman nopeasti puhdistetuille railoille.
Railomuodot
Railomuodot löytyvät mm. kansainvälisestä standardista:
SFS-EN ISO 9692-3: Railomuodot. Osa 3: Alumiinin ja alumiiniseosten MIG- ja tIG-hitsaus
Kokemus on osoittanut, että liitosvirheiden välttämiseksi on suositeltavaa käyttää terästä suurempia
(avarampia) railokulmia.
Alumiinin railojen railokulmat suurempia kuin teräksen railokulmat
20
MIG-hitsauksen railomuotoja (SFS-EN ISO 9692-3)
TIG-
hitsauksen railomuotoja (SFS-EN ISO 9692-3)
21
PAL 5.2 Yleisiä ohjeita hitsaustuotannolle
Jotta saadaan hyvä hitsin laatu alumiinirakenteiden valmistuksessa, on syytä ottaa huomioon mm. seuraavia
sioita.




















Laadi hitsausohjeet (WPS) hitsauksia varten
Erota alumiini- ja teräsrakenteiden valmistus erilleen
Yleinen puhtaus valmistuksen aikana kaikissa eri vaiheissa on ensiarvoisen tärkeätä
Tuotantotilojen siivous tehtävä niin, ettei se aiheuta pölyn levämistä
Lattioiden maalaus vaaleiksi helpottaa lian näkemistä ja lisää yleistä tietoisuutta puhtauden
merkityksestä
Raaka-aineet säilytettävä tasalämpöisessä ja kuivassa tilassa
Hitsauslisäaineet säilytettävä kuivassa ja tasalämpöisessä tilassa
Hitsauslisäaineet suojattava tuotannossa likaantumiselst ja pölyltä
Tuo kylmät raaka-aineet ja lisäaineet tuotantotiloihin riittävästi ennen hitsausten aloittamista, jotta
lämpötila ehtii tasaantua
Hitsauskoneille järjestettävä säännöllinen huolto ja kunnossapito
Teräksestä valmistettujen työtasojen ja kiinnittimien pitää olla maalattuja tai muuten suojattuja
Älä käytä samoja käsityökaluja, esim. teräsharjat ja viilat, alumiinille ja teräkselle
Teräsharjat pitää olla ruostumatonta terästä
Hiomalaikkojen pitää olla keraamisesti sidottuja (ei muovisidoksisia)
Käytä hiomalaikkojen asemesta mielummin lastuavia työkaluja, esim. pyöriviä viiloja ja jyrsimiä
Jos käytetään paineilmatoimisia työkaluja, niiden tuottama öljysumu voi laskeutua alumiini päälle
Ennen hitsausta on oksidikalvo poistettava hitsausalueelta esim. harjaamalla (Rst-harja)
Ennen hitsausta on hitsausalue puhdistettava huolellisesti rasvasta, liasta yms.
Suuret aineenpaksuudet esikuumennettava suuren lämmönjohtavuuden takia
Huolehdi hyvästä ilmanvaihdosta ja hitsaajien suojauksesta (raitisilmamaskit)
PAL 5.3 Hitsausvirheet
Alumiinihitseissä kuten muidenkin materiaalien hitseissä voi esiintyä hitsausvirheitä, joista tavallisimmat
virheet alumiinihitseissä ovat huokoset, kuumahalkeamat ja liitosvirheet. Syyt suurempaan esiintymiseen
alumiinihitseissä kuin teräshitseissä ovat alumiinin suuri hapettumistaipumus (oksidikalvo),
kuumahalkeiluherkkyys ja lämmönjohtavuus.
Hitsausvirheitä: huokosia, halkeamia, liitosvirheita ja reunahaava.
22
Huokoset
Hitsausvirheiden välttämiseksi on ensiarvoisen tärkeätä puhtaus kaikessa työssä, kun ollaan tekemisessä
alumiinin kanssa. Hitsattavien pintojen pitää olla puhtaat rasvasta, öljystä yms. sekä oksidikalvosta.
Materiaalit ja lisäaineet on varastoitava asiallisissa olosuhteissa ja vältettävä kondenssiveden syntymistä.
Suuret aineenpaksuudet pitää esikuumentaa, koska jäähtyminen on muuten niin nopeata, että hitsisulaan
liuenneet kaasut eivät ehdi poistua hitsistä.
Kuumahalkemat
Kuumahalkeilulle herkkien perusaineiden hitsausta on syytä välttää. Kuumahalkeamien estämiseksi on
tärkeätä valita lisäaine oikein, esim. tunnettujen valintakaavioiden avulla. Hitsattavien osien kiinnitys on syytä
olla joustava liian suurten kutistumisjännitysten syntymisen estämiseksi. Kraaterihalkemien, jotka syntyvät
hitsipalon lopetuskohtaan, estämiseksi pitää lopettaa hitsaus oikein: kuljetusnopeuden kasvattaminen
lopussa, valokaaren tuominen taaksepäin tai hitsauskoneessa olevan valmiin ns. lopetusohjelman käyttö.
Liitosvirheet
Liitosvirheiden syy on useimmiten virheellisessä suoritustekniikassa, liian pieni tai suuri hitsausnopeus tahi
puutteelliset puhdistustoimenpiteet.
Hitsiluokat
Hitsiluokista on kansainvälinen standardi: SFS-EN 30042: Alumiinin kaarihitsaus. Hitsiluokat
Standardi antaa hyväksymisrajat eri hitsiluokissa. Hitsit on jaettu sallittavien hitsausvirheiden ja niiden koon
perusteella kolmeen eri hitsiluokkaan: B (vaativa), C (hyvä) ja D (tyydyttävä).
PAL 5.4 Hitsausmuodonmuutokset
Hitsaus aiheuttaa muodonmuutoksia hitsatussa kappaleessa, koska aine kuumenee ja laajenee
epätasaisesti. Alumiinin lämpölaajenemiskerroin on kaksinkertainen verrattuna teräkseen, mistä syystä
alumiinin muodonmuutokset ovat yleensä suurempia, vaikka näin ei kuitenkaan ole aina käytännössä.
Alumiinin suurempi lämmönjohtavuus johtaa laajemman alueen kuumenemiseen, mikä hiukan kompensoi
edellistä.
Muodonmuutosten vähentämiseksi ja estämiseksi suositellaan.
 Pienet railotilavuudet
 Osien vapaa liikkumismahdollisuus
 Hitsaus keskeltä päihin päin
 Hitsauskiinnittimien käyttäminen
 Suuri hitsausnopeus
 Osien esitaivutus
 Taka-askelhitsaus
 Railon hitsaus molemmin puolin
23
PAL 6 Hitsauslisäaineet ja suojakaasut
PAL 6.1: Hitsauslisäaineet
PAL 6.2: Suojakaasut
PAL 6.1 Hitsauslisäaineet
Hitsauslisäaine tuottaa sulaessaan railoon hitsiainetta. Lisäaineen tuotemuoto MIG-hitsauksessa on
umpilanka (hitsauslanka) ja TIG-hitsauksessa hitsaussauva (suora, määräpituinen hitsauslanka). Kun TIGhitsauksessa käytetään koneellista langasyöttöä, lisäaine on sama kuin MIG-hitsauksessa käytettävä
umpilanka. Koska alumiinin hitsaus on lähes poikkeuksetta kaasukaarihitsausta, käsitellään tässä vain MIGja TIG-hitsauksen lisäaineita.
Langanhalkaisijat
Hitsauslisäaineiden tekniset toimitusehdot on annettu standardissa SFS-EN ISO 544, jossa on esitetty myös
standardisoidut halkaisijat toleransseineen. Tavallisimmat halkaisijat ovat:


MIG: Umpilanka:
0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm ja 1,6 mm
TIG: Hitsaussauva: 1, 6 mm, 2,0 mm, 2,4 mm, 3,2 mm ja 4,0 mm
Teräksen MAG-hitsaukseen verrattuna alumiinin MIG-hitsauksessa käytetään vastaavassa tilanteessa
yleensä yhtä tai jopa kahta koko luokkaa suurempia halkaisijoita.


Levynpaksuus 2-6 mm: 1,2 mm
Levynpaksuus 6-25 mm: 1,6 mm
Kemiallinen koostumus ja luokittelumerkintä
Alumiinin hitsauslisäaineille on kansainvälinen standardi:
SFS EN ISO 18273: Hitsauslangat ja hitsaussauvat alumiinin ja alumiiniseosten kaarihitsaukseen
Tämän uuden standardin myötä lisäaineiden luokittelumerkinnät ovat muuttuneet kokonaan. Perinteellisesti
Euroopassa on käytetty paljon kemiallisen koostumuksen ilmaisevaa seostunnusta (DIN-standardin
mukainen), mutta uudessa standardissa päämerkintä on nelinumeroinen merkintä, joka perustuu alumiinien
AA-järjetelmään. Kuitenkin edelleen voidaan käyttää myös vaihtoehtoisesti kemiallisen koostumuksen
tunnusta.
Esimerkkinä tavallisimpien lisäainetyyppien vanhat ja uudet merkinnät
Esimerkki
Vanha
Uusi: Numeerinen 1)
Uusi: Kemiallinen 1)
SFS-EN ISO 18273
SFS-N ISO 18273
(Esab OK Autrod) DIN 1732
18.01
Al99,5
Al 1100
Al99,7
18.04
AlSi5
Al 4043/Al 4043A
AlSi5/AlSi5(A)
18.05
AlSi12
Al 4047/Al 4047
AlSi12/AlSi12(A)
18.13
AlMg3
Al 5754
AlMg3
18.15
AlMg5
Al 5356/Al 5356A
AlMg5Cr(A)
18.16
AlMg4,5Mn
Al 5183/Al 5183A
AlMg4,5Mn(A)
1) XXXX/XXXX tarkoitta sitä, että ko.lisäaine täyttää molempien seostunnusten vaatimukset.
Esimerkki MIG-hitsauslangan luokittelumerkinnästä:

Esimerkki: Esab OK Autrod 18.04
 Umpilanka SFS-EN ISO 18273 – S Al 4043 (tai S Al AlSi5)
 Esim. entinen merkintä: DIN 1732: S AlSi5
24
Lisäaineiden käsittely ja varastointi
Lisäaineet on varastoitava alkuperäispakkauksissaan kuivassa ja tasalämpöisessä tilassa. Käytön jälkeen ne
on palautettava alkuperäispakkauksissaan takaisin varastoon. Jos lisäaine tuodaan kylmemmästä tilasta
lämpimämpään työtilaan, ne on tuotavan hyvissä ajoin ennen käyttöä työtilaan alkuperäispakkauksessa
lämpötilan tasaantumiseksi.
Lisäaineen valinta
Yleisperiaate on, että karkenemattomat seokset hitsataan yleensä perusainetta vastaavalla lisäaineella ja
karkenevat seokset hitsataan käyttäen joko AlMg5- tai AlSi5-tyyppistä lisäainetta, paitsi AlZnMg-seokset,
joille käy ainoastaan AlMg5-tyyppinen lisäaine.
Lisäaineen valinta on yleensä taulukoitu, joissa on otettu huomioon myös eri alumiiniseosten väliset
eripariliitokset. Alla on esitetty hieman ”lyhennetty” valintataulukko, jossa lisäaineiden merkinnät ovat vielä
”vanhoja” DIN-merkintöjä.
Lisäaineen valintakaavio
PAL 6.2 Suojakaasut
Suojakaasun päätehtävä kaasukaarihitsauksessa antaa suoja hitsaustapahtumalle ympäröivää ilmaa
vastaan. TIG-hitsauksessa se suojaa samalla myös kuumaa elektrodia hapettumiselta. Suojakaasu vaikuttaa
ja sillä voidaan vaikuttaa myös moniin muihin asioihin: hitsin tiiveyteen, hitsausnopeuteen, tunkeumaan,
hitsisulan juoksevuuteen, valokaaren vakavuuteen, valokaaren syttyvyyteen ja hitsaussavuihin.
Suojakaasuista on myös eurooppalainen standardi:
SFS-EN 439: Suojakaasut kaarihitsaukseen ja leikkaukseen
25
Standardi luokittelee suojakaasut niiden kemiallisten ominaisuuksien ja koostumuksien perusteella eri
pääryhmiin ja alaryhmiin. Alumiinin hitsauksessa käytetään aina inerttejä suojakaasuja (ryhmätunnus I), joita
ova:
 puhdas argon (tunnus: I1)
 argonin ja heliumin seoskaasu (tunnus: I3)
Inertillä kaasulla tarkoitetaan sellaista kaasua, joka ei reagoi kemiallisesti sulan metallin kanssa. Lisäksi sen
liukoisuus sulaan metalliin on yleensä hyvin pieni.
Yleisin kaasu sekä MIG- että TIG-hitsauksessa on puhdas argon. Heliumilla on erilaiset fysikaaliset
ominaisuudet, mm. korkeampi ionisaatiopotentiaali ja suurempi lämmönjohtavuus, joita voidaan hyödyntää
alumiinin hitsauksessa, jossa tarvitaan yleensä paljon lämpöä. Helium nostaa kaarijännitettä huomattavasti,
mikä nostaa vastaavasti kaaritehoa (virta x jännite), jolloin vastaavasti tuotu lämpömäärä kasvaa. Tätä
voidaan hyödyntää paksujen aineiden hitsauksessa (yli noin 15-20 mm), jolloin esikuumennustarve on
pienempi. Lisäksi helium suurenta tunkeumaa. Heliumia ei käytetä yleensä puhtaana vaan kaasuseoksena
argonin kanssa epävakaamman valokaaren ja huonomman syttyvyyden takia, esim. 75%Ar+25%He tai
50%Ar+50%He.
Argonin ja heliumin ominaisuuksia hitsauksessa
Suojakaasun vaikutus
Hitsiaineentuotto
Tunkeuma
Kaasunvirtaus
Valokaari
Tiiveysvarmuus
Kaasu hinta
Hitsausnopeus
Argon
Pienempi
Pienempi
Pienempi
Vakaampi
Huonompi
Pienempi
Pienempi
Helium
Suurempi
Suurempi
Suurempi
Epävakaampi
Parempi
Suurempi
Suurempi
Suojakaasun virtaus
Tarvittava suojakaasun virtausmäärä riippuu useasta tekijästä:
 Perusaineesta
 Hitsausprosessista
 Suojakaasusta
 Hitsaustehosta
Tyypilliset virtausmäärät MIG-hitsauksessa ovat:
 Argon: 12-15 l/min (lyhytkaari) ja 15-20 l/min (kuuma- ja pulssikaari)
 75%Ar+25%He: 20-30 l/min
 50%Ar+50%He: 30-40 l/min
Tyypilliset virtausmäärät TIG-hitsauksessa ovat:
 Argon: 5-10 l/min
 75%Ar+30%He: 10-20 l/min
Suojakaasun virtaus on syytä tarkistaa aika ajoin ns. tarkistusrotametrillä suoraan hitsauspistoolin päästä,
koska se ei välttämättä ole sama kuin se, joka on säädetty pulloon liitetystä virtaussäätimestä katsottu
virtausmäärä.
Suojakaasun virtauksen tarkistus hitsauspistoolista
26
Suojakaasun valinta
Suojakaasujen valintataulukko (AGA)
27