LISÄMODULI PAL Alumiinit ja niiden hitsaus
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
© Copyright 2024