Hitsaaminen

HITSAUSMENETELMÄT

Mig/Mag

Termit MIG ja MAG tulevat englanninkielisistä sanoista Metal-Arc Inert Gas Welding ja Metal-Arc Active Gas Welding. Usein näistä hitsausprosesseista käytetään vain yhtä yleisnimitystä MIG-hitsaus.

Pääjako näiden prosessien käytössä on sellainen, että terästen hitsaus on MAG-hitsausta ja ei-rautametallien hitsaus on MIG-hitsausta.

MIG/MAG-hitsaus on kaasukaarihitsausmenetelmä, jossa sähkövirran avulla aikaansaatava valokaari palaa lisäainelangan ja hitsattavan kappaleen välissä suojakaasun ympäröimänä. Hitsattaessa valokaari sulattaa perusaineen ja lisäaineen yhtenäiseksi hitsisulaksi, joka jähmettyessään muodostaa kiinteän yhteyden kahden kappaleen välille. Lisäainelanka on ohutta metallilankaa, jonka koostumus on yleensä lähes sama kuin perusaineella. Lisäaine syötetään poikkeuksetta koneellisesti. Langan paksuus vaihtelee tyypillisesti 0,6 mm ja 1,6 mm välillä. Hitsattavien kappaleiden ainevahvuudet yleensä ylittävät millimetrin. Langan syöttönopeus sekä hitsausjännite säädetään hitsattavien kappaleiden mukaan.

MIG/MAG-hitsauksen etuja ovat nopeus ja hitsin puhtaus. Hitsin päälle ei myöskään muodostu kuonakerrosta. Tunkeuman ja hitsin muodon hallinta on MIG/MAG-hitsauksessa vaikeampaa kuin TIG-hitsauksessa. Suoritusteknisestä helppoudesta huolimatta hitsauslaitteiston oikea säätäminen voi tuottaa vaikeuksia. Myös huomaamaton vapaalangan pituuden muuttuminen vaikuttaa voimakkaasti perusaineeseen kohdistuvaan sulatustehoon, minkä vuoksi hitsiin jää helposti huomaamattomia virheitä.

Suojakaasut Mig/Mag hitsauksessa

Suojakaasu voi olla aktiivinen tai inertti kaasu. Aktiivinen kaasu reagoi sulassa metallissa olevien aineiden kanssa. Tällainen kaasu on joko puhdas hiilidioksidi tai argonin ja hiilidioksidin muodostama seoskaasu, esim. 75%Ar+25%CO2. Tällaista hitsausta kutsutaan MAG-hitsaukseksi.

MIG-hitsauksessa suojakaasu on puolestaan inertti eli reagoimaton kaasu, jollaisia ovat argon ja helium.

Esimerkiksi argon on inertti kaasu, mutta hiilidioksidi reagoi sulan kanssa. Yleisin käytetty kaasu on siss argonin ja hiilidioksidin seos, jota käytetään useimpien terästen hitsauksessa.

Teräksiä voidaan myös hitsata pelkkää hilidioksidia käyttäen, mutta seoskaasu on useimmissa tapauksissa parempi vaihtoehto.

Puhdasta argonia käytetään alumiinien hitsauksessa.

Ruostumatonta terästä hitsataan usein kaasulla jossa on argonin lisäksi vain hieman hiilidioksidia.

Täytelankahitsaus MAG

Täytelankahitsausta tehdään lähes pelkästään suojakaasun kanssa, joten hitsausprosessin nimitys on MAG-täytelankahitsaus. Se muistuttaa toimintaperiaatteiltaan ja laitteiltaan hyvin paljon MIG/MAG-hitsausta.

Lisäaineena on umpilangan sijaan täytelanka. Suojakaasuna on aktiivinen kaasu, argonin ja hiilidioksidin muodostama seoskaasu tai puhdas hiilidioksidi.

Täytelankahitsaus ilman suojakaasua on harvinainen prosessi, jota käytetään jonkin verran päällehitsauksessa.

Tig

TIG-hitsaus (Tungsten Inert Gas Arc Welding) on kaasukaarihitsausprosessi, jossa valokaari palaa sulamattoman volframielektrodin ja työkappaleen välissä suojakaasun ympäröimänä. Suojakaasu on useimmiten argonia, joka ei reagoi sulan kanssa. TIG-hitsausta voidaan tehdä lisäainetta syöttäen tai ilman lisäainetta. Lisäaine on yleensä 1,5–3,5mm paksu noin metrin mittainen paljas lanka, jonka koostumus vastaa hitsattavaa materiaalia. Käsinhitsauksessa lisäaine syötetään hitsisulaan käsin. Lisäaine voidaan syöttää myös koneellisesti, jolloin puhutaan mekanisoidusta TIG-hitsauksesta.

TIG-hitsausta käytetään yleisesti vaativien putkistojen hitsauksiin, ruostumattomien putkien ja putkipalkkien hitsaukseen ja valmistukseen, ohuiden aineiden hitsaukseen, alumiinien ja erikoismetallien hitsaukseen ja pieniin korjaushitsauksiin. Käyttöalue alkaa noin 0,1 mm:n ainepaksuudesta lähtien.

Hitsausprosessin etuja ovat muun muassa hyvä sulan ja tunkeuman hallinta, tarkasti säädeltävä lämmöntuonti ja hitsin puhtaus. Hitsaus on mahdollista ilman lisäainetta, hitsin päälle ei muodostu kuonakerrosta ja hitsistä saadaan helpommin halutun muotoinen, kuin muilla hitsausprosesseilla. Huonoja puolia ovat hitsaamisen hitaus, sekä useissa tapauksissa laitteiston kallis hinta. Hitsaus on suoritettava suojassa tuulelta. TIG-hitsausta pidetään yleensä vaativampana, kuin muita kaarihitsausmenetelmiä, koska hitsaaja joutuu toisella kädellä käyttämään poltinta ja toisella syöttämään lisäainetta.

Suojakaasuna käytetään useimmiten argonia, mutta joskus myös heliumia tai argonin ja heliumin seosta.

Argonia suojakaasuna käyttäen voidaan hitsata kaikkia metalleja mitä TIG-prosessilla voi hitsata.

DC

Samalla koneella tasavirralla (CD) voi hitsata rautametalleja sekä TIG että puikkohitsauksella.

AC/DC

Alumiinia ja muita ei rautametalleja hitsataan vaihtovirralla (AC/DC).

Puikkohitsaus

Puikkohitsaus on kuumahitsausta jossa perusaine sulaa siinä missä lisäainekin.

Puikohitsauskessa ei tarvitse suojakaasuja, koska puikon ympärillä on suojaava ainesosa ja kuona suojaa karvia (hitsisauma) erittäin hyvin.

Puikkohitsauksessa valokaari palaa hitsauspuikon pään ja työkappaleen välissä. Puikon sydänlanka sulaa ja sula metalli lentää kuonan ympäröiminä pisaroina valokaaren läpi hitsisulaan. Hitsaustapahtuman suoja muodostuu päällysteen muodostamista kaasuista ja kuonasta. Kuona jähmettyy hitsipalon päälle kuonakerrokseksi, joka poistetaan jälkeenpäin. Puikkohitsaus on aina käsinhitsausta eikä sitä voida mekanisoida lyhyen määrämittaisen lisäaineensa takia.

Hitsauslisäaine on hitsauspuikko, joka on määräpituinen, suora ja päällystetty lisäainelanka. Päällysteen tehtäviä ovat mm. tuottaa kuona- ja kaasusuoja hitsaustapahtumalle, muotoilla ja tukea hitsisulaa muodostamansa kuonan avulla, seostaa hitsiainetta seosaineilla, helpottaa valokaaren syttymistä ja palamista sekä nostaa riittoisuutta rautajauheen avulla.

Toisia aineita (esim HST) hitsattaessa kuona lähtee itsellään pois jäähtyessään. Muuten käytetään ns. kuonavasaraa.

Hitsauspuikkoja on päällysteen koostumuksen perusteella mm. emäs-, rutiili- ja hapanpäällysteisiä puikkoja. Seostamattomien ja niukkaseosteisten terästen puikot ovat yleensä emäspäällysteisiä ja ruostumattomien terästen puikot puolestaan rutiilipäällysteisiä.

Pistehitsaus

Pistehitsaus on vastushitsausmenetelmä, jossa tarvittava lämpö saadaan aikaan johtamalla sähkövirta vastuksena toimivan hitsauskohdan läpi, johon muodostuu puristettaessa levyjä vastakkain pistehitsi.

Plasmaleikkaus, polttoleikkaus

Plasmaprosessi käyttää keskitettyä sähköistä valokaarta, joka korkealämpötilaisen plasmasäteen avulla sulattaa materiaalin. Kaikkea sähköäjohtuvaa materiaalia voidaan leikata.

Plasmakaasuina voidaan käyttää paineilmaa, typpeä, happea tai argonia/vetyä ja leikata seostamattomia ja niukkaseosteisia teräksiä, alumiinia, kuparia sekä muita metalleja ja metalliseoksia.

Soveltuu kaikille sähköäjohtaville materiaalelle, käytetään erityisesti rakenneteräksille, ruostumattomille ja ei-rautapitoisille metalleille.

Plasmaleikkauksessa on suuri leikkausnopeus (5 - 7 kertaa happi/kaasuleikkaus) ja lyhyet odotusajat (ei esilämmityksiä).

Kaasuleikkaus on erityisen sopiva rakenneteräksille ja antaa parhaan tuloksen. Polttokaasuna ovat asetyleeni, propaani, luonnonkaasu (metaani) tai seoskaasut.

Kaasuhitsaus

Happi/Asetyleeni

SUOJAKAASUT

Suojakaasun tärkein tehtävä on syrjäyttää ilma ja erityisesti happi hitsisulan läheltä, jotta haitalliset kemialliset reaktiot vältettäisiin. Toinen suojakaasun tehtävä on jäähdyttää hitsauspoltinta. Lisäksi hitsauskaasulla voi olla vaikutusta hitsatessa syntyvän otsonin määrään. Kaasu vaikuttaa myös hitsin tunkeumaan, valokaaren käyttäytymiseen ja hitsausnopeuteen. Suojakaasun valintaan vaikuttavat muun muassa hinta, hitsattava aine, hitsausasento ja hitsiltä vaadittavat tekniset ominaisuudet.

Suoja-aine voi olla myös täytteenä langan sisällä Migissä taikka puikkokoneen puikossa päällä.

Seoskaasut, ja puhdas argon ja happi ja typpi ja jne mitataan PAINEEN mukaan ("x litraa kaasua tiettyssä paineessa" esim 20l/200bar). Ja paine laskee sitä mukaa kun pullo tyhjenee.

Hiilidioksidi on nestemäinen kaasu, ja se mitataan PAINON mukaan, ei PAINEEN mukaan.

Argon

Argon on jätekaasu, jota syntyy hapen erotuksen yhteydessä.

Puhdasta argonia käytetään alumiinin ja kuparin Tig ja Mag hitsauksessa sekä sammutusjärjestelmissä.

Sukeltajat käyttävät myös Argonia (puhdasta) puvuntäyttöön koska Argon johtaa ilmaa huonommin lämpöä pitäen sukeltajan pidempään lämpimänä. Argonia käyttävät yleensä pitkiä sukelluksia tekevät sukeltajat, joilla tulisi muuten kylmä, tai esim. talvisukeltajat.

Helium

Heliumia käytetään puhtaana taikka Argonin kanssaa seostettuna. Saavutetaan parempi tunkeutuvuus.

Seoskaasut

Mag hitsauksessa argon/hiilidioksidi seoksella saavutetaan pelkkään hiilidioksidiin verrattuna muutamia etuja. Seoskaasulla tulee vähemmän roiskeita, ja jännite/langansyöttö ei ole niin tarkkoja kuin pelkällä hiilidioksidilla (CO2).

Ruostumattomalle ja haponkestävälle teräkselle käytetään seoskaasua jossa 2% CO2 ja loput argonia tai seosta jossa 2% O (eli happi) ja loput argonia

Mison on AGAn tuotemerkki tälle seoskaasulle.

Seoskaasu ja hiilidioksidipullojen mittarit eivät käy ristiin koska kierteessä on eri halkaisija.

Mittari jossa lukee Argon/CO2 ei ole seoskaasulle vaan ainoastaan Argonille ja hiilidioksidille. Argon ei ole seoskaasu.

CO2 eli hiilidioksidi

Hiilidioksidia käytetään elintarvikkeden yhteydessä, vaikkapa oluen ja limonadien hiilihapotus sekä erilaisissa sammuttimissa.

Hiilidioksidi on nestemäinen kaasu, ja se mitataan PAINON mukaan, ei PAINEEN mukaan. Hiilidioksidin paine normaalilämmössä on aina n. 60bar oli pullo täysi tai melkein tyhjä.

Hiilidioksidia voidaan käyttää myös raudan hitsaamisessa suojakaasuna.

Tarkista ettei elintarvikehiilidioksidissa ole typpeä (N) yli 1.8%. (Jos on suuri typpipitoisuus, niin sopii juurikaasuksi)

Sammutinpullon käyttö hitsauspullona

Co2 sammuttimessa on ihan samaa hiilidioksidia kuin hitsauskaasupullossa.

Mitä pitää huomioida?

Ihan normaali paineen alennin käy, mutta jos pullosta ei ole katkaistu sitä sulkuventtiililtä pullon pohjaan menevää putkea, on pullo käännettävä ylösalaisin, ettei "kaasu", joka on paineesta johtuen pullon pohjalla nesteenä, pääse suoraan ventiiliin ja siitä paineen alentimeen (ja varmasti hitsaustulos huononee).

Sammuttimessa co2 tulee ulos nesteenä (tai lumena) ja norm. kaasupullosta kaasuna, johtuen juuri siitä otetaanko tavaraa ulos pullon pohjalta vai pinnasta.

Hitsausohjeita

AGAn pieni opas ruostumattoman teräksen hitsaukseen [1]

ESAB hitsausmenetelmät [2]