Hitsaajat voivat hyödyntää useita menetelmiä ja tekniikoita käytännössä samoihin hitsaustoimenpiteisiin. He voivat valita metallin suojakaasuhitsauksen (MIG), kaasumetallikaarihitsauksen (GMAW) tai metallikaarihitsauksen. Asentamattomiin päittäis- ja täytehitseihin paras hitsaustekniikka lienee kuitenkin suihkukaarihitsaus, koska se lisää hitsaajan tehokkuutta.
Mitä on suihkukaarihitsaus?
Suihkukaarihitsaus on yksi niistä prosesseista, joita käytetään metallin siirtämiseen elektrodista tai langasta hitsiaineeseen. Pienet sulat metallipisarat kulkeutuvat valokaaren kautta perusmetalliin tai työstettävään liitokseen.
Suihkusiirto soveltuu erinomaisesti käytettäväksi paksummille metalleille pusku- tai täyteliitoksissa. Se ei sovellu asentohitsaustöihin, koska lentävät metallipisarat ja painovoima eivät luo ihanteellista tilannetta hitsaajalle tai hitsaustyölle.
Suihkukaarihitsaus on teknisesti sulan metallin suihkua, joka siirretään valokaaren yli ja joka on samankaltainen kuin vesi, joka tulee ulos puutarhaletkusta, jossa on rajoitettu aukko. Suihkukaarihitsaus vähentää hitsausroiskeita ja tuottaa hitsin, jonka hienojakoisuus on korkeampi.
Prosessi
Menetelmässä käytetään suuria ampeeri- ja jännitetasoja. Kun lanka tuodaan lähelle perusmetallia, se tuottaa virran ennen kuin se koskettaa metallia. Virta kuumentaa lankaa hyvin nopeasti ja sulattaa sen. Sula metalli kulkeutuu syntyneen valokaaren yli pieninä pisaroina, minkä vuoksi hitsausmenetelmää kutsutaan suihkukaarihitsaukseksi.
Suihkukaarihitsauksella voidaan saada aikaan korkeita metallin laskeutumisnopeuksia, kun käytössä on ihanteellinen yhdistelmä suojakaasua, metallia ja langan halkaisijaa sekä kosketuksen ja kärjen välistä etäisyyttä. Kun kaikki yhdistetään täydellisesti, prosessi voi tuottaa erittäin suuria siirtymävirtoja. Prosessia kutsutaan myös aksiaaliruiskutukseksi.
Tässä prosessissa käytettävien virtatasojen on oltava suurempia kuin siirtymävirran. Vain silloin metalli siirtyy pisaroina eikä vain sulana. Prosessi edellyttää korkeiden virtatasojen käyttämistä riittävillä jännitetasoilla, jotta varmistetaan roiskevapaa hitsaus.
Hyötyjä
Suihkukaarihitsaus on erittäin tehokas prosessi. Joitakin tämän prosessin tarjoamia merkittäviä etuja ovat:
- Korkea metallin laskeutumisnopeus
- Hyvä metallin sulautuminen ja tunkeutuminen
- Erinomainen hitsausnauhan ulkonäkö
- Mahdollisuus käyttää halkaisijaltaan suurempia elektrodilankoja
- Hyvin vähäinen roiskeenmuodostus
Näin mittavista hyödyistä huolimatta ruiskutuskaarihitsaukseen liittyy merkittäviä rajoituksia.
RAJOITUKSET
Suihkukaarisiirron rajoituksia ovat muun muassa:
- Se soveltuu käytettäväksi vain paksuihin materiaaleihin (noin 1/8 tuumaa. (3 mm) ja paksumpi)
- Se rajoittuu taso- ja vaakasuuntaisiin täytehitsausasentoihin
- Se ei pysty avojuurihitsaukseen
Tässä tekniikassa syntyvä suuri hitsausallas rajoittaa niiden asentojen ja liitostyyppien lukumäärää, joihin sitä voidaan käyttää. Se ei sovellu ohuemmille metallilevyille, koska siinä käytetään korkeita lämmitystasoja ja se voi nopeasti polttaa kerroksen läpi. Osa tämän prosessin rajoituksista voidaan ratkaista käyttämällä sen sijaan pulssiruiskutussiirtotekniikkaa.
Mitä on pulssiruiskutussiirto?
Pulssiruiskutussiirrossa virran tasot vapautetaan lyhyinä pulsseina tai jaksoina. Lyhyiden pulssien käyttäminen jatkuvan virransyötön sijaan tekee hitsausaltaasta helpommin hallittavissa olevan, mikä lisää prosessin tehokkuutta entisestään. Se mahdollistaa myös sen, että ruiskutussiirtotekniikkaa voidaan käyttää useammassa asennossa olevissa hitseissä verrattuna yksinkertaiseen ruiskutussiirtoon.
Tässä prosessissa käytetään pienempiä taustavirtoja, mikä vähentää tuotetun lämmön määrää. Se on ihanteellinen paksummille metalleille tehtäviin toimenpiteisiin, jotka edellyttävät hallittua lämmöntuontia ja joissa ei tarvita suurta liikenopeutta tai siirtymävirtoja.
Hyötyjä
Suihkutussiirtomenetelmän jo valmiiksi tarjoamien etujen lisäksi pulssitekniikka tarjoaa muutamia lisää.
- Parempi hitsausaltaan hallinta
- Vähennetty lämmöntuotto
- Hallittavampi hitsi
- Vähentää roiskeita entisestään
- Pehmeämpi hitsi ja paremmat hitsauspallot
Oikein suojatulla suojakaasulla ja oikeanlaisilla lisäainemateriaaleilla pulssisuihkutussiirtomenetelmää voidaan käyttää jopa paikallaan oleviin hitseihin. Oikea suojakaasu on kriittinen tekijä laadukkaiden hitsien valmistuksessa.
Oikean suojakaasun valinta
Suojakaasun valintaan voivat vaikuttaa monet tekijät.
- Lisämetallin kerrostumisnopeus ja tehokkuus
- Sirpaleiden hallinta
- Sihdin profiili
- Hitsauksen jälkeinen puhdistus
- Sihdin tunkeutuminen
- Hitsien asennot
- Hitsaushuurujen muodostumisnopeudet
- Hitsausprosessin tekniset yksityiskohdat
Valitsemasi suojakaasuyhdistelmä riippuu hitsauksessa käytettävästä metallilangasta tai elektrodista. Nyrkkisääntönä voidaan kuitenkin todeta, että kaikissa suihkukaarihitsauksessa käytettävissä suojakaasuyhdistelmissä käytetään runsaasti argonia. Vähintäänkin seoksen on sisällettävä vähintään 80 % argonkaasua.
Suojakaasu vaikuttaa suoraan metallien reaktiivisuusasteisiin. Korkeamman reaktiivisuuden omaava kaasu voi lisätä merkittävästi hitsauslätäkön juoksevuutta. Hitsauslätäkön kasvunopeus voi olla liian suuri hallittavaksi, mikä voi johtaa katastrofaaliseen tilanteeseen.
Hiiliteräksen hitsaaminen edellyttää argonin ja CO2:n yhdistelmää. Kaikki yli 15 % CO2 voi kuitenkin vähentää siirtymävirtaa ja metallin laskeutumisnopeutta. Näin alhaisilla talletustasoilla prosessi muuttuu tällöin pallomaiseksi siirtomenetelmäksi ja menettää tehokkuutensa.
Suojakaasun merkitys
Suojakaasu toimii suojakaasuna valokaaren ja ilmakehän välillä. Ilmassa olevat kaasut, pääasiassa happi ja typpi, voivat reagoida sulan metallin kanssa ja tuottaa haitallisia savuja ja huonoja hitsejä. Sen lisäksi, että tehoton suojakaasu pilaa hitsin, se voi aiheuttaa myös muita ongelmia.
Porfyysi
Porfyysi tarkoittaa hitsiaineen sisällä olevaa epäpuhtautta. Se syntyy metallin sisään jääneestä kaasusta, joka sitten muodostaa joko pyöreitä tai pitkänomaisia reikiä hitsiin. Tällainen tilanne syntyy joko suojakaasun puuttumisen tai sen tehottomuuden seurauksena.
Vanhojen metallikappaleiden yhteen hitsaaminen vaatii erityistä huolellisuutta ennen hitsausta. Vanhat ja ruostuneet metallit voivat myös tuottaa huokoisia hitsejä. Valmistele ja puhdista pinta ensin asianmukaisesti ennen hitsauksen aloittamista.
Huokoinen hitsi voidaan joskus hyväksyä, jos huokoisuusaste on liian alhainen eivätkä alan vaatimukset ole liian tiukat. Huokoisuus on kuitenkin vakava virhe, ja jos se havaitaan, se voi olla syy hylkäämiseen.
Low Metal Deposition Rate
Suojakaasun valinta vaikuttaa suoraan valokaaren vakauteen ja tuotannon tehokkuuteen hitsausmenetelmissä. Erityisesti suihkukaarihitsauksessa yhdistelmä, jossa on korkea argonpitoisuus, osoittautuu parhaaksi. Argon toimii täydellisenä suojaavana esteenä metallien ja ilmakehän välillä. Koska suojakaasun valinta vaikuttaa suoraan myös langansyöttönopeuteen, väärä kaasu voi häiritä koko menettelyä.
Suojakaasulla on myös muita tehtäviä sujuvan hitsin varmistamisen lisäksi.
- Valokaariplasman muodostuminen
- Vakauttaa valokaaren metallipinnalle
- Se takaa myös metallipisaroiden häiriöttömän siirtymisen langasta metallialtaaseen.
Seuraavat kysymykset
Mitä on lyhytkaarihitsaus?
Lyhytkaarihitsaus on toinen metallinsiirtohitsausmenetelmä. Tässä menetelmässä hitsaus- tai lisäainelanka kirjaimellisesti oikosuljetaan sulamaan. Tätä tekniikkaa käytetään lyhyempien hitsien yhdistämiseen ohuemmissa levyissä. Lyhytkestoisen oikosulun tuottama lämpö riittää sulattamaan ohuen kerroksen hitsin muodostamiseksi.
Lyhytkaari- tai oikosulkuhitsaus on käyttökelpoinen, jos haluat liittää ohuita materiaaleja mihin tahansa asentoon ja lähes kaikkiin liitostyyppeihin. Metalli siirtyy langasta alustaan jokaisen oikosulun aikana tai molempien joutuessa kosketuksiin.
Mitä kaasua käytät ruiskutussiirrossa?
Suojakaasuyhdistelmä, jossa on runsaasti argonia, on ihanteellinen ruiskutussiirtomenetelmään. Hiiliteräksen osalta argonin ja hiilidioksidin yhdistelmä osoittautuu kuitenkin tehokkaammaksi. Eri seos voi osoittautua sopivammaksi myös eri seoksille, joten hitsaukseen ei ole olemassa mitään tiettyä kaasua.
Suojakaasua valitessasi tarkista:
- Kaasun reaktiivisuus hitsausmetallien kanssa
- Hitsausasennot
- Toivottu hitsin tunkeuma
- Toivottu helmaprofiili
- Tarvittava metallin lisäainemäärä
Miten ruiskusiirtohitsausta tehdään?
Suihkunsiirtohitsaus tunnetaan virallisesti nimellä roiskevapaa aksiaaliruiskutus. Se on metallipisaroiden siirtoprosessi, jossa käytetään korkeaa jännitettä ja suurta virranvoimakkuutta. Se toimii parhaiten paksujen metallien liitoksissa, koska sillä saadaan aikaan syvä tunkeuma. Koska painovoimalla on keskeinen rooli prosessissa, se soveltuu vain pysty- tai vaakasuoriin liitoksiin. Ihannetapauksessa se toimii parhaiten päittäis- ja täytehitsauksissa, sillä se tuottaa sileitä ja tukevia liitoksia.
Samankaltaiset viestit:
- Mitä on MCAW (Metal Cored Arc Welding)?
- How to Welding Thin Metal
- Mitä on MIG-hitsaus – sen ymmärtäminen perusteellisesti