HITSAUSPROSESSI: MÄÄRITELMÄ, TYYPIT, PROSESSIT

Voit myös ladata tämän artikkelin PDF-tiedoston sen lopusta.

Mitä on hitsaus?

Hitsaus on pysyvä liitosprosessi, jossa kaksi metallikappaletta muodostavat yhdessä yhden kappaleen kuumentamalla metallit niiden sulamispisteisiin. Kuumennusprosessin aikana lisätään ylimääräistä metallia, jota kutsutaan myös täytemetalliksi, jotta nämä kaksi kappaletta kiinnittyvät toisiinsa.

Yleensä se on prosessi, jossa kaksi samanlaista (tai) erilaista metallikappaletta voidaan yhdistää kuumentamalla ne riittävän korkeaan lämpötilaan sulattamaan metallit yhteen (tai) ilman painetta ja (tai) ilman täyteaineen apua.

Hitsauskone

Hitsauskonetta käytetään lämmön luomiseen ja täytemetallin levittämiseen. Täytemetalli syötetään liitoksen muodostamiseksi joko itse elektrodista (tai) täytemateriaalin avulla. Tuotetun lämmön lämpötila on luokkaa 6000-7000°c. Joten keskustellaan siitä, mitkä ovat erityyppiset hitsausprosessit ja miten niitä käytetään teollisuudessa?

Hitsausprosessien tyypit

Seuraavat ovat erityyppisiä hitsausprosesseja tuotetun lämmön menetelmän mukaan:

1. MIG-hitsaus

2. Puikkohitsaus

3. TIG-hitsaus

4. Plasmakaarihitsaus

5. Elektronisuihkuhitsaus

6. Lasersädehitsaus

7. Kaasuhitsaus

8. Flux johdon kaarihitsaus

9. Automaattinen vetyhitsaus

10. Sähkökuolan hitsaus

1. MIG-hitsaus

MIG-hitsaustelineet metallin inerttikaasuhitsaukseen. Tämä MIG-hitsausprosessi tunnetaan myös kaasumetallikaarihitsaukseksi (GMAW), jota voit kutsua myös lankahitsaukseksi.

Tämän tyyppisissä hitsauksissa elektrodina toimii ohut lanka, joka syötetään pistooliin kiinnitetystä kelasta joustavan putken kautta ja joka tulee ulos hitsauspistoolin tai polttimen suuttimesta. Lankaa syötetään jatkuvasti, kun liipaisinta painetaan hitsauspistooli.

2. Suojattu metallikaarihitsaus (SMAW)

Se tunnistetaan myös käsikäyttöiseksi metallikaarihitsaukseksi, sulatesuojatuksi kaarihitsaukseksi tai puikkohitsaukseksi. Tämän tyyppisessä hitsausprosessissa, jossa kaari lyödään metallitangon tai -elektrodin (fluksipinnoitettu) ja työkappaleen väliin, sekä tangon että työkappaleen pinta sulavat muodostaen hitsisulan.

Samanaikainen tankopinnoitteen sulaminen tuottaa kaasua ja kuonaa, joka suojaa hitsiliitosta ympäristöltä. Suojatun metallin kaarihitsaus on erilainen prosessi, joka sopii erinomaisesti rauta- ja ei-rautapitoisten materiaalien liittämiseen materiaalin paksuuden kanssa kaikissa kohdissa.

3. TIG-hitsaus

TIG-hitsaus tarkoittaa volframi-inerttikaasukaarihitsausta, amerikkalaisen hitsausyhdistyksen mukaan se on myös tunnistettu (GTAW). Tätä hitsausprosessia kutsutaan myös kaasuhitsaukseksi.

TIG-hitsauksessa käytetään volframielektrodia, koska volframilla on korkea sulamispiste. Kun otamme tig-hitsauselektrodi kuumenee, mutta se ei sula, sanomme, että se on kulumaton elektrodi. Kulumattomat elektrodit eivät tarkoita, että ne eivät kestäisi ikuisesti, ja se tarkoittaa, että se ei sula ja tulee osaksi hitsiä.

4. Plasmakaarihitsaus (PAW)

Plasmakaarihitsaus (PAW) on kaarihitsausprosessi, jossa hyödynnetään lämpöä, joka syntyy puristetussa kaaressa volframia kulumattoman elektrodin ja työkappaleen välillä (siirretty kaariprosessi) tai vesijäähdytteinen supistussuutin (ei-siirretty kaariprosessi).

Plasma on kaasumainen sekoitus positiivisia ioneja, elektroneja ja neutraaleja kaasumolekyylejä. Siirretty kaariprosessi tuottaa suuren energiatiheyden plasmasuihkuja, ja sitä voidaan käyttää keramiikan, kupariseosten, terästen, alumiinin, nikkeliseosten ja titaaniseosten nopeaan hitsaukseen ja leikkaamiseen.

5. Elektronisuihkuhitsaus (EBW)

Elektronisuihkuhitsaus on hitsausprosessi, jossa käytetään suurienergisten elektronien säteen synnyttämää lämpöä. Elektronit osuvat työkappaleeseen ja niiden liike-energia muunnetaan lämpöenergiaksi lämmittää metallia siten, että työkappaleen reunat voidaan yhdistää ja muodostuu hitsi jäätymisen jälkeen.

EBM on myös nestetilahitsausprosessi. Jossa metalli-metalli-liitos tehdään nestemäisessä tai sulassa tilassa. Sitä kuvataan myös hitsausprosessiksi, koska se hyväksyy elektronien kineettisen energian kahden metallityökappaleen yhdistämiseksi.

6. Lasersädehitsaus (LBW)

Laser Beam Welding (LBW) on hitsausprosessi, jossa lämpöä muodostuu työkappaleeseen kohdistetulla korkeaenergisella lasersäteellä. Lasersäde lämmittää ja sulattaa työkappaleen päät muodostaen liitoksen.

Laserhitsauksessa (LBM) liitos muodostetaan päällekkäisten pistehitsausten sarjana tai jatkuvana hitsauksena. Laserhitsausta käytetään elektroniikka-, viestintä- ja ilmailuteollisuudessa lääketieteellisten ja tieteellisten laitteiden valmistukseen, joissa on pieniä komponentteja.

7. Kaasuhitsaus

Kaasuhitsaus suoritetaan sulattamalla kaasuliekillä yhdistettävät sivut tai pinnat ja saattamalla sula metalli virtaamaan yhteen, jolloin muodostuu kiinteä jatkuva liitos jäähtyessään.

Happi-asetyleeniseoksia käytetään paljon enemmän kuin muita ja niillä on merkittävä asema hitsausteollisuudessa. Happiasetyleeniliekin lämpötila sen kuumimmalla alueella on noin 3200°C, kun taas happi-vetyliekissä saavutettava lämpötila on noin 1900°C.

8. Flux Cored Arc Welding (FCAW)

Tämäntyyppinen hitsaus on melkein samanlainen MIG-hitsaus . Itse asiassa MIG-hitsaajat voivat usein suorittaa täytekaarihitsausta. Tässä hitsauksessa langassa on virtauksen ydin, joka muodostaa kaasusuojan hitsin ympärille. Tämä vähentää ulkopuolisten kaasutoimitusten kysyntää.

FCAW soveltuu paremmin karkeille, raskasmetalleille, koska se on korkealämpöinen hitsausprosessi. Sitä käytetään yleensä raskaan kaluston korjaukseen tähän tarkoitukseen. Se on prosessi, joka ei tuota liikaa jätettä. Koska ulkoista kaasua ei tarvita, se myös maksaa vähemmän.

9. Atomivetyhitsaus

Atomivetyhitsaus on erittäin korkean lämpötilan hitsausmuoto, joka tunnetaan nimellä kaariatomihitsaus. Tämän tyyppinen hitsaus vaatii vetykaasun käyttöä kahden volframista muodostetun elektrodin suojaamiseen. Se voi saavuttaa asetyleenipolttimen lämpötilat ja se voidaan tehdä täytemetallilla tai ilman sitä.

10. Sähköhitsaus

Se on edistynyt hitsausprosessi, jota käytetään yhdistämään kahden metallikappaleen ohuet päät pystysuunnassa toisiinsa. Sen sijaan, että hitsiä käytettäisiin liitoksen ulkopuolelle, se tapahtuu kahden kappaleen päiden välissä.

Kuparielektrodilanka syötetään metallisen ohjausputken läpi, joka toimii täytemetallina. Kun tehoa lisätään, syntyy kaari ja hitsaus aloitetaan sauman alapuolella ja sitä siirretään hitaasti ylöspäin, jolloin sauman tilalle syntyy hitsaus.

Hitsausasennon tyypit

Seuraavassa on neljä hitsausasennon päätyyppiä:

1. Tasainen asento (1G ja 1F)

2. Vaakasuora sijainti (2G ja 2F)

3. Pystysuuntainen sijainti (3F ja 3G)

4. Overhead-sijainti (4G ja 4F)

1. Tasainen asento

Ilmeisin suoritettava tyyppi on litteä asento, jota joskus kutsutaan alas-käden asennoksi. Tämä sisältää hitsauksen liitoksen yläosassa. Tässä tapauksessa sulaa metallia vedetään alaspäin liitoksesta. Tuloksena on nopeampi ja helpompi hitsaus.

Malleissa 1G ja 1F numero 1 viittaa tasaiseen asentoon, kirjain G on urahitsaus ja kirjain F on viistosauma.

2. Vaakasuora sijainti (2G ja 2F)

Tämä on vaikeampi asento kuin tasainen asento ja vaatii enemmän taitoa hitsausoperaattorilta sen korjaamiseksi.

2G on urahitsausasento, joka sisältää hitsin akselin asettamisen vaakatasoon tai lähes vaakasuoraan. Hitsin pinnan on oltava noin pystytasossa.

2F on viistohitsausasento, jossa hitsaus suoritetaan pintojen yläpuolelle, jotka ovat lähes vaakasuorassa lähes pystysuoraa pintaa vasten. Tässä asennossa taskulamppua pidetään normaalisti 45 asteen kulmassa.

3. Pystyasento (3F ja 3G)

Tässä asennossa sekä kappale että hitsi ovat pystysuorassa tai lähes pystysuorassa. 3F ja 3G johtavat pystysuoraan viistoon ja pystysuoraan uraan.

Kun hitsaus tehdään pystysuorassa, painovoima työntää sulaa metallia alaspäin ja siksi sillä on taipumus pinota. Voit estää tämän käyttämällä pystysuoraa asentoa ylös tai alas.

Jos haluat tarkistaa sen pystysuorassa asennossa, suuntaa liekki ylöspäin ja aseta se 45 asteen kulmaan kappaleeseen nähden. Tällä tavalla hitsaaja levittää metallia työkappaleen alemmista osista hitsatakseen kohti painovoimaa.

4. Overhead-asento (4G ja 4F)

Tämän tyyppisessä hitsausasennossa hitsaus suoritetaan liitoksen pohjalta. Sillä on monimutkaisin ja vaikein työpaikka. 4G- ja 4F-asennot on tarkoitettu ura- ja viistosaumoille.

Yläasennossa liitokseen kertynyt metalli johtaa kappaleessa olevaan reikään, joka esiintyy helmessä, jossa on korkeampi kruunu. Tämän välttämiseksi pidä sula lätäkkö pienenä. Jos hitsauslätäköstä tulee liian pitkä, sammuta liekki hetkeksi, jotta sula metalli jäähtyy.

Hitsausprosessin edut

1. Hyvä hitsi on vahvempi kuin perus- tai perusmetalli.

2. Nopeampi prosessi verrattuna niitaukseen ja valuun.

3. Täydelliset jäykät liitokset voidaan toimittaa hitsausprosessilla.

4. Koskee kaikkia metalleja ja metalliseoksia.

5. Hitsaamalla voidaan valmistaa vaikeita muotoja.

6. Hitsauslaitteet ovat kannettavia ja niitä on helppo huoltaa.

7. Hitsausprosessin aikana ei synny ääntä, kuten niittauksen yhteydessä.

8. Hitsausprosessi vaatii vähemmän työtilaa niittaukseen verrattuna.

9. Mikä tahansa liitoksen tila voidaan tehdä helposti.

Hitsausprosessin haitat

1. Antaa haitallista säteilyä, höyryjä ja tahratonta (äkillinen kipinä).

2. Hitsatut liitokset ovat murtuvampia ja siksi niiden väsymislujuus on pienempi kuin liitetyt osat.

3. Aiheuttaa vääristymiä ja aiheuttaa sisäisiä jännityksiä.

4. Se tarvitsee tiettyjä jigejä ja kiinnikkeitä pitääkseen metallit kunnolla kiinni.

5. Hitsaukseen tarvitaan ammattitaitoisia työntekijöitä ja sähköä.

6. Hitsaustyön tarkastus on vaikeampaa ja kalliimpaa kuin niittaustyö.

Hitsauksen sovellukset

Hitsauksen sovellusalue on niin erilainen ja laaja, ettei olisi liioiteltua sanoa, ettei ole metalliteollisuutta eikä tekniikan alaa, joka ei käyttäisi hitsausta tavalla tai toisella, nimittäin autoteollisuudessa, merenkulussa, ilmailussa ja rakentamisessa. Sitä käytetään pääasiassa valmistukseen.

Jotkut sovelluksista ovat:

• Laivanrakennus

• Rautatien linja-autot

• Auton alusta ja päällirakennus

• Maansiirtokoneen rungot

• Ikkunoiden ikkunaluukut

• Ovet, portit

• Kaikenlaiset valmistustyöt.

---

Johtopäätös

Kuten nyt tiedät, hitsaus on vahva liitosprosessi, jossa kaksi metalliosaa yhdessä muodostavat yhden osan kuumentamalla metallit sulamispisteisiinsä. Jotkut hitsaustyypit tehdään koneilla ja vaativat kalliita erikoislaitteita. Hitsaus on nopeampi niittaukseen ja valuun liittyvä menetelmä.