Hitsaaminen

Perustietoa hitsaamisesta

Hitsaus on kappaleiden kiinnittämistä toisiinsa lämmön ja/tai puristuksen avulla. Pinnat ja mahdollinen lisäainemateriaali sulavat toisiinsa ja jähmettyvät. Hitsausta voidaan suorittaa, sähköllä, kaasuliekillä, kitkalämmöllä ja valonsäteellä (laser hitsaus).

Valokaarella hitsaukseen tarvitaan sähköä synnyttämään valokaari, valokaaren lämpötila on n. 6 000 astetta. Sähköä otetaan niin sähkönjakeluverkosta tai polttomoottorikäyttöisestä aggregaatista. Hitsausta kutsutaan kaarihitsaukseksi kun lämmönlähteenä on valokaari.

Plasmahitsauksessa valokaari palaa polttimen sisällä ja plasmaksi kuumentunut kaasu syöksyy ulos polttimesta ja kuumentaa työkappaleen. Kappaleeseen ei näin kohdistu voimakkaita hitsausvirtoja, jotka voisivat vahingoittaa esim. sisällä olevaa elektroniikkaa.

Hitsattavaa kohdetta suojataan ilman vaikutukselta hitsauksen aikana suojakaasuilla tai puikkohitsauksessa kuonalla. Yleisimmin käytetään puikko ja MAG-hitsausta. Muita yleisiä ovat MIG- ja TIG-hitsaus.

Jos omat taidot eivät riitä tai ei ole tarvittavia välineitä, kysele ammattilaisia, pienyrittäjiä, jotka voivat hitsata varsinkin valmiiksi leikatut kappaleet hyvinkin edullisesti. Varmistu kuitenkin hitsarin taidoista ennen, heissäkin on eroja! Hitsajan ammattitaito eli hyvyys / pätevyys määritellään asianomaisella hitsaustavalle ja aineelle suoritetulla hitsauskokeella. Hitsaustyötä voi helpottaa "heftaamalla" kappaleet pienin pistein yhteen, jolloin ammattilaiselle jää vain valmiiden, siistien ja pitävien saumojen hitsaaminen.

• Esabin sivuilta löytyy asiaa selventävää tietoa hitsausmenetelmistä. Kyseisiltä sivuilta löytyy myös pdf-muotoisia ohjekirjoja.
• Kempin sivuilta löytyy samoin mm. Hitsausaapinen.
• ESAB: Hitsausvirhetaulu, Hitsien laatu ja hitsausvirheet, Korjaushitsausopas jne.

Hitsausvälineet ja lisäaineet

Hitsauskoneista puhutaan usein "migistä" ja "puikosta". Nämä ovat tee-se-itse tekijän peruskoneet, jolla eri rautojen hitsaaminen sujuu. Puikko on yksinkertaisesti itse hitsauskone ja suoja-aineella päällystetty metallipuikko. Mikki taas on hitsauskone, hitsauslanka ja suojakaasua. Hyviä hitsauskoneiden merkkejä ovat Esab ja Kemppi.

Hitsauksessa käytettäviä tarvikkeita

• Vaatetus: Hitsauksessa syntyvät kipinät menevät helposti vaatteiden läpi aiheuttaen reikiä tai sytyttävät vaatteet palamaan. Haljasnahkainen esiliina on hyvä hitsatessa.
• Pitkävartiset käsineet: Tavallisilla rukkasillakin homma sujuu, mutta lentävät kipinät ovat kieltämättä kivuliaita palaessaan käsineiden läpi ihon pintaan asti. Haljasnahkaiset pitkävartiset rukkaset suojaavat hyvin.
• Jalkineet: Turvajalkineet tai nahkaiset jalkineet estävät ikävien kipinöiden palamisen sandaalin tai lenkkitossun läpi iholle.
• Hitsausnaamari: Hitsausta ei voi suorittaa ilman hitsausnaamaria eli -kypärää. Avoimin tai suljetuin silmin hitsauksessa syntyvää valoa katsottaessa kehittyy melko pian "lumisokeus" joka on pirullinen ja oireilu kestää muutamia tunteja. Valokaaren UV-säteily on vaarallista, se kirjaimellisesti paistaa silmän verkkokalvoja. Lisäksi se ruskettaa ihoa tehokkaasti ja pitkän hitsauksen jälkeen iho voi alkaa rapisemaan pois, jos se on altistunut säteilylle. Se on vaarallista ja ihosyövän riski nousee moninkertaiseksi. Naamarissa on tummennettu lasi ja kypärän muoto on sellainen että se suojaa hiuksia ja korvia. Korvaan mennyt kipinä tuntuu myös ikävältä, joten tämä mahdollisuus kannattaa huomioida hitsausasennossa. Hitsausnaamareissa rahalla saa laatua. Halvimmissa kypärä ei pysy päässä halutussa asennossa. Kalleimmat kypärät helpottavat hitsausta merkittävästi, näissä automaattimaskeissa elektroniikka hoitaa lasin tummennuksen valokaaren syttyessä, jolloin kypärä voi olla jatkuvasti silmillä, lasin läpi näkee normaalisti kun ei ole valokaarta. Halvimmissa automaattisesti tummentuvissa maskeissa saattaa olla "laaduttomuutta" eli voivat olla jopa vaaraksi silmille.
• Teräsharja: Erilaiset puuvartiset teräsharjat pintojen puhdistukseen ruosteesta ym.
• Kuonahakku: Puikkohitsauksen jäljiltä syntyneen kuonan poistamiseen iskemällä teräväkärkinen vasara.
• Imuri: Hitsatessa syntyy huuruja joiden hengittäminen on vaarallista. Työkohteessa voi olla käytössä imuri tai tulee huolehtia hyvästä tuuletuksesta.

Maadoituskaapeli

"Laita se maihin." Hitsauskoneesta lähtevä "minus-, maajohto" kytketään maadoituspuristimilla hitsattavaan kappaleeseen tai kappaleisiin jotta valokaari saadaan aikaiseksi. Jos kosketus on heikko valokaarta ei synny ollenkaan tai aluksi syntyy kipinöitä. Kappaleiden pinnat kannattaa puhdistaa ruosteesta puhtaaksi hyvän kosketuksen aikaansaamiseksi. Virta- ja maakaapeli kannattaa magneettikenttien välttämiseksi pitää matkaltaan lähellä toisiaan.

Hitsattavat metallit

Ks. sivu Metallit

Ruostumattoman ja haponkestävän teräksen hitsaus

Ohuiden materiaalien hitsaaminen onnistuu parhaiten TIG-hitsauksena maks. 3 mm saakka. Paksummat materiaalit on taloudellellista hitsata esimerkiksi MIG-hitsauksena, ja sitä voi käyttää myös ohuemmissa materiaaleissa. TIG-hitsauksessa suuri lämmöntuontitarve on pääsyy sen epätaloudelliseen käyttöön, yli 3 mm:n ainevahvuuksissa, se johtaa helposti toispuoleiseen saumaan, lämmön aiheuttamiin kieroustumisiin ja reunahaavaan. Lisäksi suuriin a-mittoihin tarvitaan tällä menetelmällä useita hitsipalkoja, joten sen käyttö on epätaloudellista. Puikkohitsaus käsinhitsauksena on myös tavanomaisempi 3 mm vahvuuksista ylöspäin. Ruostumattomia puikkoja on saatavana emäs- sekä rutiilipäällysteisenä. Rutiilipäällysteisellä puikolla sulan hallinta on helpompaa, ja se soveltuu sekä tasa-, että vaihtovirtahitsauskoneelle. Emäspäällysteinen puikko ei sovellu vaihtoviralle (muuntaja). Seospuikkoja ruostumaton/rakenneteräs hitsataan esim. Avestan P5-puikolla. MIG-hitsaus ruostumattomissa ja haponkestävissä teräsksissä on puikkohitsausta nopeampi menetelmä, mutta siinä tulevat esiin monet ongelmat, kuten langan sulaminen kupariseen suuttimeen kiinni, langansyöttöongelmat ja vaikeasti irroitettavat-, sekä ulkonäköä huonontavat roiskeet, sekä hitsin a-mitan hallittavuus. Menetelmä vaatii käyttäjiltään suurempaa ammattitaitoa. Rajoitettu langansyöttökaapelin pituus, sekä raskas muu rakenne kaasupulloineen estää sen käytön massiivisemmissa/ korkeimmissa kohteissa, eikä esim. ulkona tuulisissa olosuhteisssa sen käyttö sovellu lainkaan.

• Puikon tai langan tulisi olla vähän enemmän seostettua kuin hitsattavan kappaleen perusmetallin.
• Hitsattavat pinnat kannattaa puhdistaa molemmin puolin hyvin ennen hitsausta, rasvaiset liuotinaineella. Saumaan jäävä hiili (epäpuhtaus) reagoi hitsisulassa ruostumattoman teräksen kromin kanssa ja seos ei ole enää haponkestävä. Samoin ilman happi polttaa herkästi seosaineita pois ja saumasta tulee perusainetta huonompi. Taustapuolelle voi yrittää levittää juurisuojatahnaa tai laittaa suojakaasua.

Tulenkestävän teräksen hitsaus

TIG-hitsaus on suositeltava juuri kyseiselle materiaalille tarkoitetulla lisäaineella tai hitsattavasta materiaalista leikatulla.

Valuraudan hitsaus

Esimerkiksi valurautapuikolla, Esab 92.18 nikkelipuikko 2.5mm, 55-90 Ah, kummaltakin puolen (V-railo?), pienin 1-2 cm pätkin ja pyöreäpäisellä vasaralla hitsaussaumaa venyttäen.

Hitsaussauma

Hitsi: Hitsauksen tulos eli hitsaussauma. Perusaine eli hitsattavien kappaleiden aine ja lisäaine eli hitsauksessa käytettävä puikko tai lanka sulatetaan hitsauskohtaan. Lisäaineen sulamispiste on yleensä lähes sama kuin perusaineen.

Liitosmuoto: Liitettävien kappaleiden asennosta. Nurkkaliitos eli kappaleet kulmittain, limiliitos eli kappaleet päällekkäin, päittäisliitos eli kappaleet vierekkäin, pienaliitos eli T-kirjain.

Railo: Liitettävien kappaleiden välinen tila johon hitsi tehdään.

V-railo paksuilla levyillä eli 30° kulma per kappale eli koko railo 60°
I-railo eli rako kappaleiden välissä
X-railo eli viistetty 4 puolelta
pienarailo eli T-kirjaimessa kappaleet hiukan irti toisistaan

Palko: Hitsausaineen kerralla muodostama jälki. Saumassa voi olla monia palkoja.

Tunkeuma: Sulamisalueen paksuus railon pinnasta tai kyljestä.

Hitsauksen eteneminen

Muista että hitsaaminen on tulityötä ja säännösten alaista!

Hitsaaminen on vaativaa ammattityötä ja se sisältää lukuisia pieniä kikkoja liittyen eri materiaalien hitsaamiseen ym. Hyväksi kotitarvehitsariksi MIG-/MAG- ja TIG-menetelmiin voi kohtuudella oppia asianmukaisella opastuksella ja harjoittelulla. Hitsaamisen tueksi kannattaa harkita tulityökorttia.

• Järjestys voi olla esimerkiksi seuraava:

1. Suunnitellaan järjestys.
2. Työstetään hitsattavat kappaleet määrämittoihin, muotoillaan ja puhdistetaan hitsattavat saumapinnat ja kiinnitetään tarvittaessa kappale hitsattavaan kohteeseen pihdeillä, puristimilla, heftaamalla tms. Hitsattavat kappaleet kannattaa puhdistaa hyvin teräsharjalla tai kulmahiomakoneella. Tällöin hitsaaminen on helpompaa, jälki kestävä ja siisti.
3. Hyvä työasento on, kun voidaan seistä tai istua työn ääressä tasaisella alustalla ja hitsattava kohden on selkää ja käsiä rasittamattomalla korkeudella.
4. Tarkistetaan ja valmistellaan hitsauskone hitsauskuntoon johtoineen, materiaalille sopivine lisäaineineen ja säädetään oikean suuruinen virta puikon halkaisijan (hitsausmenetelmän), hitsaussuunnan ja materiaalin vahvuuden yms. seikkojen mukaan. Tarkistetaan että ympärillä ei ole helposti syttyviä materiaaleja ja lähettyvillä on ensisammutusvälineet. Mietitään mitä tehdään jos tulipalo syttyy. Autojen kohdalla tarvittaessa puretaan sisäpuolelta sisustus riittävän laajalti irti. Huomoidaan erityiskohteet, esimerkiksi ajoneuvon polttoainetankki. Tarvittaessa pyydetään apuri tarkkailemaan tilannetta. Huolehditaan ilmanvaihdosta. Puetaan varusteet kuten maski, essu ja suojakäsineet.
5. Aloitetaan hitsaus, tarkistetaan tulos ja säädetään tarvittaessa virran määrää, ja MIG/MAG-hitsauksessa langan syöttönopeutta ja omaa työskentelynopeutta, jolla pistoolia siirretään ja sen etäisyyttä kohteesta.
   1. Ajoneuvoja tai muita helposti syttyviä materiaaleja hitsatessa täytyy purkaa syttyvät materiaalit ensin ja hitsauksen aikana käydä tarkistamassa toiselta puolen mahdollinen palaminen. Pieni tulenliekki syttyy helposti maalista, ruosteenestomaalista tai eristemateriaalista ja sammuu paineilmalla tai vedellä. Paineilmapistoolilla jäähdytys on erittäin tehokas tai apuri märän rätin kanssa. Riittävän hidas hitsaaminen lyhyitä palkoja (pätkiä) kerrallaan ehkäisee tulen syttymistä.
6. Puikolla hitsatessa saumaan syntyvä kuona kopistellaan kuonahakulla pois.
7. Annetaan hitsatun kohteen jäähtyä. Pieniä kappaleita hitsattaessa ne voi jäähdyttää vesiastiassa (huom. karkenemisvaara).
8. Hitsaamisen jälkeen suljetaan kaasupullo(t) ja huolehditaan palomääräysten vaatima 2 tuntia vähintään että hitsauspaikalla ei synny tulipaloa tai suoritetaan työ tulityötilassa. Kipinät lentävät pitkälle ja saattavat kyteä pitkään. Vakuutusyhtiö ei maksa välttämättä täyttä korvausta (esim. palaneesta autotallista), jos määräyksiä on laiminlyöty.

• Esimerkkinä metsäkärryn koura:

1. Mikä on vaurion laatu, miten korjataan?
2. Hio kaikki hitsattavat pinnat puhtaaksi maalista ja ruosteesta. Rasva on myös saatava pois hitsattavalta alueelta kokonaan. Helpoiten se lähtee esim. spraypullossa olevalla jarrupuhdistusaineella. Hiomisen voi suorittaa esimerkiksi rälläkällä jossa on "hiontalaikka". Korjattavan kohdan voi avata myös talttauspuikolla (OK 21.03), jolloin epäpuhtauden palavat pois.
3. Sovita hitsattavat osat toisiinsa oikeaan asentoon. Tarvittaessa hio/oikaise osia, jos esimerkiksi rikkoontunut osa on vääntänyt rautaa irrotessaan.
4. Valitse oikeanlainen puikko, MIG/MAG-lanka ja mahdollisesti kaasu. Säädä materiaalin paksuudesta riippuen riittävästi tehoa ja langan syöttöä.
5. Heftaa osa tukevasti kiinni muutamasta kohdin ympäri osan.
6. Hitsaa osa kiinni ja tarvittaessa myös toiselta puolelta.

Puikkohitsaus

Puikolla hitsaamista

Kutsutaan myös sähköhitsaus tai metallikaarihitsaus. Perusaineen eli hitsattavan materiaalin ja hitsauspuikon välissä palaa valokaari, joka sulattaa perusainetta ja hitsipuikkoa. Ts. puikko sulaa hitsiin puikon ympäriltä sulavan kuonan suojassa ilman hapettavalta vaikutukselta. Hitsisula jähmettyy kuonan alle, joka poistetaan myöhemmin pinnasta. Hitsipuikko lyhenee hitsatessa, aloittelevan voi olla helpompi hitsata lyhyemmällä puikolla. Harjoittelu kannattaa aloittaa jo ala-asteikäisenä, koska puikkohitsauksessa puikkoa pitää painaa koko ajan alaspäin samalla pitäen etäisyys työkappaleesta vakiona ja tämä viedään nuorena "lihasmuistiin".

Puhutaan inverttereistä ja tasasuuntaajista sekä hitsausmuuntajista. Laitteita on valovirralla tai voimavirralla toimivia, monet vuosikymmeniä vanhat hitsauskoneet painavat kymmeniä kiloja ja toimivat voimavirralla. Soveltuvat hyvin maatalouskoneiden, erinäisten tarvekalujen, rakenteiden ym. hitsaamiseen. Myös autonpeltien hitsaamiseen.

Invertteri: Pieniä ja keveitä, alle 20 kg. Tekevät siistiä saumaa vähentäen jälkitöitä ja kuluttavat vähän virtaa.

Hitsausmuuntaja: Pelkkä muuntaja, jolla hitsausvirta synnytetään. Yleensä 50 Hz:n vaihtovirtaa. Halpoja valovirtakoneita. Ei suositella, koska lähes samalla hinnalla saa edullisen invertterin. Pystyy hitsaamaan vain mustaa rautaa, ruostumattomaan voi tottumattomalta tulla reikiä saumaan.

Tasasuuntaaja: Hitsausmuuntaja, johon on liitetty tasasuuntaaja ja yleensä virran tasaimia. Entisajan luxus-koneita, mutta invertteritekniikka ajoi tästä tekniikasta ohi. Voi löytää vanhoja käyttökelpoisia hyvinkin edullisesti, eivät nimittäin ole suosiossa ison koon ja painon takia (n. 40 kg ja ylöspäin). Osa tekee hyvälaatuista hitsausvirtaa ja on siten käyttökelpoinen. Erottaa muuntajasta + ja - merkkien avulla, tai yleismittarilla. Hyvä tyhjäkäyntijännite on n. 70V, sillä puikko syttyy vaivattomasti. 30 V on vielä käyttökelpoinen, mutta sytytys menee helposti hieromiseksi.

Inverttereihin ja tasasuuntaajiin saa TIG-aloituspakettia, jolla koneen voi muuttaa TIG-koneeksi ja lisätä huomattavasti käyttökelpoisuutta. Huomaa koneen käyttösuhteet, TIG on lähes 100 % kuorma helposti.

Lisäaine

Puikkohitsauksessa lisäainetta kutsutaan puikoksi. Ohuita materiaaleja hitsatessa käytetään ohutta puikkoa ja päinvastoin. Lisäaineista löytyy hyvät taulukot yllämainittujen hitsaustuotteiden myyjien nettisivuilta.

Puikon pinoitteella on iso vaikutus kuinka se käyttäytyy ja missä asennossa sillä voi hitsata. Esim alapuoliset saumat ohuisiin levyihin ovat puikolla hyvin hankalia hitsattavia. Hyvällä MIG-koneella ne ovat kumminkin yleensä tehtävissä.

• Emäksiset puikot: Seostamattomien ja niukkaseosteisten terästen puikot ovat yleensä emäspäällysteisiä.
• Happamat puikot:
• Rutiilipuikot: Ruostumattomien terästen puikot ovat usein rutiilipäällysteisiä.

Yleisimmät lisäainepuikonhalkaisijat (sisällä olevan metallin paksuus) ovat 2.5, 3.2 ja 4.0 mm ja pituudet 350 ja 450 mm. Puikkoon on merkitty laatu eli kauppanimi ja yleensä AWS-luokkamerkintä. Esimerkiksi tavallisen seostamattoman raudan hitsaamiseen käytetään usein 48.00 ja ruostumattoman teräksen hitsaamiseen OK 61.30. Esimerkiksi ruostumattoman ohuen teräksen hitsaukseen soveltuu 1,6 mm paksu x 300 mm pitkä puikko. Hyvä puikkohitsari kykenee hitsaamaan ehkä 1,5 mm:n levyä, 2 mm on jo helpompaa. Vrt. MIG 1 mm tai 0,75 mm. TIG:llä menee 0,5 mm ja plasmahitsillä pääsee vielä ohuempiin kiinni.

Puikot eivät pidä kosteudesta! Puikkoja säilytetään huonelämpötilassa ja jos puikot ovat muovisessa kotelossa, teipataan kansi kiinni kun puikot ovat kuivia. Puikot eivät kuivu huoneen lämmössä, vaan ne pitää pistää uuniin n. 300° 2 tunniksi. Puikkopaketissa on yleensä kuivausohje, joka vaihtelee puikkotyypeittäin. Alumiinipuikko on erittäin herkkä kosteudelle. Toistuva kastuminen ja kuivaus heikentää puikon laatua.

Hitsaamisesta puikolla

• Tee aina railot!
• Hitsaus aloitetaan terävällä raapaisulla railon pinnalla. Näin on varsinkin tehtävä jos puikko ei saa kosketusta, esimerkiksi otettaessa uusi puikko käyttöön (tai jostain syystä hitsaus ei vain onnistu).
• Tämän jälkeen hitsauspuikko siirretään takaisin aloituskohtaan valokaarta venyttämättä ja lähdetään kuljettamaan hitsauspuikkoa rauhallisella liikkeellä hitsisulan leveyttä seuraamalla. Hitsauspuikkoa kuljetetaan vetävässä kulmassa. Hitsisulan perässä näkyy syntyvän kuonan raja. Se on pidettävä hitsisulan perässä. Kuonarajan etäisyyttä hitsisulasta voidaan säädellä hitsausvirralla ja hitsauspuikon kuljetuskulmalla. Valokaaren pituus on pidettävä mahdollisimman lyhyenä.
• Kun hitsauspuikko loppuu, edellisen hitsin päältä on poistettava kuona ja hitsi on puhdistettava teräsharjalla. Uusi sytytys tehdään hieman edellisen hitsin edessä, minkä jälkeen hitsauspuikko siirretään takaisinpäin edellisen hitsin päälle ja hitsausta jatketaan.
• Hitsaus lopetetaan palaamalla hieman valmiin hitsin päälle ja nostamalla puikko suoraan ylös kappaleesta.

Lähde Kemppi Hitsausaapinen ym.

MIG-hitsaus

Käytetään ei-rautametallien (alumiini, kupari, nikkeli) sekä ruostumattomien, haponkestävien ja muiden runsaasti seostettujen terästen hitsaukseen. MIG-hitsauksessa käytetään eri suojakaasua kuin MAG-hitsauksessa. Inertti suojakaasu, useimmin argon, ei juurikaan reagoi sulassa metallissa olevien aineiden kanssa.

MAG-hitsaus

Epätarkassa kuvassa näkyy MAG-hitsauskone, Esab OrigoMag C170. Vasemmalla suojakaasupuollo.

Sähköllä aikaansaatu valokaari palaa suojakaasun sisällä. Hitsauspistoolin liipasinta painettassa, kytkeytyy virta, suojakaasun syöttö kaasupullosta ja lisäaineen eli umpilangan syöttö lankarullalta. Syntyvä valokaari sulattaa hitsattavia kappaleita ja lisäainetta. Ei jätä kuonaa saumaan. MAG-hitsaus tarkoittaa hitsaamista aktiivisella suojakaasulla eli käytännössä hiilidioksiidilla tai hiilidioksiidin ja argonin seoskaasulla. Aktiivinen suojakaasu reagoi sulassa metallissa olevien aineiden kanssa. MAG-hitsaus on ensisijainen menetelmä mustien (eli ei ruostumattomien) terästen hitsaukseen. Soveltuu autonpeltien, maatalouskoneiden, erinäisten tarvekalujen, rakenteiden ym. hitsaamiseen hyvin. Esimerkiksi ruostuneiden autonpeltien korjaamisessa puikkohitsausta helpompi. Ruostumatonta terästä voi hitsata hiilidioksiidilla tai seoskaasulla, mutta saumasta ei tule ruostumaton. Yleisin ja suositeltavin hitsaustapa kotikäyttöön. Hitsaa nopeasti ja helposti kohtuullisella sauman laadulla niin paksuja, kuin ohuitakin kappaleita, rosteria jne. Migillä hitsatessa tarvitaan suojakaasua. Suojakaasupullon ja kaasun hankinta kannattaa ensin selvittää. Hitsaus ulkosalla tuulisella säällä on myös hankalaa, koska tuuli puhaltaa suojakaasun pois.

MIG/MAG-konetta hankittaessa kannattaa panostaa laatuun. Kaikkein halvimpia laitteita ostaessa helposti ostaa vain ongelmia ja hitsaaminen on nyhräämistä. Hyvällä "migillä" hitsailee ruostunutta autoa iloisesti, huonolla kyselee pitkiä hermoja. Puhuttuessa "migillä" hitsaamisesta sillä voidaan tarkoittaa MIG- tai MAG-hitsaamista.

Suojakaasu

Hitsaamisessa käytettävät lisäaineet, kuten suojakaasu, valikoidaan hitsattavan materiaalin mukaan. Kaasua on erilaisia eri hitsausmenetelmien ja materiaalien mukaan. Lisätietoa saa esimerkiksi AGA:n sivuilta ja jälleenmyyvistä liikkeistä. Suojakaasuseoksia esim. SK-18 (argon + 18 % CO2), SK-25 (argon + 25 % CO2). Esimerkiksi seostamattoman raudan hitsaamiseen yleisesti käytetty on Aga Mison 25.

Kaasupullosta tehdään yleensä vuokrasopimus esimerkiksi AGA:n tai Woikosken kanssa. Tämän jälkeen tyhjän kaasupullon voi käydä kaasua myyvissä yrityksissä vaihtamassa täyteen ja maksaa yritykselle kaasun hinnasta. Sopimuksia tekevät alan tuotteita myyvät liikkeet. Hinnoissa on neuvotteluvaraa. Woikoski täyttää vain omat pullonsa. Woikosken pulloja on esimerkiksi 20, 40 ja 50 litran kokoja.

Kaasun lisäksi tarvitaan kaasun säätöön liittyvät säätölaitteet ja mittarit. Kaasun syöttö on esimerkiksi 14 litraa/minuutti ja paine 0,8.

Lanka

Lisäaineen sulamispiste on yleensä lähes sama kuin perusaineen. Yleensä käytetään umpilankaa. Ydintäytelanka on toinen vaihtoehto. Jos käytetään rutiilitäytelankaa tulee siitä kuonaa saumaan, kun metallitäytelangalla ei kuonaa tule. On olemassa myös täytelankoja joissa ei suojakaasua tarvita, mutta sauman laatu on tällöin ala-arvoinen.

Esimerkiksi seostamattoman raudan hitsaamiseen yleisesti käytetty on Lincoln Ultramag tai OK Autrod 12.51. Lisäaineista löytyy hyvät taulukot yllämainittujen hitsaustuotteiden myyjien nettisivuilta. Esimerkiksi http://www.Lincoln.fi ja http://www.esab.fi/fi/fi/support/upload/Hitsauslisaainesuosituksia.pdf

Suutintahna

Estää roiskeiden kiinnittymisen suuttimeen.

Hitsaamisesta MIG/MAG

• Tee aina railot.
• Pyritään saamaan aikaan tasainen valokaari, jolloin on käytettävä hitsattaviin materiaaleihin ja niiden paksuuteen sopivaa hitsausjännitettä ja langansyöttönopeutta. Kummankin raudan pinta pitää sulaa. Huomioon on otettava ainakin hitsausasento, hitsauspistoolin kulma, tasainen vapaalangan pituus, tasainen hitsausnopeus ja hitsisulan muoto.
• Suurempi virta vaatii nopeampaa langansyöttöä.
• Yleensä pistoolilla tehdään työntävää liikettä eli hitsisula seuraa perässä. Pistoolin asento on yleisesti käytössä olevalla umpilangalla hitsattaessa pystysuorasta enimmillään noin 15°. Kulmia hitsatessa pistoolin asento on noin 45°. Päittäisliitoksissa pistoolin asento on kohtisuorassa. Hitsaus on erilaista jauhetäytelangoilla.

• Kaarijännite on liian pieni langansyöttönopeuteen nähden, jos
  • valokaaren ääni on voimakas
  • syntyy paljon roiskeita
  • hitsi on kapeampi ja kupu korkeampi.

• Kaarijännite on liian suuri langansyöttönopeuteen nähden, jos
  • valokaaren ääni on pehmeä
  • valokaari on pitkä
  • syntyy leveämpi ja matalampi hitsi
  • lisäaineesta irtoava pisarakoko on suuri
  • reunahaavan riski on kasvanut.

• Rätinä kun kaasu on loppu, pullon hana kiinni tai syöttö ei toimi.
• Liian hitaasti pistoolia kuljetettaessa, voi sulanut hitsi siirtyä valokaaren etupuolelle. Liian nopea kuljetus taas ei täytä riittävästi tai tunkeudu riittävän syvälle hitsattavaan kohteeseen.
• Jos pinnat ovat niin ruosteisia että mikillä ei pääse alkuun, puikolla yleensä pääsee.

Pulssihitsaus.

• Pääasiassa alumiinin ja ruostumattomien terästen hitsaukseen. Vähentää roiskeiden määrää. Ohuen pellin hitsauksessa hyödyllinen, koska reikien ja taipumien riski vähenee. Pulssihitsausvirtalähde muuttaa hitsausvirtaa nopealla rytmillä kahden arvon välillä. Virranvoimakkuuksista pienempi rittää ylläpitämään valokaaren ja suurempi virta suorittaa varsinaisen hitsauksen. Näin saavutetaan isompaa virta-arvoa vastaava hitsisulan tunkeuma ja valokaaren vakaus, mutta lämmitysteho jää vähäisemmäksi. Keskimääräinen lämmitysteho määräytyy ison virran ja pienen virran päälläoloaikojen suhteesta. Periaatteessa lämmitystehoa voitaisiin alentaa ohuiden materiaalien tarpeisiin myös käyttämällä vakiosuurta, mutta pientä virtaa. Pulssihitsaus on tätä parempi ratkaisu, koska valokaari pysyy vakaampana ja hitsisula tunkeutuu luotettavammin perusaineeseen.

Pulssihitsausta ei pidä sekoittaa AC-eli vaihtovirtahitsaukseen, jossa virran napaisuutta käännellään esim. alumiinin hitsautumista haittaavan oksidikerroksen murtamiseksi. Pulssitusta valokaaren vakauttamiseksi ja liiallisen lämmitystehon alentamiseksi voidaan käyttää sekä tasa- että vaihtovirralla hitsattaessa. Sekä pulssitus että vaihtovirtatoiminta ovat uudenaikaisissa hitsausvirtalähteissä valittavissa ja säädettävissä toisistaan riippumatta. Kaikkein kehittyneimmissä laitteissa automatiikka säätää pulssituksen hitsattavan materiaalin ja hitsilangan syöttövauhdin nojalla eikä hitsaajan tarvitse perehtyä syvällisesti sähköopillisiin käsitteisiin. Viimeksimainittua ominaisuutta valmistajat nimittävät "synergiseksi hitsausohjelmaksi".

Lähde: Kemppi.fi Hitsausaapinen ym.

TIG-hitsaus

Erityisesti ohuen ruostumattoman ja haponkestävän materiaalin hitsaamiseen. Valokaarella sulatetaan hitsattavien kappaleiden pinnat suojakaasun sisällä ja ne sulavat yhteen. Tarvittaessa voidaan käyttää lisäainetta jota syötetään käsin (1 000 mm). Valokaari palaa sulamattoman hitsauslaitteen pistoolin volframielektrodin ja työkappaleen välissä. Suojakaasuna inertti eli reagoimaton kaasu kuten puhdas Argon. TIG-hitsauksella jälki on hyvin siistiä ja varsinkin kun kohde on tarkkuutta vaativaa, pienimuotoista ja esimerkiksi ohutta ruostumatonta peltiä tai putkea. Esimerkiksi ruostumaton painevesisäiliö. TIG-hitsaus kannattaa teettää ammattilaisella. Kalusto on kalliimman puoleinen. Välttävän TIG-laitteiston saa harrastelija kasattua invertteristä ja TIG-aloituspaketista. Lisäksi tulee kaasupullon hankinta.

Hitsauksesta TIG

• Osat tulee mitata ja leikata mahdollisimman yhteensopiviksi, jolloin hitsaus on helpointa eikä lisäainetta tarvita juuri ollenkaan, kappaleet vain sulatetaan toisiinsa. Osia mitoitettaessa ei tarvitse ottaa mitään ylimääräisiä mittoja huomioon, vaan osat on leikattu hyvin, kun ne sopivat mahdollisimman tiiviisti toisiinsa ennen hitsaamista.
• Tee kappaleisiin railot ja aseta hitsattavat kappaleet toisiinsa kiinni mahdollisimman tasaisella ja pienellä raolla. Sauman kohta on syytä olla vapaa maalista ja ruosteesta yms. Railoa tehdessä yleensä saavutetaan välttävä puhtaustaso, mutta usein on syytä puhdistää sauman viereinen alue n. 20 mm leveydeltä esim kulmahiomakoneeseen kiinnitettävällä teräsharjalla. Ruostumaton teräs on yleensä valmiiksi puhdasta, mutta jos sitä joudutaan puhdistamaan, niin rautateräsharjaa ei voi käyttää, vaan ruostumatonta terasharjaa/lamellilaikkaa tms. Jos rosterin pintaan joutuu rautaa, se ruostuu ja ruostuttaa myös ruostumattoman pinnan.
• Suojaa sauma nurjalta puolelta joko juurikaasulla, juurisuojatahnalla tai esimerkiksi kuparipellillä tai palalla. Massiivinen kuparipala imee myös tehokkaasti lämpöä ja vähentää näin hitsattavan materiaalin vetelyä sekä nopeuttaa sulan jäähtymistä.
• Teroita volframipiikki teräväksi, n. 45°. Pienillä virroilla terävämpi teroituskulma. Alumiinilla pyöreäksi (alumiinin hitsaus vain AC-koneilla!). Teroitussuunta piikin suuntaan, siisti pinta.
• Hitsaa pyörittävällä liikkeellä, noin 4-7 mm etäisyydeltä. Kynä melko pystyssä. Kytkintä painaessa kaasu alkaa virrata ja valokaari sulattaa perusainetta. Kun perusaine on sopivasti sulanut, sulata saumaan hiukan lisäainetta ja liimaa lisäaine pyörittävällä pistoolin liikkeellä saumaksi, etene hiukan ja toista.
• Lopettaessa irroita painike, mutta anna lopun kaasun virrata saumaan, jotta ei synny reikää hapen vaikutuksesta. Jälkikaasu, 8-12 sekuntia yleensä riittää.

Plasmahitsaus

Erityisen hienojen hitsaustöiden suorittamiseen. Kalusto on toistaiseksi kallista ja vaadittavan jännitetason tekeminen harrastajalaitteilla menee suuremman rakentelun puolelle, joskin taitava kasaa laitteiston alta tonnilla. Suojakaasussa tarvitsee yleensä olla myös vetyä.

Plasmaleikkaus

Joitakin halpoja paineilmatoimisia plasmaleikkureita on nykyään saatavissa. Paljon mukavempaa kuin levyn rälläköinti ja voi rakentaa vaikka XY-pöydän, jolla liikuttaa leikkuupäätä.

• LinuxCNC.org Home of users of the Enhanced Machine Controller - EMC

Kaasuhitsaus

Hitsaus, polttoleikkaus, juottaminen, kuumennus. Sulahitsausmenetelmä, jossa kuumuus noin 3 200°. Yleistä putkien hitsauksessa. Tavallisesti happi (O₂) - asetyleeniliekki (C₂H₂) eli asetyleeni palaa, happi ylläpitää ja edistää palamista.

Varoituksia

• Happi yhtyy kemiallisesti muihin aineisiin, älä käytä öljyä tai rasvaa kaasuhitsausvälineiden yhteydessä, palavat räjähdysmäisesti!
• Suljetussa tilassa on huolehdittava tuuletuksesta. Jos ilmassa on asetyleenin hajua, älä käytä avotulta.
• Varmista laitteiston liitokset.
• Kiinnitä huomiota ympäristön paloturvallisuuteen. Varaa jauhesammutin lähelle.
• Takaiskussa hitsausliekki imeytyy poltinputkeen ja sammuu paukahtaen. Takatuli, kun tuli jatkaa palamista poltinputkessa ja sen tunnistaa viheltävästä äänestä, sarjasta pieniä räjähdyksiä ja suuttimesta sinkoutuvista nokihiukkasista. Takaiskua ja takatulta aiheuttaa liian pieni asetyleenin virtausnopeus sytytettäessä, liekin tukehtuminen kappaletta vasten sekä kuuma, likainen tai löysä suutin. Takaiskun sattuessa sulje nopeasti ensin polttimen asetyleenikuristin ja sitten happikuristin. Jos takatuli uusiutuu, tulee laitteet puhdistaa.
• Vuotavat liitokset tai letkuräjähdys voivat aiheuttaa letkupalon, sammuta ensin asetyleenin, sitten hapen pulloventtiilit.

Kaasuhitsausvälineet

• Kaasupullot: Tilavuus 5-50 litraa.
  • Asetyleenipullon väri on punainen. Suurin sallittu täyttöpaine on 18 bar. Määrä pullossa lasketaan kaavalla tilavuus x paine x 10. Asetyleenipulloa ei saa käyttää vaaka-asennossa, ettei asetoni pääse letkuihin. Suurin asetyleenin letkupaine on 1,5 bar.
  • Happipullon väri on harmaa. Täyttöpaine 150 tai 200 bar. Määrä pullossa lasketaan kaavalla tilavuus x paine.
• Paineenalennusventtiili: Alentaa pullojen paineen työpaineeksi ja pitää sen vakiona. Hitsauksessa ja polttoleikkauksessa työpaine asetyleenillä on 0,05-0,8 bar ja hapella 1,8-4,5 bar. Pullopaine - ja työpainemittarit. Kuristinruuvi ja säätöruuvi.
• Kaasuletkut: Asetyleeniletku on punainen ja happiletku sininen.
• Hitsauspoltin: Injektorityyppisessä polttimessa kaasut sekoittuvat injektorissa, happi imee polttokaasun mukaansa. Varren kuristimilla vaikutetaan virtausnopeuksiin ja seossuhteiseen.
  • Puhdas suutin pitää liekin halutun muotoisena ja estää takaiskua. Poltinputki, kuristimet, varsi, letkuliittimet, pikaliitin, mikseri eli injektori. Hitasuspoltinsarja sisältää eri poltinputkia sekä leikkauspolttimen.
• Takatulisuoja: Estää takatulen etenemisen letkuihin. Kiinnitetään suoraan polttimen varteen letkuliittimien pikalle tai letkuun enintään 1 m päähän polttimesta. Asetyleenin takatulisuojassa on vasenkätinen kierre.
• Takaiskusuoja: Kaasupullojen paineenalennusventtiileihin kiinnitetään takaiskusuoja estämään tulen ja vieraiden kaasujen pääsy pulloon ja sulkemaan pullo takaiskun tai letkuräjähdyksen syntyessä.
• Kaasunsytytin: Turvallisin kaasun sytyttämiseen. Kuluu sytytyskivi.
• Puhdistusneulasarja: Suuttimelle roiskeiden ja noen poistamiseen.
• Suojavälineet: Suojalasien tummuusaste valitaan hitsauskohteen mukaan. Välttämättömät.
• Tulenkestävä käsine: Pullojen vieressä tulenkestävä käsine letku- ja venttiilipalon varalta.
• Hengityssuojain: Hitsattaessa sinkittyjä tai maalattuja kappaleita tai lyijyä, sinkkiä, messinkiä sisältäviä perusaineita.

Kaasuhitsausliekkityypit

Poltinputken päässä on sydänliekki, jossa suurin osa asetyleeniä palaa. Sydänliekin ympärillä on happea sitova pelkistävä vyöhyke eli huntu. Liekin uloin vyöhyke toimii suojakaasuna estäen ilman hapen pääsyn hitsisulaan. Kuumin kohta on n. 3 mm sydänliekin edessä, kovassa liekissä hieman kauempana.

• Neutraali- eli normaaliliekki: Asetyleeniä 48 %, happea 52 %, väritön huntu, läpinäkyvä uloin vyöhyke, sydämen kärjestä n. 3 mm on n. 3 100°, teräkselle, kuparille ja pronssille.
  • Normaali liekki: Suuttimen läpi virtaava asetyleenin määrä on poltinputken arvon mukainen.
• Lievästi asetyleenivoittoinen liekki: Asetyleenin osuus on normaaliliekkiä suurempi, valaiseva asetyleenihuntu, hiilettävä liekki, valurauta, alumiini ja lyijy.
• Lievästi happivoittoinen liekki: Happea enemmän kuin asetyleenin palamiseen tarvitaan, ei huntua, messinki.
• Kova liekki: Lisäämällä kaasujen virtaamisnopeutta. Liian kova liekki irrottaa liekin suuttimen kärjestä.
• Pehmeä liekki: Pienentämällä kaasujen virtaamisnopeutta. Liian pieni saattaa aiheuttaa takaiskun polttimeen.

Hitsaus kaasulla

• Myötähitsaus: Alle 3 mm paksuisille teräslevyille. Liekki suunnataan hitsaussuuntaan, putken kärkiosa 60° kulmassa kappaleeseen. Asetyleenin kulutus 75 l/t perusaineen jokaista mm kohti. Lisäaineen paksuus on perusaineen paksuus, lisäaineen syöttökulma 60° liekin edellä.
• Silloittaminen: Kappaleet yhdistetään samaan tasoon pienillä hitsaussilloilla, jättäen väliin ilmarako, joka ohutlevyillä on yhtä suuri kuin ainevahvuus. Sillan pituus 5-7 mm, väli n. 30 x ainevahvuus. Pintasilta on lyhyt vain pintaan hitsattu silta, pituus 2-3 mm; railon hitsaus ei keskeydy tällöin sillan kohdalla, käytä pintasiltoja jos kappaletta ei liikutella silloituksen jälkeen.
• Sulatus- ja täyttövaihe:
  • Sulatusvaihe alkaa railon alussa olevasta mahdollisesta sillasta. Juurisärmät perusaineessa sulatetaan. Riittää railoon muodostuva päärynän muotoinen laajentuma. Sydänliekki pidetään railossa, mutta ei kosketeta sulaa. Lisäainelanka pidetään sulatusvaiheessa liekin suojaavan vyöhykkeen sisällä, mutta se ei saa sulaa.
  • Täyttövaihe alkaa kun on muodostunut päärynänmuotoinen laajentuma. Liekkiä siirretään hieman ylös- ja taaksepäin ja samalla lisäainelanka viedään sulan yläosan, jolloin liekki sulattaa lisäainetta ja muodostuu hitsikupu. Lisäainelanka viedään eteen- ja alaspäin ja railossa oleva laajentuma täytetään. Tämän jälkeen lisäainelankaa viedään hieman eteenpäin ja aloitetaan uusi sulatusvaihe.

Hitsausvirheitä kaasulla

• Juurivirhe: Railossa ei ollut päärynän muotoista laajentumaa. Juuren särmät eivät saa näkyä valmiissa hitsissä.
• Liitosvirhe: Kylmäjuoksu syntyy usein jatkoskohtaan, vanhan palon pää pitää sulattaa ennen uuden täyttövaihetta.
• Imuhuokonen hitsin lopetus- tai keskeytyskohdassa: Kun liekki nostetaan liian nopeasti tai huolimattomasti sulasta. Ilman liekin suojavaikutusta sula jäähtyy liian nopeasti.
• Reunahaava: Liian pienestä liikkeestä täyttövaiheen aikana tai polttimen väärä asento.
• Korkea hitsi: Liian suuresta lisäaineen syötöstä verrattuna hitsausnopeuteen.
• Vajaa hitsi: Kun täyttövaihe jää vajaaksi sulan yläosassa tai hitsasusnopeus on liian suuri.
• Toispuoleinen hitsi: Railon toispuoleisesta käytöstä.

Myöstö eli hehkutus eli myöstöhehkutus

Metallin käsittely aiheuttaa kappaleeseen lujuutta heikentäviä jännityksiä. Aiheuttaa esim. kylmämuovaus ja hitsaus. Poistetaan myöstöhehkutuksella.

• Hehkutetaan 500-650° noin 1 tunti/25 mm:n ainespaksuus.
• Jäähtymisen pitää tapahtua hyvin hitaasti uunissa tai kuivassa hiekassa, jolloin kappaleen osat jäähtyvät tasaisesti.

Muovin hitsaaminen

• Perusperiaate esim. haljenneen muoviämpärin korjaamiseen:

1. Kuumennetaan sopiva metallinen esine (esim. kolvi?) riittävän kuumaksi sulattamaan muovia.
2. "Voidellaan" sillä haljennutta kohtaa niin, että muovi sulaa ja rako menee umpeen.

Lähteet

• Esab
• Kemppi
• Wikikon kirjoittajien tietotaito