TIG-hitsaus (GTAW) -prosessi ja sen toiminta

TIG-hitsaus (GTAW tai kaasuvolframi) on kaarihitsausprosessi, joka toimii korkeissa lämpötiloissa (yli 6000 Fahrenheit-astetta) sulattaakseen ja kuumentaakseen metalleja.

Se on puikkohitsausta kalliimpaa, mutta puhtaampaa ja monipuolisempaa (toimii teräkselle, alumiinille, messingille ja monille muillekin metalleille).

Menetelmällä saavutetaan myös korkealaatuisia hitsaustuloksia.

Miinuspuolena on, että laitteet ovat kalliimpia ja prosessi on hitaampi kuin muut hitsausprosessit.

Toisin kuin GMAW- tai MIG-hitsauksessa, käytetään kulumatonta (ei sula) volframielektrodia.

Elektrodi luo valokaaren, joka tuottaa tarvittavan lämmön.

TIG-poltin jäähdytetään ilmalla tai vedellä, ja prosessissa käytetään puikkomuotoista lisäainetta.

GTAW-hitsauksessa tarvitaan myös suojakaasua, kuten argonia tai heliumia, joka suojaa hitsin ilmakehältä.

Kaasuvolframikaarihitsausprosessi ei yleensä ole kaupallisesti kilpailukykyinen muiden prosessien kanssa raskaampien metallien hitsauksessa, jos ne voidaan hitsata helposti suojakaari-, uppokaari- tai kaasumetallikaarihitsausprosesseilla riittävän laadukkaasti.

Yleiskatsaus

Kaasuvolframikaarihitsaus (GTAW, gas tungsten arc welding) on prosessi, jossa metallien liitos saadaan aikaan kuumentamalla sillä valokaari volframielektrodin (ei-kuluva) ja kappaleen välillä TIG-hitsauskoneella.

Käytetään suojakaasua, tavallisesti argonia.

Normaalisti se tehdään puhtaalla volframi- tai volframiseospuikolla, mutta joskus käytetään useita elektrodeja.

Lämmitetty hitsausvyöhyke, sula metalli ja volframielektrodi suojataan ilmakehältä suojakaasupeitteellä, jota syötetään elektrodin pidikkeen kautta.

Lisämetallia voidaan lisätä tai ei. Hitsi tehdään soveltamalla valokaari siten, että kosketuksissa oleva työkappale ja lisäainemetalli sulavat ja yhdistyvät hitsausmetallin jähmettyessä.

Prosessi muistuttaa muita kaarihitsausprosesseja siinä mielessä, että lämpö tuotetaan valokaarella kulumattoman elektrodin ja työkappaleen välissä, mutta laitteet ja elektrodityyppi erottavat sen muista kaarihitsausprosesseista.

Hyötyjä ja haittoja

Hyötyjä

• Työskentelee lähes kaikille metallityypeille, joilla on korkeampi sulamispiste. Kaasuvolframikaarihitsaus on suosituin menetelmä alumiinin, ruostumattomien terästen ja nikkelipohjaisten seosten hitsaukseen. Sitä ei yleensä käytetä hyvin matalasulaville metalleille, kuten juotteille tai lyijy-, tina- tai sinkkiseoksille. Se on erityisen käyttökelpoinen yhdistettäessä alumiinia ja magnesiumia, jotka muodostavat tulenkestäviä oksideja, ja myös reaktiivisia metalleja, kuten titaania ja zirkoniumia, jotka liuottavat happea ja typpeä ja haurastuvat, jos ne altistuvat ilmalle sulatuksen aikana.
• Pistepistetarkkuus ja -ohjaus. Prosessi mahdollistaa hitsin tarkemman hallinnan kuin mikään muu kaarihitsausprosessi, koska valokaaren lämpöä ja lisäainetta ohjataan itsenäisesti.
• Hyvän näköiset hitsauspallot
• Paksuudeltaan vaihteleville metalleille, mukaan lukien hyvin ohuet metallit (ampeerilukema-alue 5-800, joka on hitsauskoneen tuottama sähkömäärä). Kaasuvolframikaarihitsausprosessi on erittäin hyvä ohuiden epäjalojen metallien yhdistämiseen, koska lämmöntuottoa voidaan hallita erinomaisesti.
• Tuottaa lujia liitoksia. Sillä saadaan aikaan huippulaatuisia hitsaussaumoja lähes kaikkiin teollisuuden käyttämiin metalleihin ja seoksiin.
• Puhdas prosessi, jossa savun, kipinöiden, roiskeiden ja savun määrä on minimaalinen.
• Hyvä näkyvyys työskenneltäessä vähäisen savun vuoksi. Näkyvyys on erinomainen, koska hitsauksen aikana ei synny savua tai höyryjä, eikä hitsauksen aikana synny kuonaa tai roiskeita, jotka on puhdistettava hitsauskertojen välillä tai valmiista hitsistä.
• Minimaalinen viimeistelytarve. Erittäin kriittisissä käyttökohteissa tai erittäin kalliita metalleja tai osia käytettäessä materiaalit on puhdistettava huolellisesti pinnan liasta, rasvasta ja oksideista ennen hitsausta.
• Työskentelee missä tahansa hitsausasennossa
• TIG-hitsauksessa on myös vähäisempi vääristymä hitsausliitoksessa keskitetyn lämpölähteen ansiosta.
• Aivan kuten happi-asetyleenihitsauksessa, lämpölähdettä ja lisäainemateriaalin lisäystä voidaan ohjata erikseen.
• Koska elektrodi on kulumaton, prosessia voidaan käyttää pelkkään sulatushitsaukseen ilman lisäainemetallin lisäystä.

Haitat

• Kirkkaampi UV-säteily verrattuna muihin hitsausprosesseihin
• Halvempi prosessi kuin kuluvan elektrodin valokaarihitsausprosessit.
• Vaatii harjoittelua
• Kalliimpi prosessi kokonaisuudessaan. Kalliita hitsaustarvikkeita (verrattuna muihin prosesseihin), koska valokaaren kulkunopeus ja hitsiaineen laskeutumisnopeudet ovat alhaisemmat kuin joillakin muilla menetelmillä. Suojakaasujen ja volframielektrodin kustannukset lisäävät hitsauksen kokonaiskustannuksia muihin prosesseihin verrattuna. Valokaaren suojaamiseen käytettävät argon ja helium ovat suhteellisen kalliita. Laitekustannukset ovat suuremmat kuin muissa prosesseissa, kuten suojakaarihitsauksessa, joka vaatii vähemmän tarkkaa ohjausta.
• Ei ole helposti siirrettävissä, paras hitsaamoon
• Sulan volframin siirtyminen elektrodista hitsiin aiheuttaa kontaminaatiota. Tuloksena syntyvä volframin sulkeuma on kova ja hauras.
• Kuumasta lisäainepuikosta ilmaan joutuminen väärillä hitsaustekniikoilla aiheuttaa hitsiaineen kontaminaatiota.

Vinkkejä

Kuten mainittiin, koska volframihitsaus toimii korkeissa lämpötiloissa, ihanteellisia metalleja ovat metallit, joilla on matala sulamispiste. Näitä ovat:

• Alumiini: käytä vaihtovirtalähdöllä ja korkeataajuusasetuksella. Pidä volframi koskematta hitsattavaan kappaleeseen kontaminaation välttämiseksi. Johtaa lämpöä. Puhdista alumiini lankaharjalla (vaikka se näyttäisi puhtaalta) alumiinioksidin poistamiseksi. Käytä korkeaa lämpöasetusta hitsausnopeuden lisäämiseksi.
• Magnesium: samanlaiset ominaisuudet kuin alumiinilla
• Kupariseokset (messinki, pronssi, kuparinikkeli, kuparialumiini, kuparialumiini, pii): käytä tasavirtaa elektrodin ollessa negatiivinen
• Ruostumattomasta teräksestä valmistettu teräs: edellyttää korkean kromiosuuden omaavan lisäainesauvan käyttöä. Käytä kaasulinssejä hitsin paremman kaasun peittävyyden saavuttamiseksi. Pidä kaasun virtaus 15 – 20 cfh:ssa.
• Hieno teräs: käytä sauvoja, joissa on hapettimia. Volframielektrodin tulisi olla 2-prosenttisesti torioitu. Puhdista teräs ennen hitsausta.

Jos TIG-hitsin halkeilua esiintyy, esilämmitä metalli 400 Fahrenheit-asteeseen. Tämä auttaa metallien supistumisessa ja laajenemisessa hitsauksen aikana.

• Työskentele turvallisuus mielessä
• Varmista, että argon- tai heliumkaasun syötössä on vähän kosteutta
• Käytä puhtaita lisäainesauvoja ja pidä hitsausalue kuivana
• Volframielektrodin valinta ja parametrit hitsausta varten ovat ohjeellisia, eivät ehdottomia
• Seuraa kaikkien materiaalin toimittajien antamia hitsauksen turvallisuusohjeistuksia. Koska volframi sisältää jonkin verran radioaktiivisuutta, hionnassa käytettävä hengityssuojainta
• Kookkaampia puikkoja on helpompi käsitellä
• Volframielektrodin tulisi olla pienin työhön tarvittava
• Pitäkää puikko ja poltin eri kulmissa
• Tuulen veto vähentää suojaavan argon- tai heliumkaasun tehokkuutta, mikä johtaa pistoreikiin hitsissä
• Korkeammat ampeerit vaativat suuremman aukon
• Jos volframi liikkuu tai heiluu hitsausprosessin aikana, se osoittaa, että volframi on lähellä kapasiteettiaan. Käytä tasapainon dig-säädintä, joka on siirretty tunkeuman puolelle.

GTAW-kaasut

• 100 % Argon (yleisin, viilein)
• 75 % Argon/25 % Helium
• 75 % Helium/25 % Argon (kuumin kaasu, korkeampi heliumprosentti voi aiheuttaa valokaaren käynnistymishäiriöitä)
• 100 % Helium (vaikeasti käynnistyvä valokaari, erittäin kuuma.)

Lue myös: Hitsauskaasusäiliöiden koot

Tietoa laitteista ja prosessista

TIG-prosessi

Tig-laitteet

TIG-hitsaus alumiinia

.