Teknologiat

MIG/MAG-hitsaus

MIG/MAG-HITSAUS on varsin yleinen metallien hitsaukseen käytetty kaasukaarihitsausprosessi, jossa valokaari palaa metallisen lisäainelangan ja työkappaleen välillä. Langansyöttölaite syöttää lisäainelankaa tasaisella nopeudella hitsauspistoolin lävitse kohti työkappaletta, jolloin valokaaren lämpö sulattaa lisäainelangan kärjen, ja sula metalli siirtyy hitsisulaan pisaroina.

LISÄAINEEN SIIRTYMINEN langan päästä hitsisulaan voi tapahtua oikosulkusiirtymisenä tai suihkumaisena siirtymisenä. Oikosulkusiirtymisessä langan päästä hitsisulaan siirtyvä pisarat muodostavat hetkellisiä oikosulkuja (noin 30-200 kertaa sekunnissa), kun taas suihkumaisessa siirtymisessä lisäaine siirtyy pieninä pisaroina eikä oikosulkuja tapahdu . Pisarakokoon vaikuttavat erityisesti hitsausvirta ja –jännite, suojakaasu sekä perusaineen ja lisäaineen koostumus.

LYHYTKAARIHITSAUKSESSA lisäaine siirtyy langan päästä sulaan oikosulkusiirtymisenä. Hitsausvirta on tyypillisesti luokkaa 65-175 A ja hitsausjännite 15-20 V. Lyhytkaarihitsaukselle on ominaista suhteellisen kylmä hitsaustapahtuma, koska valokaari palaa vain osan ajasta. Hitsisula on pieni ja se on näin ollen hyvin hallittavissa kaikissa hitsausasennoissa sekä yhdeltä puolelta tapahtuvassa pohjapalon hitsauksessa.

SEKAKAARIHITSAUKSESSA aineensiirtymismekanismi on oikosulkusiirtymisen ja suihkumaisen siirtymisen yhdistelmä. Hitsausvirta on tyypillisesti luokkaa 180-260 A ja hitsausjännite 20-25 V. Sekakaarialueella hitsausta pyritään yleisesti välttämään sen roiskeisuuden vuoksi.

KUUMAKAARIHITSAUKSESSA aineensiirtyminen tapahtuu suihkumaisesti pisarakoon pienentyessä hitsausvirran nousun myötä. Hitsausvirta on tyypillisesti luokkaa 250-350 A ja hitsausjännite 25-38 V. Oikein säädetyllä kuumakaarella syntyy vähän roiskeita ja hitsin pinta on sileä. Työkappaleeseen siirtyy kuitenkin paljon lämpöä, mikä voi aiheuttaa vetelyitä. Lisäksi suuren hitsisulan vuoksi kuumakaarihitsaus ei sovellu pohjapalon hitsaamiseen tai asentohitsaamiseen.

PITKÄKAARIHITSAUKSESSA käytetään suojakaasuna hiilidioksidia. Hiilidioksidilla hitsattaessa aineensiirtyminen on ainakin osittain oikosulkusiirtymistä myös suurilla hitsausarvoilla, jolloin tuloksena on paljon roiskeita ja karkea hitsin pinta.

PULSSIKAARIHITSAUKSESSA aineensiirtymistä ohjataan hitsausvirran pulssituksen avulla. Pulssituksen ansiosta aineensiirtymisestä saadaan suihkumaista, vaikka keskimääräinen hitsausvirta olisikin huomattavasti kuumakaarihitsauksen arvojen alapuolella. Pulssitaajuus on tyypillisesti 20-400 Hz ja huippuvirta noin kaksi kertaa suurempi kuin jatkuvalla virralla hitsattaessa. Menetelmällä saadaan nostettua hitsausnopeutta ja hitsiaineentuottoa huomattavasti lyhytkaarihitsaukseen verrattuna, mutta vähennettyä esimerkiksi työkappaleen vetelyitä aiheuttavaa lämmöntuontia kuumakaarihitsaukseen verrattuna.

SUOJAKAASU voi olla joko aktiivinen tai inertti kaasu, ja sen tehtävänä on ensisijaisesti suojata kaaritilaa ja hitsisulaa ympäröivältä ilmalta. Suojakaasu vaikuttaa oleellisesti mm. aineensiirtymistapaan, hitsin tunkeumaan, palon muotoon ja tuottavuuteen. MIG/MAG-hitsaus jaetaan MIG- ja MAG-hitsausprosesseihin käytetyn suojakaasun perusteella.

MAG-HITSAUS on nimitys prosessille, jossa suojakaasu on aktiivinen (Metal Active Gas). Aktiivinen suojakaasu reagoi hitsisulassa olevien aineiden kanssa, ja se on tyypillisesti argonin ja hiilidioksidin, argonin ja hapen tai argonin, hapen ja hiilidioksidin seos tai puhdas hiilidioksidi. Happi ja hiilidioksidi vaikuttavat hitsausprosessin monella tavalla: Molemmat kaasut muodostavat ohuen oksidikalvon metallisulan pinnalle, mikä vakauttaa valokaarta. Lisäksi oksidikerros laskee sulan viskositeettia parantaen hitsisulan juoksevuutta ja kostutuskykyä. Hiilidioksidilla on lisäksi hitsisulan huokoisuutta vähentäviä ominaisuuksia, joiden ansiosta terästen hitsauksessa on usein eduksi käyttää seoskaasun osana mieluummin hiilidioksidia kuin happea: Hiilidioksidimolekyylit dissosioituvat (hajoavat) valokaaren suuressa lämpötilassa, mistä seuraava kaasun voimakas tilavuuden kasvu parantaa hitsisulan suojausta ympäröivältä ilmalta ja etenkin ilmassa olevalta huokosia aiheuttavalta typeltä. Hiilidioksidimolekyylit muodostuvat uudelleen hitsisulan pinnalla, mikä lämpöä luovuttavana reaktiona tekee hitsisulasta leveämmän. Näin hitsin huokoisuus vähenee kaasujen päästessä helpommin pois hitsisulasta. MAG-hitsausta käytetään yleisesti rautapohjaisten metallien, kuten hiiliterästen ja ruostumattomien terästen hitsaamisessa.

MIG-HITSAUS puolestaan on nimitys prosessille, jossa suojakaasu on inertti (Metal Inert Gas), eli se ei reagoi hitsisulassa olevien aineiden kanssa. Kaasuna on argon, helium tai näiden seos. MIG-hitsausta käytetään ei-rautapohjaisten metallien, kuten alumiinien ja kuparin hitsaamisessa.

LISÄAINELANKA MIG/MAG-hitsauksessa on umpilanka, jonka halkaisija on tyypillisesti 0,8-1,2 mm. Lisäaineena voidaan käyttää myös täytelankaa, mutta tällöin prosesseista käytetään nimitystä MIG/MAG-täytelankahitsaus.

LAITTEISTON pääkomponentit ovat virtalähde, langansyöttölaite, monitoimijohto, hitsauspistooli ja maadoituskaapeli. MIG/MAG-hitsaus soveltuu hyvin niin käsinhitsaukseen, mekanisoituun hitsaukseen kuin robotisoituunkin hitsaukseen. MIG/MAG-hitsauksesta on kehitetty eri valmistajien toimesta erikoisprosesseja, jotka esimerkiksi mahdollistavat tavanomaista pienemmän lämmöntuonnin ohutlevyjen hitsauksessa tai tuottavuuden suuren noston yhdistämällä useita lankoja samaan hitsisulaan.

MIG/MAG-HITSAUKSEEN SOVELTUVIA MATERIAALEJA ovat seostamattomat, niukkaseosteiset ja ruostumattomat teräkset sekä alumiini-, kupari- ja nikkeliseokset.

MIG/MAG-HITSAUKSEN EDUT:

  • Lisäaine ei muodosta kuonaa (ei kuonaustarvetta, kuonasulkeumien vaara vähäinen)
  • Hyvä tuottavuus
  • Hitsaus mahdollista kaikissa asennoissa
  • Edullinen lisäaine
  • Laaja hitsausarvojen säätömahdollisuus
  • Helppo mekanisoida tai automatisoida

MIG/MAG-HITSAUKSEN RAJOITUKSET:

  • Arka vedolle ja tuulelle
  • Pieni tunkeuma esim. laserhitsaukseen verrattuna

LISÄTIETOJA: KaarihitsausIonix robottihitsaussolut

IONIX tarjoaa teollisuudelle erilaisia kaarihitsaukseen liittyviä asiantuntijapalveluita prosessitesteistä kokonaisen hitsausjärjestelmän suunnitteluun. Ota yhteyttä!