C. Hiilikaaritalttaus

Transkriptio

1 C. Hiilikaaritalttaus Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Hiilikaaritalttaus on nopea ja tehokas tapa poistaa materiaalia valukappaleesta. Talttaustapahtumassa sulatetaan materiaalia valokaarella ja syntynyt sula puhalletaan paineilmalla pois. Hiilikaaritalttaus on äänekäs ja värikäs tapahtuma. Tapahtumassa käytetty paineilma synnyttää voimakkaan äänen, ja sulatetun metallin puhaltaminen pois työstettävästä kappaleesta synnyttää voimakkaan kirkkaan valon. Kuva 152. Hiilikaaritalttausta C.1 Yleisesti hiilikaaritalttauksesta Hiilikaaritalttaus poistaa ainetta nopeasti. Tätä menetelmää käytetään valukappaleen korjauksessa sekä myös yleisesti hitsauksen juurenavauksessa (seevauksessa eli viisteen tekemisessä) jne. Kuva 153. Tarvittava laitekokonaisuus Hiilikaaritalttaus on ideaalinen tapa miltei kaikille metalleille vähäisin tai olemattomin muodonmuutoksin koska lämmöntuonti on alhainen. Talttauksessa syntynyt raju lämpötila aiheuttaa myös lämpökäsittelytarvetta. Hiilikaaritalttaus on menetelmä vältettävän ja tarpeettoman poistamiseksi, kuten hitsausvirheiden. Hiilikaaritalttauksessa palaa talttaushiilen ja työkappaleen välillä valokaari, joka paikallisesti sulattaa perusaineen Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 1

2 Talttaustulos syntyy puhaltamalla sula pois paineilmasuihkulla, joka puhaltaa pitkin talttaushiiltä talttaushiilenpitimessä olevan kosketuskappaleen kautta. Kuva 154. Hiilikaaritalttausta Kuva 155. Hiilikaaritalttausta Koska menetelmä perustuu talttauskohdan sulattamiseen ja sen puhtaasti fyysiseen pois puhaltamiseen, sopii hiilikaaritalttaus useimpien metallisten aineiden, kuten teräksen, ruostumattoman teräksen, valuraudan, nikkelin, kuparin, magnesiumin ja alumiinin talttaukseen. Hitsauksessa usein vaaditaan, että esimerkiksi päittäisliitos tai korjaushitsaus avaukseen josta on tullut reikä, täytyy hitsata myös juuren puolelta. Ennen kuin tämä voidaan tehdä, täytyy juuri avata juurivirheiden välttämiseksi. Tähän hyvä työtapa on hiilikaaritalttaus. C. 2 Tarvittava laitteisto Hiilikaaritalttaukseen tarvitaan: talttaushiilenpidin talttaushiili riittävästi paineilmaa voimakas virtalähde. Kuva 156. Hiilenpidin Kuva 157. Talttaushiiliä (Normaalit hiilet ja jatkettavat hiilet 8 x 355 mm; 9,5 x 430 mm sekä latta 16 x 5 x 305 mm) Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 2

3 C.3 Suoritustekniikka C Aloitus Laitteiden ollessa valmiit työskentelyyn aloitetaan talttaus avaamalla ensiksi paineilmaventtiili ja viemällä sitten talttaushiilen kärki työkappaletta kohti. Aloituksessa talttaushiilen tulee olla mm ulkona hiilenpitimestään. Paineen pitää olla vähintään 5 bar. Kuva 158. Hiilenpitimessä hiili kiinni liian päässä Kuva 159. Hiili oikein kiinnitettynä C.3.2 Valittavat parametrit Talttaushiilelle ilmoitettua maksimivirtaa ei saa ylittää, koska hiilen kuluminen silloin lisääntyy. Liian korkea virta havaitaan helposti, koska silloin kuparipinnoite sulaa nopeammin kuin talttaushiili. Kun kuparipäällyste on sulanut n mm talttaushiilen kärjestä lukien, virran voimakkuus on sopiva. Talttausuran muotoon vaikuttavat talttaushiilen koko, kallistuskulma, virran voimakkuus ja kuljetusnopeus. Mikäli taltataan syvempiä uria kuin yhdellä talttauskerralla saadaan, on käytettävä useampaa talttauskertaa. Uran ollessa syvempi kuin sen leveys on kuljetusnopeus ollut liian pieni. Ura pinta tulee tällöin epätasaiseksi. Talttaushiilen koko määrää ensi sijassa talttausuran leveyden, joka on yleensä 2 3 mm leveämpi kuin talttaushiilen halkaisija. Talttaushiilen virta-alueen ylärajan virta-arvoja suositellaan käytettäväksi, koska siten saadaan paras tulos aikaiseksi Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 3

4 C.4 Työn aloitus Hiilenpidintä kuljetetaan sellaisessa asennossa, että paineilmasuihku kohtaa sulan talttaushiilen kärjen ja syntyneen uran välissä. Kuva 160. Hiilikaaritalttauksen aloitus merkityssä virhekohdassa Kuva 161. Hiilikaaritalttausta Sopiva kallistuskulma on suurempi kuin º (katso alla oleva kuva 162). Jos kulma on suurempi kuin 45 º, niin paineilmalle tuottaa vaikeuksia puhaltaa sulanut aine pois. Kuva 162 Kuva 163 Kuvat 162 ja 163. Talttaushiilen kiinnityspituus, talttauskulma, hiilikaaritalttauksen työtapa sekä kuparipäällysteen ja valokaaren välinen etäisyys Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 4

5 C.5 Työskentely Jos leveämpää uraa toivotaan, voidaan tämä saada joko useammalla vierekkäisellä talttauksella tai tekemällä talttaushiilellä sivuttaisliikettä. Sivuttaisliikkeellä voidaan uran leveydeksi saada aina 4 kertaa talttaushiilen halkaisija. Haluttaessa saada syvempi ura voidaan kallistuskulmaa jyrkentää, mutta tulos ei ole yhtä hyvä kuin suosituskulmaa käytettäessä. Siksi on hyvän lopputuloksen saamiseksi tehtävä useampi talttauskerta käyttäen eri talttaushiilen kokoja (katso kuva 164). Kuva 164. Talttaushiilen koko ja sen vaikutus uran syvyyteen ja leveyteen Kuva 165. Taulukossa erikokoisten talttaushiilien, virran voimakkuuden ja talttausnopeuden vaikutuksia Talttaushiilen koko Ø mm Talttausuran syvyys mm Virran voimakkuus A Talttausnopeus m/min 3, ,65 4, ,14 6, ,92 9, ,84 3, ,65 4, ,45 6, ,17 9, ,64 12, ,43 3, ,65 6, ,83 9, ,89 12, ,61 15, , ,43 3, ,83 6, ,27 9, ,76 12, ,71 15, , ,43 25, X 0,53 Huom! Koearvot: kiinnityspituus 150 mm; kallistuskulma 45º; paine 7 bar; kaarijännite 40 V Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 5

6 Suositeltavat virta-alueet yleisesti käytetyille talttaushiilille: Kuva 165. Virta-aluetaulukko talttaushiilille Hiilen halkaisija (mm) DC hiili plusnavassa min. A DC hiili plusnavassa maks. A 3, , , , , , Latta 9, Latta C.6 Vaikutukset perusaineeseen Hiilikaaritalttauksessa tuotava suuri lämpömäärä ja nopea jäähtyminen paineilman ansoista aikaansaavat karkenevissa materiaaleissa sen, että talttausuran pintakerros karkenee. Tämä ulottuu 0,1 0,15 mm:n syvyyteen ja sulaa kokonaan myöhemmin hitsauksen aikana. On tutkittu myös riittävän suureen paineilman käyttämistä jäähdyttämään samanaikaisesti, jolloin ei syntyisi karkenemista. Pääsääntöisesti voidaan todeta, että hiilikaaritalttauksen jälkeen on tehtävä lämpökäsittely karkaistuneen pintakerroksen pehmittämiseksi, jos pinnalle tehdään koneistusta. C.7 Hiilikaaritalttausjälki Koneellisen kuljetuksen ero käsin tehtyyn on selkeä. Uran leveys ja syvyys pysyvät vakiona. Aineenpoisto on tarkkaa, ja nyrkkisääntönä voidaan pitää, että koneellisesti toteutettuna nopeus on noin viisinkertainen. Kuva 166. Mekanisoinnin kouluesimerkki: viivasuoraa jälkeä tasaisella kuljetusnopeudella metristä metriin ja kilometristä toiseen. Kuva 166. Mekanisoitu hiilikaaritalttausjälki Pekka Niemi Hiilikaaritalttaus - 6