UUTISET HITSAUS GLOBAL SOLUTIONS FOR LOCAL CUSTOMERS EVERYWHERE. Hitsausuutiset 40 vuotta. 1, 2, 3... hitsaus. Kuinka QSet toimii.

Transkriptio

1 HITSAUS UUTISET GLOBAL SOLUTIONS FOR LOCAL CUSTOMERS EVERYWHERE Hitsausuutiset 40 vuotta 1, 2, 3... hitsaus Kuinka QSet toimii.

2 2 HITSAUSUUTISET NRO Hitsausuutiset täyttää 40 vuotta HITSAUS UUTISET ESABin Hitsausuutiset täyttää tänä vuonna 2007 pyöreät 40 vuotta. Toimitusjohtaja Gunnar Snellman kirjoitti ensimmäisen numeron pääkirjoituksessa vuonna 1967 mm. seuraavaa: ESABin Hitsausuutiset pyrkii välittämään lukijoilleen lähinnä käytännön hitsaustekniikkaan ja sen sovellutuksiin liittyvää tietoa. Artikkelit liittyvät usein kysymyksiin, jotka on todettu maamme konepajoissa ajankohtaisiksi ja kiinnostaviksi. Mutta on luonnollista, että myös hitsauslisäaineita sekä hitsausmenetelmiä ja -laitteita koskevat ESABin omat uutuudet saavat tarvittavan palstatilan. Lehden monipuolinen sisältö muodostuu edelleen ja tulee muodostumaan samalla tavalla eri aiheista. Esimerkkinä ajankohtaisuudesta voisi mainita viime numerossa (2/2006) olleen pienen hitsausmetallurgisen artikkelin musta/ruostumaton-eriparihitsin sulamishalkeilusta, josta tuskin kukaan oli kuullutkaan aikaisemmin. Eräässä konepajassa alkoi esiintyä tammikuussa merkillisiä halkeamia tällaisiin eripariliitoksiin. Näitä ihmeteltiin huuli pyöreänä, kunnes joku huomasi tämän lehtiartikkelin, joka oli ilmestynyt muutama päivä aikaisemmin. ESABin toimesta asia vielä vahvistettiin. Halkeilukuvatkin ja muut tiedot olivat lähes identtiset käytännön ja lehtiartikkelin kesken. JUHA LUKKARI HITSAUSUUTISET Nro 1/ vuosikerta Päätoimittaja Juha Lukkari Toimitussihteeri Tuula Virta Taitto ja painopaikka Painoprisma Oy Julkaisija OY ESAB Ruosilantie Helsinki Puh. (09) Faksi (09) Sähköpostiosoitteet etunimi.sukunimi@esab.fi Jakelu Jaetaan ilmaiseksi hitsauksesta ja leikkauksesta kiinnostuneille. Tilaukset ja osoitteenmuutokset Faksilla: OY ESAB/Hitsausuutiset, (09) tai sähköpostitse esab@esab.fi

3 HITSAUSUUTISET NRO Sisältö Hitsausmenetelmät ja -koneet Nauhahitsaus sivu 4 QSet - läpimurto hitsausteknologiassa sivu 13 Hitsauslisäaineet Uudet ruostumattomat täytelangat tulivat sivu 10 Nauhahitsausta sivu 4 Työturvallisuus Suojaan savuilta ja säteilyltä sivu 18 Käytännön hitsausmetallurgiaa Hiiliekvivalentti ja esikuumennus hitsauksessa sivu 20 Tuoteuutuuksia sivu 28 Hitsausuutisten artikkelit sivu 25 ESABin uudet www-sivut sivu 32 ESAB Baltiassa sivu 34 Läpimurto hitsausteknologiassa sivu 13 Suojaan savuilta ja säteilyiltä sivu 18

4 4 HITSAUSUUTISET NRO Nauhahitsaus Tehokas ja edullinen tapa pinnoittaa seostamatonta terästä korroosionkestävällä lisäaineella Seostamattoman/niukkaseosteisen teräksen pintaan saadaan tehokkaasti korroosionkestävä pintakerros nauhahitsauksella, johon voidaan käyttää joko jauhekaarihitsausta tai kuonahitsausta. Lankahitsaukseen verrattuna nauhahitsaus on ylivertainen menetelmä mm. pienen sekoittumisasteensa, erittäin suuren tuottavuutensa (hitsiaineentuoton) ja pinnan tasaisuutensa ansiosta. Tyypillisiä kohteita ovat mm. prosessi-, kemianja öljyteollisuuden erilaiset paineastiat ja lämmönsiirtimien putkilevyt. Uutena kohteena on viime aikoina tullut esille paksun ruostumattoman teräksen valmistaminen nauhahitsauksella, jolla pinnoitetaan seostamaton teräslevy. Tänä päivänä paksun ruostumattoman levyn saatavuus voi olla melko vaikeata ja se maksaa maltaita. Nauhahitsauksessa tehollinen palon leveys 60 mm leveällä nauhalla on n. 55 mm. Tunkeuma on riippuen menetelmästä 0,5-1,5 mm, minkä ansiosta sekoittumisaste on vain %. Hitsauksessa langalla (MIG/MAG tai jauhekaari) tunkeuma on useita millejä, jonka takia sekoittumisaste on moninkertainen, %. Nauhahitsauksessa hitsiaineentuotto on 5-35 kg/h (riippuen hitsausvirrasta sekä nauhan leveydestä ja menetelmästä), kun se lankahitsauksessa on parista kilosta vajaaseen kymmeneen kiloon tunnissa. Nauhapinnoitus tai nauhapäällehitsausta voidaan tehdä käyttäen kahta erilaista hitsausmenetelmää, jauhekaarihitsausta tai kuonahitsausta. Kummallakin on erilaiset toimintaperiaatteet ja tyypilliset ominaisuudet. Jauhekaarihitsaus perustuu nimensä mukaisesti jauhekerroksen alla piilossa nauhan ja sulan välillä palavan valokaaren tuottamaan lämpöön. Jauhekaarinauhahitsaus on Suomessa perinteellinen ja paljon käytetty menetelmä.

5 HITSAUSUUTISET NRO Jauhekaarinauhahitsauspää. Kiinni on ja pysyy. Tyypilliset parametrit jauhekaarihitsaukseen ovat: nauha: 60x0,5 mm hitsausarvot: 750 A, 28 V, 12 cm/min pinnoitusnopeus: n. 0,4 m 2 /h hitsin paksuus: n. 4-5 mm tai hitsausarvot: 750 A, 28 V, 18 cm/min pinnoitusnopeus: n. 0,6 m 2 /h hitsin paksuus: n. 2-3 mm Esimerkki: Ison lieriön sisäpuolen pinnoitus Teräs: S355 Levynpaksuus: 50 mm Halkaisija: 3 m Pituus: 5 m Pinnoite vaatimus: 316L Kerrospaksuus: min 4 mm Nauha: OK Band 309L Jauhe: OK Flux Pinnoitettava ala: 47 m 2 Puhdas hitsausaika (kaariaika): 47:0,4 = n. 120 h Kuonahitsaus perustuu puolestaan sulan kuonakerroksen läpi kulkevan sähkövirran kehittämään vastuslämpöön (ns. I 2 R), joten se on vastushitsausmenetelmä eikä kaarihitsausmenetelmä. Voimakkaasti hehkuvan ja säteilyä tuottavan kuonasulan lämpötila on n C. Jauhekaarihitsauksen etuna on, ettei se tuota voimakasta säteilyä eikä lämpöä ympäristöön eli parempi käyttäjäystävällisyys. Virtalähteeksi riittää pienempi virtalähde, koska kuonahitsauksessa virta on lähes kaksinkertainen. Kuonahitsauksen suuri etu on pienempi tunkeuma ja siitä seuraava pienempi sekoittumisaste, joka on %, kun se on jauhekaarihitsauksessa %. Pienempi sekoittuminen merkitsee, että vaadittava analyysi on mahdollista saada kuntoon vähemmillä palkokerroksilla. Kuonahitsauksen tuottavuus on myös suurempi, tosin riippuen miten sitä tarkastellaan. Yhdellä palolla saatavan hitsin korkeus vaihtelee riippuen parametreistä 2-6 mm. Molempia voidaan tehdä käyttäen työlaitteena perinteistä jauhekaarihitsaustornia, jonka vaakapuomin päähän vaihdetaan lankahitsauspään tilalle nauhahitsauspää. Nauhahitsauspää on jauhekaarihitsauspää tai kuonahitsauspää tai hitsauspää, joka soveltuu kummallekin menetelmälle. Virtalähteenä käytetään normaalia jauhekaarivirtalähdettä. Jähmettynyt kuona Päällehitsi Nauhan syöttö Sula kuona Jauhekaarihitsaus Hitsaussuunta Nauhahitsausmenetelmät. Valokaari Jauhe Kuonahitsaus Jauhesyöttö Virtasuutin Perusaine

6 6 HITSAUSUUTISET NRO Lieriön sisäpuolista pinnoitusta 90 mm leveällä jauhekaarinauhalla. Nauhahitsauksen virta- ja tuottotiedot ovat karkeasti seuraavat: Jauhekaarihitsaus: 30 mm: A ja 5-15 kg/h 60 mm: A ja kg/h 90 mm: A ja kg/h Vertailun vuoksi lankahitsaus (4,0 mm): A ja 5-11 kg/h Kuonahitsaus: 30 mm: A ja 6-15 kg/h 60 mm: A ja kg/h 90 mm: A ja kg/h Luonnollisesti nauhahitsaus edellyttää, että pinnoitettavalla kappaleella on riittävä paksuus, jotta se kestää nauhahitsauksen erittäin korkean lämmöntuonnin. Samoin pyörähdyskappaleella pitää olla riittävä halkaisija, joka riippuu ennen kaikkea nauhan leveydestä. Nauhahitsausta voidaan tehdä tasopinnoille ja pyörähdyskappaleille. Levynpaksuuden pitää olla vähintään eri nauhan leveyksillä seuraava: 30 mm: 20 mm 60 mm: 40 mm 90 mm: 80 mm Pyörähdyskappaleen aineenpaksuuden vähimmäismitat ovat: Sisäpuolinen kehän suuntainen hitsaus: 30 mm: 150 mm 60 mm: 600 mm 90 mm: 1200 mm Ulkopuolinen kehän suuntainen hitsaus: 30 mm: 125 mm 60 mm: 350 mm 90 mm: 800 mm Pyörähdyskappaleita voidaan pinnoittaa myös pituussuuntaisesti, esim. pienihalkaisijaiset yhteet. Luonnollisesti halkaisijalle on myös vähimmäismitta eri nauhan leveyksille. 30 mm leveällä nauhalla voidaan tehdä pituussuuntaista pinnoitus, kun sisähalkaisija on vähintään n. 250 mm. Nauhojen mitat ovat 30x0,5 mm, 60x0,5 mm ja 90x0,5 mm, jossa ensimmäinen luku tarkoittaa leveyttä ja jälkimmäinen luku pak-

7 HITSAUSUUTISET NRO suutta. Kummallekin menetelmälle on omat jauheensa, joita on vielä erilaisia eri tarkoituksiin. Nauhoja on kemiallisilta koostumuksiltaan erityyppisiä sekä ruostumattomia että nikkeliseoksia, joista yleisimpiä on seuraavassa luettelossa, jossa suluissa oleva merkintä on amerikkalainen lisäaineiden AWS-merkintä). 19%Cr-9%Ni (308L) 19%Cr-9%Ni-Nb (347) 19%Cr-12%Ni-3%Mo (316L) 19%Cr-14%Ni-4%Mo (317L) 24%Cr-13%Ni (309L, yliseostettu) 24%Cr-13%Ni-Nb (309LNb, yliseostettu) 22%Cr-9%Ni-3%Mo-N (2209, duplex) 65%Ni-20%Cr-9%Mo (NiCrMo3, Alloy 625) 65%Ni-23%Cr-16%Mo (NiCrMo13, Alloy 59, 254SMO-nauha ) Esabilla on laaja valikoima nauhoja, jauheita ja hitsauspäitä kumpaakin menetelmää varten. Nauhat on lueteltu seuraavan sivun taulukossa, jossa OK Bandin numerotunnus viittaa AWSmerkintöihin. Tämän aukeaman kuvissa on esimerkkejä jauhekaarinauhatsauksista. Seuraavan aukeaman taulukoihin on kerätty valikoima jauhekaari- ja kuonahitsausesimerkkejä lisäaineineen sekä hitsaus- ja analyysitietoineen. Lämmönsiirtimen päädyn jauhekaarinauhahitsausta. Lämmönsiirtimen putkilevyn jauhekaarinauhahitsausta. Kuonahitsausta nauhalla.

8 8 HITSAUSUUTISET NRO ESAB OK Band -jauhekaarihitsausnauhat 2007 Nauha AWS A5.9 EN Nauhan kemiallinen koostumus (%) C Mn Si Cr Ni Mo Nb+Ta Muu FN3) OK Band 308L EQ308L S 19 9 L 0,015 1,8 0, ,5 12 OK Band 347 EQ347 S 19 9 Nb 0,02 1,8 0,4 19,5 10,5 0,5 11 OK Band 316L EQ316L S L 0,02 1,8 0,4 18,5 13 2,9 8 OK Band 2209 EQ2209 S N L 0,02 1,6 0, ,2 N=0,16 50 OK Band 309L EQ309L S L 0,015 1,8 0,4 23,5 13,5 13 OK Band 309LNb S L Nb 0,02 2,1 0, ,5 0,8 22 OK Band 317L EQ317L S L 0,02 1,8 0, ,5 OK Band 310MoL (EQ310MoL) S N L 0,02 4,5 0, ,1 N=0,13 0 OK Band 385 EQ385 S Cu L 0,02 1,8 0, ,5 Cu=1,5 0 OK Band 309L ESW (EQ309L) 0,015 1,8 0, ,5 11 OK Band 309LNb ESW (EQ309LNb) 0,015 1,8 0, ,6 15 OK Band 309LMo ESW (EQ309LMo) 0,015 1,8 0,2 20,5 13,5 2,9 13 OK Band 430 S 17 0,04 0,7 0,4 17 OK Band NiCrMo3 ERNiCrMo 3 1) B Ni 6625 (NiCr22Mo9Nb) 2) max 0,1 max 0,5 max 0,2 22 min Fe=max 2 OK Band NiCu7 ERNiCu 7 1) B Ni 4060 (NiCu30Mn3Ti) 2) max 0,15 3 max 1,2 65 Cu=29, Ti=2, Fe=max 2 OK Band NiCr3 ERNiCr 3 1) B Ni 6082 (NiCr20Mn3Nb) 2) max 0,1 3 max 0,5 20 min 67 2,5 Fe=max 3 OK Band Ni1 ERNi 1 1) B Ni 2061 (NiTi3) 2) max 0,15 max 1,0 max 0,7 min 93 Ti=3, Fe=max 1 OK Band NiCrMo13 ERNiCrMo-13 1) B Ni 6059 (NiCr23Mo16) 2) max 0,01 max 0,5 max 0,1 23 min Fe=max 1,5 1) AWS A5.14 2) EN ISO ) FN (WRC) Jauhekaarinauhahitsaus: Yhdellä palkokerroksella haponkestävää 316L-tyyppistä pintaa (hitsiainetta) 90 mm leveällä nauhalla. Hitsiaineen hiilipitoisuus riippuu tosin myös perusaineen hiilipitoisuudesta, jos se on korkeahko, esim. n. 0,20 %, niin L-laatu ei välttämättä ole saavutettavissa. Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band 309L (11.65) Hitsausjauhe: OK Flux (Mo-seostava jauhe) Nauhan leveys (mm) Hitsausvirta, DC+ (A) Kaarijännite (V) Hitsiaineentuotto (kg/h) Hitsausnopeus (cm/min) Palkokerroksia (kpl) 1 1 Kerrospaksuus (mm) Hitsiaineen kemiallinen pääkoostumus (%) C 0,035 0,033 Cr 18,0 19,5 Ni 10,7 11,0 Mo 2,5 2,7 Jauhekaarinauhahitsaus: Yhdellä palkokerroksella haponkestävää 316L-tyyppistä pintaa (hitsiainetta) 60 mm leveällä nauhalla. Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band 309L (11.65) Hitsausjauhe: OK Flux (Mo-seostava jauhe) Nauhan leveys (mm) 60 Hitsausvirta, DC+ (A) 750 Kaarijännite (V) 28 Hitsiaineentuotto (kg/h) 12 Palkokerroksia (kpl) 1 Hitsiaineen kemiallinen pääkoostumus (%) Hitsausnopeus (cm/min) Cr 19,0 18,0 Ni 13,0 11,5 Mo 2,7 2,3

9 HITSAUSUUTISET NRO Jauhekaarinauhahitsaus: Ruostumatonta 2205-tyyppistä duplex-teräspintaa (hitsiainetta) 60 mm leveällä nauhalla. Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band 2209 (duplex-teräs) Hitsausjauhe: OK Flux Nauhan leveys (mm) 60 Hitsausvirta, DC+ (A) 750 Kaarijännite (V) 28 Hitsausnopeus (cm/min) 12 Hitsiaineentuotto (kg/h) 12 Palkokerroksia (kpl) 2 Hitsiaineen kemiallinen pääkoostumus (%) C 0,03 Cr 22 Ni 8 Mo 3 Kuonanauhahitsaus: Yhdellä palkokerroksella haponkestävää 316L-tyyppistä pintaa (hitsiainetta). Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band 309LMo Hitsausjauhe: OK Flux Nauhan leveys (mm) 60 Hitsausvirta, DC+ (A) 1250 Kaarijännite (V) 27 Hitsausnopeus (cm/min) 16 Hitsiaineentuotto (kg/h) 22 Palkokerroksia (kpl) 1 Hitsiaineen kemiallinen pääkoostumus (%) C 0,03 Cr 18 Ni 12 Mo 2,7 Jauhekaarinauhahitsaus: Ni-seos Alloy 625 -tyyppinen pinta ( 254SMO ). Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band NiCrMo3 (11.92) Hitsausjauhe: OK Flux Nauhan leveys (mm) 60 Hitsausvirta (A) 750 A Kaarijännite (V) 27 V Hitsausnopeus (cm/min) 12 Hitsiaineen kemiallinen koostumus (%) 1. kerros 2. kerros C 0,020 0,012 Si 0,15 0,16 Mn 0,99 1,11 Cr 19,0 20,7 Mo 7,4 8,2 Ni loput loput Nb 2,57 2,78 Fe 12,8 3,8 Kuonanauhahitsaus: Ni-seos Alloy 625 -tyyppinen pinta ( 254SMO ). Perusaine: Seostamaton S355-tyyppinen teräs Hitsausnauha: OK Band NiCrMo3 (11.92) Hitsausjauhe: OK Flux Nauhan leveys (mm) 60 Hitsausvirta (A) 1300 A Kaarijännite (V) 25 V Hitsausnopeus (cm/min) 24 Kerrospaksuus (mm) 4,5-5,0 Hitsiaineen kemiallinen koostumus (%) 1. kerros C 0,027 Si 0,44 Mn 0,77 Cr 19,6 Mo 8,1 Ni 61,9 Nb 2,9 Fe 6,9 JUHA LUKKARI puh. (09) tai

10 10 HITSAUSUUTISET NRO Uudet ruostumattomat täytelangat tulivat! ESABin valmistamissa täytelangoissa on tapahtunut muutos. Entisten OK Tubrod -lankojen tilalle tulivat Shield- Bright-langat, esim. OK Tubrod = Shield-Bright 316L. Shield-Bright-nimen jälkeen tuleva numero on amerikkalaisen AWSstandardin mukainen seostunnus samalla tavalla kuin OK Autrod -umpilangoissa. Hitsausominaisuuksissa on pieniä eroja. Uusien Shield-Bright-lankojen hitsausominaisuudet ovat entistä paremmat, valokaari on hyvin vakaa ja roiskeeton sekä sulan hallinta hyvä. Varsinkin kuonan irtoavuus on erinomainen. Tämän vahvistavat myös asiakkailla tehdyt koehitsaukset. Hitsausominaisuudet hiilidioksidilla ovat myös erittäin hyvät eikä eroa juuri seoskaasuun nähden ole. Vanhojen ja uusien tuotemerkkien vastaavuus on annettu oheisessa taulukossa. Uusia täytelankoja on kaksi sarjaa kuten vanhojakin: Jalkolangat (jalko- ja alapiena-asento) Shield-Bright X-tra -sarja Asentolangat (kaikki asennot) Shield-Bright -sarja Shield-Bright X-tra -langat ja vastaavat OK Tubrod 14.3X - langat eivät ole identtisiä, eikä niille saa siitä syystä identtisyystodistusta. Jos on tehty viralliset menetelmäkokeet ja hitsausohjeet, niin täytyy tehdä uudet kokeet, mutta menetelmäkoestandardin mukaan kauppanimen vaihtuessa mutta luokittelumerkinnän pysyessä samana riittää rajoitetumpi koelaajuus. Shield-Bright -langat ovat identtiset vastaavien OK Tubrod 14.2X -lankojen kanssa ja niille saa tarvittaessa ko. identtisyystodistuksen. Ruostumattomien täytelankojen tunnetut edut MAG-hitsauksessa verrattuna umpilankoihin ovat: Roiskeettomuus Helppo parametrisäätö Mustan teräksen halvat suojakaasut Hyvänmuotoiset hitsit Siisti hitsin pinta Korkeampi hitsiaineentuotto (samalla virralla)

11 HITSAUSUUTISET NRO Merkittävä etu täytelangoilla on mahdollisuus käyttää mustan teräksen MAG-hitsauksen suojakaasuja, seoskaasu M21 (Ar+15-25%CO 2 ) tai jopa puhdas CO 2. Umpilangalla hiilidioksidi aiheuttaa hitsiaineen voimakasta hiilettymistä (hiilipitoisuuden nousua), mikä heikentää korroosionkestävyyttä. Tästä syystä CO 2 :n määrä on rajoitettava n. 2 %:iin, esim. 98%Ar+2%CO 2. Täytelangan täytteen muodostama kuonakalvo ympäröi sulapisarat, jolloin sula metalli ei joudu kosketuksiin kaariatmosfäärin kanssa ja hitsiaine pysyy ns. L-laadun hitsiaineena eli max. 0,04 % C. Tämä voi olla merkittävä kustannussäästö hitsauskustannuksissa. Näillä uusilla Shield-Bright -langoilla on poikkeuksellisen hyvät hitsausominaisuudet myös hiilidioksidilla, jota yleensä suuressa maailmassa käytetään. Täytelangan haittoina ovat mm. korkeampi kilohinta ja enemmän huuruja sekä täytteestä muodostuva kuona, josta yhdessä täytteen kanssa tosin juontaa juurensa myös täytelangan hyvät puolet, ollen sekä etu että haitta. Korkeampi hitsiaineentuotto juontaa juurensa suuremmasta virtatiheydestä, koska täytelangassa ainoastaan kuori johtaa sähköä mutta umpilangassa koko poikkipinta-ala on sähköä johtava. Monien etujen ansiosta täytelankojen osuus on ruostumattoman teräksen hitsauksessa yhtä suuri kuin umpilankojen, n. 25 % kumpikin, toisin kuin mustan teräksen hitsauksessa, jossa umpilankojen osuus on ylivoimainen, yli 50 %. Shield-Bright X-tra -täytelangoilla on mahdollista tehdä hitsausta myös hieman jalkoasennosta poikkeavassa asennossa. Joskus voi esiintyä tarve hitsata lievään ylä- tai alamäkeen, mikä on mahdollista loivaan n. 30 asteen kulmaan saakka. Tuotenimien vastaavuus Jalkolangat Vanha Uusi OK Tubrod Shield-Bright X-tra L X-tra L X-tra L X-tra MoL X-tra Asentolangat Vanha Uusi OK Tubrod Shield-Bright L L L Duplex-terästen langat pysyvät edelleen OK Tubrod -lankoina: Luokittelut EN AWS/SFA A5.22 Shield-Bright (CO 2 /seoskaasu) (CO 2 /seoskaasu) Jalkolangat 308L X-tra T 19 9 L R C 3/T 19 9 L R M 3 E308LT0-1/E308LT-4 316L X-tra T L R C 3/T L R M 3 E316LT0-1/E316LT-4 309L X-tra T L R C 3/T L R M 3 E309LT0-1/E309LT-4 309MoL X-tra T L R C 3/T L R M 3 E30MoLT0-1/E309MoLT-4 Asentolangat 308L T 19 9 L P M 2 E308LT1-1/E308LT L T L P M 2 E316LT1-1/E316LT L T L P M 2 E309LT1-1/E309LT1-4 Puhtaan hitsiaineen tyypillinen kemiallinen koostumus (%) Shield-Bright C Si Mn Cr Ni Mo Jalkolangat 308L X-tra 0,02 0,9 1,4 19,6 9,9 0,1 316L X-tra 0,03 0,6 1,3 18,5 12,0 2,7 309L X-tra 0,03 0,8 1,4 24,5 12,5-309MoL X-tra 0,03 0,8 1,2 23,5 13,5 2,5 Asentolangat 308L 0,03 0,9 1,2 19,0 10,0-316L 0,03 0,6 1,3 18,5 12,0 2,7 309L 0,03 0,9 1,3 24,0 12,5 - Puhtaan hitsiaineen tyypilliset mekaaniset ominaisuudet Shield-Bright Murtolujuus Myötölujuus Murtovenymä (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) Jalkolangat 308L X-tra L X-tra L X-tra MoL X-tra Asentolangat 308L L L

12 12 HITSAUSUUTISET NRO Hitsausvirta- ja tuottotiedot Lankasarja Hitsausvirta Kaarijännite Langansyöttö Hitsiaineen-tuotto (mm) (A) (V) (m/min) (kg/h) Jalkolangat Shield-Bright X-tra 1, ,0-16,0 2,5-7,0 1, ,0-11,0 3,0-7,5 Asentolangat Shield-Bright 1, ,0-14,0 1,9-4,6 1, ,0-8,0 2,4-5,2 (Suutinetäisyys: 20 mm ja riittoisuus: 85 %) Ohessa on Sento Oy:llä tehdyistä ensimmäisistä koehitsauksista laadittu hitsausohje (WPS), jossa suojakaasuna on CO 2. Merkille pantavaa on ohjeessa, että hitsi on tehty yhdeltä puolen läpihitsauksena, mikä ei yleensä ole normaalikäytäntö tämän tyyppisillä täytelangoilla. Pohjapalon hitsauksessa arvot ovat poikkeuksellisen matalat, virta n. 90 A ja langansyöttö n. 3,5 m/min, joilla lanka palaa vielä hyvin. NDT-tarkastus antoi hitsille puhtaan hitsin paperit. Sento Oy:llä tehdyistä ensimmäisistä koehitsauksista laadittu hitsausohje (WPS). JUHA LUKKARI puh. (09) tai

13 HITSAUSUUTISET NRO QSet läpimurto hitsausteknologiassa! Lyhytkaari-MIG/MAG-hitsausta yhdestä nupista QSet on ESABin uusin MIG/ MAG-virtalähteiden innovaatio, jonka on tarkoitus muuttaa lyhytkaarihitsaus ikuisesti. Sinun tarvitsee vain painaa QSet-painiketta ja suorittaa muutaman sekunnin testihitsaus tarvitsemiesi optimaalisten lyhytkaaren parametriasetusten löytämiseksi automaattisesti! Näin säästät aikaa ja hitsauksen laatu paranee. Oikean tasapainon löytäminen langan syöttö- ja sulatusnopeuden välillä on oleellista lyhytkaarihitsauksen onnistumiselle. Tämän toteutumiseksi kaarijännitteen ja langansyöttönopeuden on vastattava toisiaan tarkasti. Ammattitaitoinen hitsaaja valitsee kaikkein lähinnä olevan asetuksen ja säätää sitten kaarijännitettä ja langansyöttönopeutta, kunnes optimaalinen asetus löytyy. Prosessi suoritetaan sen jälkeen oikeanlaisella lyhytkaaritaajuudella.

14 14 HITSAUSUUTISET NRO Hitsausvirta Welding current (A) (A) Kaarijännite Arc Voltage (V) (A) 1 2 short Oikosulkujakso circuit cycle t (sek) (sec) Pienempi Less induktanssi choke Suurempi More chokeinduktanssi t (sec) Lyhytkaaren virta- ja jännitekaavio 1. Oikosulkuaika Oikosulkuvaiheen aikana virta nousee ja kaarijännite laskee hyvin pieneksi. Pienempi induktanssi saa aikaan korkean oikosulkutaajuuden ja lyhyemmän kaariajan, jolloin tuloksena on kylmempi hitsisula. Suurempi induktanssi saa aikaan matalan oikosulkutaajuuden ja pidemmän kaariajan, jolloin tuloksena on kuumempi hitsisula. 2. Kaariaika Heti pisaran irrottua valokaari syttyy uudelleen ja langan pää kuumenee, jolloin muodostuu uusi pisara. Virta laskee ja kaarijännite kasvaa seuraavaan oikosulkuun asti. Kuumempi valokaari Warmer arc Kylmempi valokaari Cooler arc 10% 90% 40% 60% QSet-toiminnon avulla kaariajan ja oikosulkuajan suhteen voi säätää niin, että saadaan aikaan kuumempi valokaari, vaikka oikosulkutaajuus pysyy samana. Tämä menettely toistetaan eri hitsausasentojen, materiaalin paksuuksien, lankatyyppien tai suojakaasujen yhteydessä, sillä ne vaikuttavat oikosulkutaajuuteen. Oikosulkutaajuuteen vaikuttavat myös vapaalangan pituus ja induktanssiasetus. Induktanssiasetus vaikuttaa puolestaan hitsausenergiaan yhdessä kaarijännitteen ja langansyöttönopeuden kanssa. Mitä suurempi induktanssi on pitkässä kaariajassa, sitä matalampi oikosulkutaajuus ja suurempi hitsausenergia. Pienemmän induktanssin tuloksena on sen sijaan lyhyt kaariaika, korkea oikosulkutaajuus ja pienempi hitsausenergia. QSet ESABin uusin älykkään digitaalisen hitsauksen innovaatio Moderni elektroniikka mahdollistaa sen, että insinöörit voivat suunnitella ohjelman, joka tukee hitsaajia hitsausprosessin hallitsemisessa. Entuudestaan ovat tunnettuja prosessiparametrien optimaalisten asetusten tallentamiseen ja hakemiseen tarkoitetut laajat muistitoiminnot. QSet on ESABin uusin älykkään digitaalisen hitsauksen innovaatio.

15 HITSAUSUUTISET NRO QSet-toiminnolla varustettu kone valitsee automaattisesti yhdellä ainoalla napin painalluksella koneeseen asennetulle kaasu/lankayhdistelmälle optimaalisen oikosulkutaajuuden, joka ei muutu, kun hitsaaja muuttaa langansyöttönopeuden sovelluksen edellyttämälle tasolle. Testihitsaukseen kuluu vain muutama sekunti. Sama menettely toistetaan langan tyyppiä tai halkaisijaa tai suojakaasua muutettaessa, ja kone löytää uudelleen optimaalisen valokaariasetuksen. Se ei voisi olla enää helpompaa! Hitsaajat säästävät automaattisen valokaariasetuksen johdosta aikaa ja voivat keskittää kaiken energiansa ja taitonsa täydellisen hitsin tekemiseen. Aikaa säästyy myös jälkipuhdistuksessa parhaidenkin hitsaajien kirous! koska ideaalinen valokaariasetus vähentää roiskeet absoluuttiseen minimiin. ESAB on ottanut QSet-toiminnon käyttöön kätevässä MA23a-paneelilla varustetussa 300 A:n Origo Mig C3000i -hitsauskoneessa ja MA23a-paneelilla varustetussa Origo Mig L3000i -hitsauskoneessa, jossa on erillinen Origo Feed L3004 -langansyöttöyksikkö. Vaihe 3 Muuta langansyöttönopeutta aina tarpeen mukaan hitsauksen aikana tai hitsauksen välissä. Kun railon muoto, materiaalin paksuus tai hitsausasento edellyttävät eri langansyöttönopeutta, optimaaliset parametrit säilytetään ja näin varmistetaan vakaa lyhytkaari laadulliseen hitsaukseen. Jatka vain hitsausta! QSet pitää lyhytkaarihitsauksen vakaana myös vapaalangan pituuden vaihtuessa, kun työkappale muuttuu. Tämä helpottaa esimerkiksi terävien nurkkien hitsaamista. 1,2,3... hitsaus Seuraavassa on selitetty QSet-toiminnon käyttö kolmessa eri vaiheessa: Vaihe 1 Tee testihitsaus millä tahansa langansyöttönopeudella. Tee testihitsaus heti, kun koneeseen on kytketty virta, tai heti langan tai kaasun vaihdon jälkeen. Jatka hitsausta, kunnes valokaari on muodostunut. QSet etsii valitun lanka/kaasuyhdistelmän optimaaliset asetukset ja alkaa käyttää niitä pari sekuntia valokaaren muodostumisen jälkeen. Vaihe 2 Säädä langansyöttönopeuden arvo railotyypille, materiaalin paksuudelle ja työkappaleen sijainnille sopivaksi. QSet säilyttää optimaalisen lyhytkaariasetuksen, ja hitsaus voi alkaa välittömästi. Jos langansyöttönopeuden asetus on jo etukäteen tiedossa, sen voi asettaa suoraan.

16 16 HITSAUSUUTISET NRO Kuinka se toimii? Virtalähteiden digitaalinen vallankumous alkoi vuonna 1986, kun ESAB otti ensimmäisenä käyttöön mikrotietokoneet hitsausprosessin hallinnassa. Nämä ohjausjärjestelmät ovat kehittyneet yli 20 vuodessa, ja ne toimivat tänään QSet-toiminnon perustana. Vakaassa lyhytkaariprosessissa oikosulkuajan ja kaariajan suhde on suhteellisen kapealla alueella. Jos prosessinohjaus säilyttää suhteen tällä alueella, hitsausprosessi pysyy vakaana, ja tuloksena on optimaalinen hitsausjälki. Juuri näin QSet tekee. Se mittaa ja ohjaa jatkuvasti oikosulkuja ja sovittaa jännitteen sen mukaisesti. QSet-toiminnon ei myöskään tarvitse tietää etukäteen muita tietoja, kuten langan tyyppiä ja halkaisijaa, suojakaasua, vapaalangan pituutta tai muita lyhytkaareen liittyviä edellytyksiä. Sen tarvitsee vain suorittaa testihitsaus optimaalisen oikosulkusuhteen selville saamiseksi ja ohjata sitten lyhytkaariprosessia digitaalisesti. QSet-toimintoa voi kuvata myös toisin. Kuvittele esimerkiksi suorittavasi vakaata hitsausprosessia ja lisääväsi sitten langansyöttönopeutta. Oikosulkujen kesto pitenee ja siten myös oikosulkusuhde (oikosulkuaika vs. kaariaika) kasvaa. Tämän johdosta ohjaus lisää keskimääräistä jännitettä ja pienentää siten oikosulkusuhdetta. Kuumakaarialue QSet on mullistava kehitysaskel lyhytkaarihitsauksessa, mutta sen automaattista jännitteen ohjausta voi myös hyödyntää kuumakaarialueella. Sen edellytyksenä on kuitenkin, että jännitteen asetus on säädettävä lähes maksimiin. Induktanssin käyttäminen QSettoiminnon kanssa Kuumempi tai kylmempi valokaari edellyttää kaariajan ja oikosulkuajan eri suhdetta. Tämän suhteen voi säätää kiertämällä QSetnuppia (kuva 3). Kiertämällä nuppia myötäpäivään kaariaika pitenee ja oikosulkuaika lyhenee, jonka tuloksena on kuumempi valokaari. Nupin kiertämisellä vastapäivään on päinvastainen vaikutus, ja valokaari kylmenee. Sen lisäksi, että valokaarta voi muuttaa kylmemmäksi tai kuumemmaksi, myös induktanssia on mahdollista säätää, kuten aiemmin on selitetty. Koneissa ei ole oikeaa induktanssia, mutta niissä voidaan silti suorittaa lähes portaaton säätö. Tavanomaiseen laitteeseen verrattuna QSet-toiminnon ja induktanssisäädön yhdistelmä sallii parametriasetusten hienosäätämisen, ja yhdistelmän avulla voidaan saavuttaa parhain mahdollinen lopputulos lyhytkaaritilassa. QSet -toiminnon edut yhteenveto Helpon valokaaren asetuksen lisäksi QSet tarjoaa seuraavat edut: Yksi säätönuppi. Kun QSet on löytänyt optimaaliset asetukset testihitsauksen avulla, kaaritehon säätämiseksi muuttuviin hitsauskohteisiin ja -asentoihin sopivaksi tarvitaan vain yksi nuppi. Ei synergialinjoja. Hitsaajan ei tarvitse tuhlata aikaa ensisijaisten tietojen, kuten langan tyypin ja halkaisijan ja suojakaasun, ohjelmointiin ja kirjoittamiseen. Erittäin vakaa valokaari. QSet löytää aina vakaimman valokaaren kaikissa olosuhteissa. Vapaalangan vaihtelut. QSet-toiminnon avulla hitsaaja pystyy suoriutumaan helpommin työkappaleen muodoista aiheutuvista sijainnin muutoksista ja vapaalangan pituusvaihteluista. Vähemmän roiskeita. Valokaariasetuksen automaattisen säädön ja vakaan lyhytkaaren ansiosta syntyy vähemmän roiskeita. Tämä vähentää jälkipuhdistuksen tarvetta. Artikkeli on käännös ESABin kansainvälisen asiakaslehden Svetsaren No : ssa olleesta artikkelista. Lisätietoja antavat Juha Hurtta, puh. (09) tai , sekä ESAB-jälleenmyyjät kautta maan.

17 HITSAUSUUTISET NRO ESAB Digitrade helppokäyttöinen ja joustava tapa tehdä tilaukset ESAB tarjoaa sopimusasiakkailleen mahdollisuuden kätevään webpohjaiseen online-digitrade-tilausjärjestelmään. Digitraden käyttö kasvaa jatkuvasti ja erityisen suosittua sen käyttö on ESABin jälleenmyyjien ja huoltoliikkeiden keskuudessa: kaikista jälleenmyyjien tilausriveistä jo yli 75% tehdään Digitraden kautta! Suosio on kasvussa myös suoraasiakkaiden keskuudessa. Syykin on selvä Digitrade-tilausjärjestelmän edut asiakkaille ovat ilmeiset. Paljon elämää helpottavia etuja Tilaus tehdään suoraan asiakkaan omalla tietokoneella. Tilausten teko on mahdollista aina eikä ole sidottu tilauskeskuksen aukioloaikoihin. Digitrade on yksinkertainen ja helppo käyttää. Tilaus voidaan siirtää asiakkaan omasta ostotilausjärjestelmästä tiedostona Digitradeen, mikä säästää huomattavasti aikaa. Riippumaton tilauskeskuksen mahdollisista ruuhka-ajoista. Ei odotusaikoja. Digitrade näyttää kaikki asiakkaan auki olevat tilaukset. Tämä on tärkeää esimerkiksi, kun tilaajia on useampia. Digitrade näyttää kaikki jälkitoimitukset. Digitrade näyttää tuotteen asiakaskohtaisen hinnan, tuotteen saatavuuden ja toimitusajan. Tilauksen rekisteröidyttyä lähetetään automaattisesti tilausvahvistus asiakkaan faksiin tai sähköpostiin. Digitraden hakutoiminnon avulla oikea tuotenumero löytyy aina ja saadaan varmasti oikea tuote. Ostojen keskittäminen ja Digitrade lyömätön yhdistelmä Ahlsell Oy Koneet ja Työkalut on keskittänyt hitsauksen ostonsa ESABille. Toimittajien ja rinnakkaistuotteiden määrän vähentäminen merkitsee suoraa säästöä varastoarvojen lisäksi myös nopeutuneena ja helpottuneena tilaustyönä ja toimitusten valvontana. Kun tilaamme Digitraden kautta, hyödymme lisäksi kaikista sen lukuisista eduista perinteiseen puhelin- tai faksitilaamiseen verrattuna, kertoo Kari Vesterinen, myyntipäällikkö Teollisuus Etelä-Suomi. Tänään yritys on jopa keskittänyt useiden ympäri maata sijaitsevien toimipisteidensä tilaustoiminnan yhteen paikkaan. Hitsaustuotteet tilataan ESABilta tietysti Digitraden kautta. Kuinka toimia? Kun olet ESABin asiakas, Digitrade-asiakkuutesi etenee seuraavasti: Soita tilauspalvelukeskukseemme Maija-Liisa Hahlille, puh. (09) tai Saat allekirjoitettavaksi Digitrade-sopimuksen, jonka palautat meille takaisin. Saatuamme allekirjoitetun sopimuksesi lähetämme sinulle käyttäjätunnuksen, salasanan ja järjestelmän käyttöohjeen. Ja sitten vaan tuotteita tilaamaan.

18 18 HITSAUSUUTISET NRO Suojaan savuilta ja säteilyltä Hitsauksessa on NM 18 -kiukaan runkoja. Hitsaaja Jarno Koivisto käyttää ESAB Air 160 -raitisilmapuhallinta ja Albatross hitsausmaskia, jossa ilma tuodaan naamarin sivuilta. Narvi-tuotteet suunnitellaan ja valmistetaan hitsaamalla Suomessa. Narvi vie suomalaista saunakulttuuria tuotteillaan eri puolille maailmaa. Narvi on tuotemerkki, joka tunnetaan ja johon on vuosien varrella totuttu luottamaan. Vuosikymmenien kokemus kiukaan valmistuksessa on kasvattanut narvilaisista suomalaisen saunomisen asiantuntijajoukon. Yritys tutkii yhdessä asiantuntijoiden kanssa puun palamista ja siitä syntyvää lämpöä suuremman hyötysuhteen saavuttamiseksi. Muotoilun ja teknisten ratkaisujen avulla on puunkulutus ja päästöarvot saatu merkittävästi alhaisemmaksi. Narvi Oy perustettiin Tuotannon se aloitti valmistamalla kymmenysvaakoja, lapin salpoja sekä lukituskahvoja. Tänä päivänä päätuotteita ovat varmasti kaikkien tuntemien Narvi sähkö- ja puukiukaiden lisäksi myös hormit, takat, liedet sekä savustimet. Työntekijöitä yrityksessä on 54 henkeä, joista hitsaajia 12. Liikevaihto oli vuonna 2006 noin 6 miljoonaa euroa. Kun puhutaan tuotteesta, joka on saunan sydän, on selvää, että iso osa tuotannosta jää kotimaahan. Vientiin menee noin 1/3 lähinnä Keski Eurooppaan, Venäjälle ja Baltiaan sekä myös mm. Australiaan. Hitsaussavut Hitsaussavu on erilaisten kaasujen ja huurujen seos. Suurin osa huuruista on peräisin hitsauslisäaineesta, luokkaa 90-95%. Hitsausprosessi vaikuttaa myös kaasumaisten epäpuhtauksien, esimerkiksi hiilimonoksidin (häkä), typen oksidien ja otsonin syntymiseen. Perusaineen pinnoite, kuten maali-, muovi- tai sinkkipinnoite voivat tuottaa myös runsaasti haitallisia huuruja ja kaasuja.

19 HITSAUSUUTISET NRO Hitsaussavujen ja erityisesti huurujen hengittäminen voi aiheuttaa tilapäisiä hengityselinten ärsytysoireita. Jotkut huurujen sisältämät metallit voivat lisäksi aiheuttaa monia erilaisia pitkäaikaisia haitallisia terveysvaikutuksia. Sairaspoissaolot vähentyneet selvästi Narvi Oy:ssä hitsaajat on suojattu raitisilma/ naamariyhdistelmällä ESAB Air 160 -raitisilmapuhallin sekä Albatross- tai Eye-Tech naamari, joista jälkimmäinen automaattisesti tummentuva välillä DIN Sama Air 160 -raitisilmapuhallin soveltuu ja on hyväksytty molempiin hitsausnaamarivaihtoehtoihin. Raitisilmapuhallin ehkäisee esimerkiksi astman puhkeamista, joka on melko yleinen vaiva pitkän uran tehneillä hitsareilla. Sairaspoissaolot ovatkin vähentyneet merkittävästi raitisilmapuhaltimien käyttöönoton jälkeen, toteavat tuotantopäällikkö Sami Latva- Risku sekä työnjohtaja Mauri Leino. Raitista ilmaa koko päiväksi ESABin Air 160 -raitisilmapuhallin on pienen kokonsa lisäksi ergonomisesti muotoiltu ja kevyt. Sen ilmamäärä 160 litraa minuutissa on juuri optimaalinen hitsauskäyttöön. Helpot suodattimen vaihdot sekä pehmeä tukivyö vain lisäävät sen käyttömukavuutta. Eye-Tech 5-13, automaattisesti tummuva hitsausnaamari, tuo hitsarille lisää viihtyvyyttä ja parantaa tuottavuutta. Samaa naamaria voi hitsauksen lisäksi käyttää myös hiontatyössä naamaria tai sen luukkua nostamatta. Tämä on mahdollista naamarissa olevan ns. hiontatoiminnon ansiosta. Naamari suojaa hyvin koko kasvoja, myös sivuilta. Lisäksi pääpannassa on viisi käyttömukavuutta parantavaa säätöä. Vähäpäästöisempi ja ympäristöystävällisempi kiuas Narvi Greenline. Hitsaaja Jari Juntunen käyttää ESAB Air 160 -raitisilmapuhallinta ja Eye-Tech automaattinaamaria. Hiontatoiminto on myös ahkerasti käytössä. Syntymässä Löylymestari ja Royal-kiukaiden tuliputkisto. Sairaspoissaolot ovat selvästi vähentyneet raitisilmapuhaltimien käyttöönoton jälkeen toteavat tuotantopäällikkö Sami Latva- Risku sekä työnjohtaja Mauri Leino. JYRKI RAUTIO puh. (09) tai

20 20 HITSAUSUUTISET NRO Käytännön hitsausmetallurgiaa Hiiliekvivalentti ja esikuumennus hitsauksessa Hiiliekvivalentti lienee tuttu termi monelle, jotka ovat tekemisessä hitsauksen kanssa. Sen avulla voidaan arvioida terästen hitsattavuutta ja esikuumennusta. Vetyhalkeamia hitsin alueella. Hiiliekvivalenttikäsitteen ja kaavan sen laskemiseksi Dearden ja O`Neill esittivät ensimmäistä kertaa jo 1940, joten se saavutti eläkeiän jo viime vuonna. Mutta joutaako se eläkkeelle vielä? Ei suinkaan, vaan sitä tarvitaan edelleen hitsausmetallurgiassa ja terästen hitsattavuustarkasteluissa. Hiiliekvivalentti on teräksen kemiallisesta koostumuksesta laskettava lukuarvo, joka kuvaa teräksen karkenevuutta (so. karkenemistaipumusta). Kansainvälinen hitsausjärjestö IIW (International Institute of Welding) otti hiiliekvivalenttikaavan käyttöön Se poikkesi hieman alkuperäisestä. Kaava tunnetaan nimellä IIW:n kaava, jossa on eri karkenevuutta lisäävien seosaineiden vaikutukset otettu huomioon seuraavalla tavalla. Mn Cr+Mo+V Ni+Cu CE (%) = C Kaavasta huomataan, että hiili (C) on voimakkaimmin karkenevuutta lisäävä seosaine teräksessä, koska sen alapuolella ei ole jakajaa. Karenneen mikrorakenteen eli martensiitin kovuus riippuu myös hiilipitoisuuden suuruudesta. Mitä korkeampi hiilipitoisuus, sitä suurempi kovuus. Usein esitetty hyvän hitsattavuuden raja ilmaistuna CE:n arvolla 0,40 %. Lyhenteitä on useita: C-ekv, C ekv, Ceq, CE- IIW, CE IIW, CEV ja CE, joista viimeksi mainittu lienee nykyään yleisimmässä käytössä. CE tulee englanninkielisistä sanoista Carbon Equivalent. Eurooppalainen hitsaussuositusten standardisarjan osat SFS-EN ja käyttävät myös ylläolevaa kaavaa ja tunnusta CE. Tämä kaava ei ole suinkaan ainoa kaava maailmalla, vaan niitä on toisistaan enemmän tai vähemmän poikkeavia kaavoja lähes parikymmentä, joista jokaisella on omat puolustajansa. Kaavat eroavat toisistaan määrittämisperusteiden ja soveltamisalan sekä kaavassa olevien seosaineiden painotusten suhteen. Koska teräksen karkenevuus liittyy läheisesti hitsattavuuteen, hiiliekvivalenttia käytetään terästen hitsattavuuden arviointiin, koska se kuvaa karkenemisalttiuden kautta epäsuorasti myös teräksen vetyhalkeilutaipumusta. Itse karkeneminen riippuu karkenemistaipumuksen lisäksi myös jäähtymisnopeudesta. Mitä nopeammin hitsi jäähtyy, sitä helpommin se karkenee. Karkenevien terästen, so. seostamattomien ja niukkaseosteisten terästen, tärkein hitsattavuusongelma on vety- eli kylmähalkeilutaipumus, joka kasvaa karkenevuuden myötä. Vetyhalkeilun yksi päätekijä on juuri kova ja hauras mikrorakenne, jollainen karennut martensiittinen rakenne on.

21 HITSAUSUUTISET NRO Tunnetut vetyhalkeilun syntytekijät ovat: Mikrorakennetekijä: syntyy kova ja hauras martensiittinen rakenne Vetytekijä: hitsiin liukenee vetyä aiheuttaen vetyhaurautta Jännitystekijä: hitsiin syntyy jännitystila ja vetojännityksiä Hitsausliitosten vetyhalkeilukäyttäytymiseen vaikuttavat perusaineen ja hitsiaineen kemiallinen koostumus, aineenpaksuus, hitsiaineen vetypitoisuus, lämmöntuonti ja jännitystila. Suuri seosainepitoisuus, aineenpaksuus ja vetypitoisuus lisäävät vetyhalkeiluriskiä, kun taas lämmöntuonnin suurentaminen puolestaan pienentää sitä. Vetyhalkeilun estämistoimenpiteet tähtäävät eri syytekijöiden pienentämiseen tai eliminointiin: Karkenemisen estäminen: Riittävän suuri lämmöntuonti Esikuumennuksen käyttäminen Vetypitoisuuden pienentäminen: Riittävän niukkavetyinen hitsausmenetelmä/lisäaine sekä lisäaineiden asianmukainen varastointi ja uudelleenkuivaus Esikuumennus ja välipalkolämpötila Yleinen puhtaus Jännitysten pienentäminen: Alilujan lisäaineen käyttäminen (jos mahdollista) Seuraavassa taulukossa on esitetty hiukan parannetut hitsaussuositukset, joissa on mukana myös yksinkertaisessa muodossa myös vetypitoisuus ja aineenpaksuus. Esikuumennuksen määrittäminen hiiliekvivalentin avulla. Hiiliekvivalentti Esikuumennus ja muita toimenpiteitä CE-IIW (%) ( C) < 0,40 Yleensä ei esikuumennusta. Esikuumennusta saatetaan tarvita,jos ainepaksuus suuri, vetypitoisuus korkea ja jännitykset suuria. 0,40-0,50 Yleensä ei esikuumennusta ohuilla ainepaksuuksilla ja niukkavetyisillä lisäaineilla. Suuret ainepaksuudet tarvitsevat esikuumennusta ja niukkavetyiset lisäaineet. > 0,50 Esikuumennus ja niukkavetyiset lisäaineet. Mahdollisesti vielä jälkikuumennus (vedynpoistokuumennus) Eurooppalainen hitsaussuositusten standardisarjan toinen osa SFS-EN käsittelee ferriittisten (so. seostamattomien ja niukkaseosteisten) terästen hitsausta. Laajin osuus standardissa on esikuumennuksella ja sen määrittämisellä hitsausta varten. Standardissa on kaksi toisistaan poikkeavaa tapaa esikuumennuksen määrittämistä varten, joita kutsutaan yksinkertaisesti tapa A ( englantilainen ) ja tapa B ( saksalainen ). Tämä standardi sisältyy osana eurooppalaisten metallisten materiaalien hitsaussuositusten standardisarjaan. SFS-Käsikirja 66-5: Hitsaussuositukset Jo hyvin aikaisin alettiin määrittämään esikuumennustarvetta hiiliekvivalentin avulla. Luonnollisesti tällainen määrittäminen jää aina hieman puutteelliseksi, koska siinä ei ole muita halkeilun syytekijöitä mukana, vaan yleensä vain kemiallinen koostumus hiiliekvivalentin muodossa. Ensimmäisiä tällaisia yhteyksiä on annettu allaolevassa taulukossa. Esikuumennuksen määrittäminen hiiliekvivalentin avulla. Halkeama Jännitystekijä Vetytekijä Hiiliekvivalentti Esikuumennus CE-IIW (%) ( C) < 0,45 < 100 0,45-0, > 0, Mikrorakennetekijä Vetyhalkeama on kolmen tekijän summa.

22 22 HITSAUSUUTISET NRO Yhdistetty paksuus (mm) ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Lämmöntuonti (kj/mm) Esikuumennus ( o C) Vetyasteikko A B C D E Hiiliekvivalentti 0,41 0,43 0,45 0,50 0,52 Esikuumennuksen määrittäminen SFS-EN käyrästön mukaisesti. Esimerkit 1 ja Yhdistetty paksuus (mm) Esikuumennus ( o C) Työtunnin hinta: Langanhalkaisija: 1,0 mm Langanhalkaisija: 1,2 mm ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Lämmöntuonti (kj/mm) Vetyasteikko A B Langansyöttönopeus C D E(m/min) Hiiliekvivalentti 0,34 0,39 0,41 0,46 0,48 Tapa A perustuu käyrästöihin, joita on 12 käyrästöä ja joiden avulla voidaan määrittää esikuumennus. Käyrästöissä on mukana: Perusaineen koostumuksesta laskettu hiiliekvivalentti CE (%) Hitsiaineen vetypitoisuus HD (ml/100 g) Yhdistetty aineenpaksuus s (mm) Lämmöntuonti Q (kj/mm) Esimerkki 1. Viereisen kuvan mukaan teräksen S355 (CE = 0,45 %) hitsauksessa käyttäen lisäainetta, jonka vetyasteikko on C (5-10 ml/100 g), ei tarvita esikuumennusta, jos lämmöntuonti on vähintään 1,0 kj/mm ja päittäisliitoksen yhdistetty aineenpaksuus ei ylitä n. 50 mm eli yhden levynpaksuus ei ylitä n. 25 mm. Esimerkki 2. Jos lämmöntuonti kaksinkertaistetaan arvoon 2 kj/mm, esikuumennusta tarvitaan vasta levynpaksuudesta n. 45 mm lähtien. Tässä tapauksessa lämmöntuonnin kaksinkertaistaminen lähes kaksinkertaistaa myös ilman esikuumennusta hitsattavan levynpaksuuden. Esimerkki 3. Jos esimerkissä 1 käytetäänkin erittäin niukkavetyistä lisäainetta (vetyasteikko D: 3-5 ml/100 g) eli puolitetaan vetypitoisuus, ilman esikuumennusta hitsattava yhdistetty levynpaksuus myös suurin piirtein kaksinkertaistuu arvoon n. 37 mm, alempi kuva vieressä. Standardissa hiiliekvivalentin kaava on sama kuin alussa esitettiin eli IIW:n kaava. Pätevyysalue on seuraava: 0,05-0,25%C, max 0,8%Si, max 1,7%Mn, max 0,9%Cr, max 1,0%Cu, max 2,5%Ni, max 0,75%Mo ja max 0,20%V. Pätevyysalue kattaa hyvinkin useimmat seostamat- tomat ja niukkaseosteiset teräkset. Standardissa on myös ohjeita vetypitoisuuden valintaa varten, jos se ei ole tunnettu. Yhdistetty aineenpaksuus lasketaan standardien antamien ohjekuvien mukaisesti. Lämmöntuonti lasketaan hitsausvirran, kaarijännitteen ja hitsausnopeuden sekä termisen hyötysuhteen avulla annetun kaavan mukaisesti. Standardissa SFS-EN oleva tapa B perustuu samoihin tekijöihin mutta eri tavalla kuin edellä oleva tapa A ja lisäksi ne on puettu matemaattisen kaavan muotoon. Tämä saksalainen hiiliekvivalentin kaava on myös erilainen kuin IIW:n kaava. T p =697xCET+160xtanh(d/35)+62xHD 0,35 + (53xCET-32)xQ-328 ( C) jossa T p = esikuumennuslämpötila ( C) CET = hiiliekvivalentti (=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40) tanh = hyberbolinen tangentti d = aineenpaksuus (mm). Huom. yksinkertainen aineenpaksuus HD = hitsiaineen vetypitoisuus (ml/100 g) Q = lämmöntuonti (kj/mm) Esimerkki 4. Esikuumennuksen määrittäminen kaavan (tapa B) käyttäen kahta eri lämmöntuontia. Teräs S355N Tyypillinen CE: 0,41 % Tyypillinen CET: 0,30 % Levynpaksuus: 25 ja 40 mm Vetypitoisuus: 3 ja 6 ml/100 g Lämmöntuonti: 1,0 ja 3,0 kj/mm Taulukko alla: Esikuumennus Esikuumennuksen määrittäminen SFS-EN käyrästön mukaisesti. Esimerkki 3. Esikuumennustaulukko esimerkkiin 4 käyttäen standardin SFS-EN määrittämistapaa B. Levyn- Lämmön- Vetypitoisuus Esikuumennus paksuus tuonti (kj/mm) (ml/100 g) ( C) 25 mm mm

23 HITSAUSUUTISET NRO Edellisen sivun taulukosta nähdään havainnollisesti, miten eri tekijät vaikuttavat esikuumennustarpeeseen. Lämmöntuonnin suurentaminen ja vetypitoisuuden pienentäminen sekä levynpaksuuden ohentaminen pienentävät esikuumennustarvetta. Yleisesti käytetty hiiliekvivalentin kaava on myös japanilainen P cm. Si Mn+Cr+Cu Ni Mo V P cm = C xB (%) Tämä kaava on erityisen sovelias lujille ja matalahiilisille teräksille. Tähän hiiliekvivalenttiin perustuva esikuumennuskaava on seuraava. T p = 1440xP cm -392 ( C) jossa P c = P cm +H/60+t/600 ( C) P cm = yllä esitetty japanilainen hiiliekvivalentti (%) H = hitsiaineen vetypitoisuus, ns. glyseriinikoe (ml/100 g) T = levynpaksuus (mm) Kirjallisuudesta löytyy myös seuraava hiiliekvivalenttikaava ja siihen perustuva esikuumennuskaava, kuva alla. Lopuksi voidaan katsoa lyhyesti eri teräslajien hiiliekvivalentteja. Uudistetussa rakenneterästen standardisarjassa SFS-EN (Kuumavalssatut rakenneteräkset. Ainestandardit) ovat mukana kaikki tavanomaiset rakenneteräkset. Standardeissa annetaan maksimiarvot hiiliekvivalenteille nimellispaksuuden mukaan. SFS-EN : Seostamattomat rakenneteräkset (entinen nimi: Yleiset rakenneteräkset). Paksuus: <30 mm >30-40 mm > mm S235: max 0,35 % max 0,35 % max 0,38 % S275: max 0,40 % max 0,40 % max 0,42 % S355: max 0,45 % max 0,47 % max 0,47 % S355: 0,40 (tyypillinen arvo) SFS-EN : Normalisoidut hienoraerakenneteräkset Paksuus: <63 mm > mm S355N: max 0,43 % max 0,45 % S420N: max 0,48 % max 0,50 % S460N: max 0,53 % max 0,54 % SFS-EN : Termomekaanisesti valssatut hienoraerakenneteräkset Paksuus: <16 mm >16-40 mm >40-63 mm S355M: max 0,39 % max 0,40 % max 0,35 % S420M: max 0,43 % max 0,45 % max 0,46 % S460M: max 0,45 % max 0,46 % max 0,47 % Mn Si Ni Cr Mo CE (%) = C Esikuumennuslämpötila T p :n kaava on seuraava. T p = 200 x CE ( C) Esikuumennus ( O C) Mn Si Ni Cr Mo C ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 SFS-EN : Nuorrutetut lujat rakenneteräkset Paksuus: <50 mm > mm S500Q: max 0,47 % max 0,70 % S620Q: max 0,65 % max 0,77 % S690Q: max 0,65 % max 0,77 % SSAB:n nuorrutettujen lujien WELDOX-terästen tyypilliset hiiliekvivalentit (%) ovat aineslehtien mukaan seuraavat. Paksuus: 8 mm 20 mm 60 mm WELDOX 500 0,37 0,37 0,37 WELDOX 700 0,39 0,39 0,57 WELDOX 900 0,55 0,55 0,55 WELDOX ,59 0,71 - WELDOX ,63 0,65 (10 mm) Hiiliekvivalentti (%) Yksinkertainen esikuumennuksen määritystapa.

24 24 HITSAUSUUTISET NRO Tyypillisiä hiiliekvivalentin arvoja yleisimmille rakenneteräksille (Rautaruukki, Olli Vähäkainu). Teräslaji Paksuus: Paksuus: (Rautaruukki) 20 mm 40 mm S275 0,30 % 0,34 % S355 0,39 % 0,41 % S355N 0,39 % 0,41 % S355M 0,34 % 0,33 % S420N 0,43 % 0,46 % S420M 0,36 % 0,34 % Tyypilliset arvot voivat olla aika paljon alempia, kuten ylläolevasta taulukosta nähdään. Hiiliekvivalenttien arvoista huomataan selvästi, miten saman lujuisten terästen hitsattavuus paranee termomekaanisen valssauksen ansiosta, esimerkki 5. Termomekaanisella valssauksella saadaan aikaan samalla hiiliekvivalentin arvolla, so. hitsattavuudella, lujempia teräksiä tai samalla lujuudella saadaan pienempiä hiiliekvivalentin arvoja, so. parempaa hitsattavuutta, mikä käytännössä ilmenee mm. pienempänä esikuumennustarpeena. Esimerkki 5. Tyypillisiä hiiliekvivalentin arvoja eri lailla valmistetuilla teräksillä. Paksuus: 40 mm S355: 0,41 % S355N: 0,41 % S355M: 0,33 % S420N: 0,46 % S420M: 0,34 % Seostamattomien ja niukkaseosteisten terästen kemiallisesta koostumuksesta laskettava hiiliekvivalentti on yksi hitsausmetallurgian tärkeimpiä käsitteitä. Hiiliekvivalentin avulla voidaan arvioida teräksen hitsattavuutta ja määrittää yhdessä muiden tekijöiden kanssa myös esikuumennustarve hitsausta varten. JUHA LUKKARI puh. (09) tai

25 HITSAUSUUTISET NRO Hitsausuutisten artikkelit Hitsausuutiset , PDF-muodossa osoitteesta ajankohtaista-osiosta Alumiinin hitsaus Rolls-Roycen valinta alumiinin hitsaukseen AristoMig 400 1/2006 Uudet tuotenimet alumiinin hitsauslangoille 1/2005 Eripariliitosten hitsaus Sulamishalkeilu musta/ruostumaton -eripariliitoksessa 2/2006 Miksi musta/ruostumaton -eriparihitsiin syntyi kuumahalkeama? 3/2005 Historia Hitsauksen historiaa - lyhyt oppimäärä 2/2004 Oscar Kjellberg - keksijä ja näkijä 2/2004 Lyhyen puikon pitkä historia 2/2004 Hitsaajan työ - silloin ennen ja nyt 2/2004 ESABin kehitys kansainväliseksi suuryritykseksi 2/2004 Hitsattavuus Kaksi huonosti hitsattavaa terästä - 34CrNiMo6 ja 42CrMo4 1/2004 Hitsauslisäaineet Rutiilitäytelanka PZ erinomaista iskusitkeyttä 2/2006 ESAB Dalsbruk Oy MAG-hitsauslangan valmistusta 2/2006 Hitsauslisäaineiden käyttöturvallisuustiedotteet ja varoitusmerkinnät 2/2006 Hitsauslisäaineet saavat CE-merkinnän 2/2006 Best-hallin valinta AristoMig 400 ja OK AristoRod /2006 Maailman lujin hitsi 3/2005 Asentohitsauspuikot ruostumattomien terästen hitsaukseen 3/2005 Uudet tuotenimet niukkaseosteisille MAG-hitsauslangoille 3/2005 Uudet tuotenimet ruostumattomille MAG-hitsauslangoille 3/2005 Paras metallitäytelanka? 2/2005 PZ6105R Koneosapalvelu ja Timberjack 2/2005 Uudet tuotenimet alumiinin hitsauslangoille 1/2005 Ainestodistukset hitsauslisäaineille 1/2005 Hitsausta OK AristoRodilla Normet-konsernissa 3-4/2004 MAG-hitsauksen tuottavuus uudelle tasolle 1/2004 Hitsaustekniikka yleisartikkeleita Kokovartalokuva hitsaustekniikasta 2/2005 Katsaus hitsauksen nykypäivään ja tulevaisuuteen 2/2004 Jauhekaarihitsaus Junttan Oy siirtyi jauhekaarihitsaukseen 2/2006 West Welding Oy järeiden säiliöiden jauhekaarihitsausta 1/2006 Jauhekaarikoulutusta Siilinjärvellä 1/2006 Maailman tuottoisin hitsi 3/2005 Mantsinen Oy ja jauhekaarihitsaus 3/2005 Hitsiaineentuotto 100 vuotta ja 100 kiloa 2/2005 Tuulivoimaloiden tornien jalustojen jauhekaarihitsaus 2/2005

26 26 HITSAUSUUTISET NRO Kitkahitsaus - FSW Maailman kestävin hitsi 3/2005 Korjaushitsaus Hitsauslisäaineen valinta kulutusteräksille 1/2006 Kaksi huonosti hitsattavaa terästä 34CrNiMo6 ja 42CrMo4 1/2004 Kulutusterästen hitsaus Hitsauslisäaineen valinta kulutusteräksille 1/2006 Laatu ja tarkastustekniikka Pienahitsin sietämätön tärkeys Onnettomuus Orivedellä /2004 Lujien terästen hitsaus ja hitsataanhan jäänmurtajiakin 1/2005 OK Tubrod rutiilitäytelanka erikoislujille S690-teräksille 1/2005 Lämmöntuonti ja hitsausenergia Lämmöntuonti ja hitsausenergia, osa 3 1/2005 Lämmöntuonti ja hitsausenergia, osa 2 3-4/2004 Mekanisointi ja automatisointi Kolme tapaa mekanisoida hitsausta 3/2005 Mitä voidaan saavuttaa päivityksellä ja modernisoinnilla 3-4/2004 Valon stadion - valmiina jalkapallon EM-kisoihin 1/2004 MAG-täytelankahitsaus Rutiilitäytelanka PZ6138 erinomaista iskusitkeyttä 2/2006 Paras metallitäytelanka? 2/2005 PZ6105R - Koneosapalvelu ja Timberjack 2/2005 ja hitsataanhan jäänmurtajiakin 1/2005 OK Tubrod rutiilitäytelanka erikoislujille S690-teräksille 1/2005 Hitsausta Helsingin taivaalla Kampin kauppakeskus 3-4/2005 Valon stadion valmiina jalkapallon EM-kisoihin 1/2004 MIG-juottaminen ESAB MIG-juotto edullinen paketti sinkittyjen ohutlevyjenhitsaukseen 2/2005 MIG/MAG-hitsaus Käsinhitsaus parantaa Volvo C70:n stabiilisuutta 2/2006 Suojakaasua tarvitaan MIG/MAG-hitsauksessa 1/2006 Best-hallin valinta AristoMig 400 ja OK AristoRod /2006 Rolls-Roycen valinta alumiinin hitsaukseen AristoMig 400 1/2006 Hitsausta OK AristoRodilla Normet-konsernissa 3-4/2004 MAG-hitsauksen tuottavuus uudelle tasolle 1/2004 Aristo SuperPulse monipuolisin pulssi-mig/mag-hitsauskone 1/2004