H. Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät

H. Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Kuva 248. Puikkohitsausmenetelmä Kuva 249. Mig/Mag - hitsausmenetelmä Kuva 250. Tig-hitsausmenetelmä Valukappaleen korjaushitsauksia tekevät valimoissa valunpuhdistajat. He ovat yleensä hitsauskoulutuksen saaneita. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 1

H.1 Teräsvalukappaleen korjaus (hitsausmenetelmä MAG-hitsaus) Mag-hitsausta voidaan tehdä umpilangalla, jossa koko lanka on samaa materiaalia, tai täytelankahitsausmenetelmällä, joka on yleistynyt yhä enemmän. Mag-lankahitsauksessa ja täytelankahitsauksessa käytetään erillistä suojakaasua, ja lisäaineena toimii itse lanka. Mag-täytelanka sopii hyvin kaikkiin asentohitsauksiin riippuen lankatyypistä. Asentohitsaus on hitsaus, jossa hitsataan eri asennoista esim. ylös-, ala- tai pystyasentoon. Kuva 251. Mag-hitsauslaitteisto Aineenpaksuudet lähtevät 2 mm:stä. Työolosuhteissa se sietää enemmän vetoa ja epäpuhtauksia kuin umpilanka. Tuottavuus ja hitsausnopeudet ovat paremmat täytelangalla kuin umpilangalla, ja molemmat ovat puikkohitsaukseen verrattuina parempia kaikissa asennoissa. Tunkeuma on hyvä ja menetelmä tuottaa vähän roiskeita, mikä on aina eduksi. Menetelmä tuottaa vähemmän hitsaushuuruja kuin puikkohitsaus. Toisaalta täytelanka ja suojakaasu ovat kalliimpia ja hitsauslaitteet säätöineen hankalampia. Täytelanka, joka siis poikkeaa umpilangasta, koostuu: stabilointi- ja ionisointiaineista (stabilointi estää kromikarbidien erkautumista ja kaaritilan ionisointi, valokaaren syttymisen parantaminen.. suojaavan kuonan muodostus ) kaasuja kehittävistä aineista deoksidointiaineista(ylimääräisen hapen poisto eli deoksidointi) Kuva 252. Mag-hitsaustapahtuma 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 2

Lisäaine on siis putkimainen lanka, jonka sisällä on täyte. Hitsattavat langat voidaan jakaa tyyppeihin: Metallitäytelanka ei muodosta kuonaa täyttää tehokkaasti jalkoasennossa. Rutiililanka sisältää runsaasti titaanioksidia, rutiilia ja piioksidia muodostaa runsaasti hapanta kuonaa hitsin pinnalle. Emäslanka sisältää runsaasti kalkkia ja kalsiumfluoridia muodostaa emäksistä kuonaa, mutta ei yhtä paljon kuin rutiililanka ainesiirtymä suuripisaroista metallurgiselta laadultaan hitsiaine on näistä parasta. Täytelankoja on saatavilla seuraaville materiaaleille: seostamattomat teräkset hienoraeteräkset kylmäsitkeät teräkset lujat teräkset säänkestävät teräkset kuumalujat teräkset ruostumattomat teräkset. H.2 Hitsauskorjaus Mag-menetelmällä Seuraavassa esitetään kuvia hyväksikäyttäen tyypillinen teräsvalukappaleen korjaus. Havaitsemisen jälkeen virhe merkitään ja avataan hiilikaaritalttausmenetelmällä. Tämän jälkeen korjataan Mag-menetelmällä hitsaamalla ensimmäinen hitsauspalko ja kuonaus paineilmatalttaamalla sekä hiotaan avaus hiomakoneella. Lopuksi hitsataan toinen palko vastaavalla tavalla sekä hiotaan hitsattu pinta vaaditulle laatutasolle. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 3

http://www.valuatlas.net - ValuAtlas & Tampereen ammattiopisto - Jälkikäsittelytekniikka Kuva 253. Valuvirhe havaittu ja merkitty Kuva 254. Hiilikaaritalttaus alkaa Kuva 255. Hiilikaaritalttausta Kuva 256. Hiilikaaritalttaus suoritettu Kuva 257. Avattu kohta kuonataan Kuva 258. Avaus hiotaan Kuva 259. Avaus hiottu Kuva 260. Hitsaus alkaa Mag-menetelmällä 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 4

Kuva 261. Palko hitsattu Kuva 262. Palko kuonattu Kuva 263. Hitsaus jatkuu 2-palolla Kuva 264. Hitsaus valmis Hitsauksen jälkeen hitsattu pinta hiotaan vaaditun pinnan tasolle tai vaadittuun muotoon (esim. koneistettaessa ei pintaa hiota niin tarkasti, koska pinta koneistuu). Hitsauksen jälkeen yleensä hitsattu kohta tarkastetaan materiaalille sopivalla tarkastusmenetelmällä Tyypillistä on, että hitsauksen jälkeen esim. teräsvalukappale lämpökäsitellään hitsauksessa syntyneiden jännityksien poistamiseksi. Kuva 265. Korjaushitsaus hiotaan sileäksi H.3 Teräsvalukappaleen korjaushitsaus puikkohitsauksella Seuraavassa käsitellään lyhyesti puikkohitsaustapahtumaa, joka etenee lähes samaan tapaan kuin Mag-hitsauskin. Olennaista on puikkohitsauksessa käytetty puikko ja sen mukanaan tuomat puikon sytytys- ja sammutustoimet, kuona hitsaukseen sekä puikonvaihdon yhteydessä tapahtuvat hitsausjatkot. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 5

Alla olevissa kuvissa annetaan ohjeita tyypillisimpien hitsausvirheiden aiheuttajien, kuten hitsauspuikon sytytyksen, hitsauksen aloituksen, lopetuksen sekä puikon vaihdon aikaan saamien virheiden estämiseksi. H.3.1 Hitsaustapahtuma Kuva 266 A. Hitsauksen aloitus Kuva 266 B. Valokaaren sytytys aloituskohdassa Kuva 267 Kuva 268 Kuva 269 Kuva 266 A-B: Sytytysvaiheessa aloituksen kosketuskohtaan syntyy huokonen aina Kuva 268: Jos puikkoa pidetään koko ajan samassa paikassa, syntyy paljon sulapisaroita ja alle jäänyt kuona ja hapettunut metalli muodostavat huokosia, joita valokaaren lämpö ei pysty sulattamaan. Kuva 269: Oikea hitsauksen aloitus, jossa sytytys tapahtuu aloituskohdan edessä tai yleensä kohdassa, jonka yli myöhemmin hitsataan. Sytytyskohtaan on muodostunut kuonan ja hitsiaineen sekainen ohut kerros, ja se sulaa kokonaan hitsisulan tullessa sille kohdalle. Sammutettaessa puikkoa ei saa nostaa kohtisuoraan pois hitsistä, vaan lopetus suoritetaan hitaasti taaksepäin vetämällä palon päälle tai railon kylkeen (kuva 270). 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 6

Kuva 270. Valokaaren oikea sammutus Jos sula on syvä valokaaren sammuessa, syntyy helposti ns. imuontelo (pipe), joka palkoa jatkettaessa jää hitsiin reikänä tai halkeamana. Tällöin korjaushitsaus ei onnistu, vaan aiheutetaan uusi virhe. Kuva 271. Virheellisestä sammutuksesta seurannut imuontelo Kuva 272. Hitsauspalko hitsattu Kuva 273. Hitsausjälki hiotaan Kuva 274. Väärä sytytystapa pilaa puikon sytytyskärjen Kuva 275. 1) oikea tapa rikkoa puikon kraateri 2) väärä tapa rikkoa puikon kraateri 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 7

Kuljeta kaari sytytyskohdasta lähelle kaltevan lopetuspäätteen yläosaa. Lyhennä kaari ja hitsaa suunnanvaihtokohta melko nopeasti: Väli a b hitsataan hidastaen lähestyttäessä b:tä. Tästä alkaen toimitaan normaalilla kuljetusnopeudella. Kuva 276. Keskeytyneen palon jatkaminen Kuva 277. Palkojatkoksia Kuvan 277 palkojatkokset: 1. Oikein suoritettu palkojatkos 2. Kohouma, suunnan vaihtokohdassa on viivytty liian kauan 3. Kuoppa, valokaarta ei ole viety lopetuspäätteen yläosaan Kuva 278. Korjaushitsaus suoritettu Korjaushitsauksen jälkeen korjauskohta hiotaan tarvittaessa vaadittuun pinnankarheuteen. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 8

H.4 Hitsauksen työergonomiaa Hitsatessa saatetaan työskennellä vaikeassa tai muuttumattomassa asennossa pitkiäkin aikoja. Tästä syystä on hyvä valmistautua aina ennen työn suoritusta siten, että säätää ja valmistelee hyvän työkorkeuden etukäteen, jotta ei joutuisi työskentelemään esim. etukenossa (kuva 279). Lisäksi voidaan vartalon asentoa vaihtamalla tai siitä tukea ottamalla saada työasento vartaloa mahdollisimman vähän kuormittavaksi (kuvat 280 ja 281). Kuva 279 Kuva 280 Jalkoja voidaan myös lepuuttaa vartalon painoa siirtämällä jalalta toiselle tai hakemalla tukea esim. työpöydästä (kuva 280). Kuva 281 Kuva 282 Joissakin hitsaus- tai hiontatehtävissä joudutaan olemaan työkappaleen päällä esim. istuallaan. Tällöin on vältettävä kumaria ja kurkottavia asentoja. Jos ne ovat pakollisia, työn yhtäjaksoinen aika pyritään jaksottamaan mahdollisimman lyhyeksi (kuva 283). On hyvä pyrkiä ottamaan jotain lämmikettä työkappaleen ja vartalon väliin, koska useimmiten korjattava kappale on kylmä. Kuva 283. Tig-hitsausta valukappaleen päällä 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 9

H.5 Terästen hitsattavuus Laajasti ymmärrettynä hitsattavuudella tarkoitetaan sitä, kuinka helppoa on liittää komponentteja toisiinsa (valukappaleen korjaushitsauksessa liitetään lisäainetta perusaineeseen) niin, että liitos ja komponentit vastaavat niille asetettuja vaatimuksia. Hitsattavuus on siis riippuvainen liitokselle asetetuista myös tapauskohtaisista vaatimuksista. Kapeasti määriteltynä hitsattavuudella tarkoitetaan nimenomaan materiaalin hitsattavuutta eli lähinnä materiaalin koostumuksen ja rakenteen vaikutusta hitsaamiseen. Hitsauksessa tulee pyrkiä välttämään liitoskohdan lujuus- ja sitkeysominaisuuksien heikkenemistä, liitoksen halkeilua sekä korroosio-ominaisuuksien heikkenemistä. Yleisimmät käytettävissä olevat keinot ovat lisäaineen valinta (perusaineen valinta määräytyy kovin usein muiden tekijöiden mukaan), hitsausmenetelmän ja -arvojen (so. hitsausnopeuden, virta-arvojen jne.) valinta sekä liitoskohdan esilämmitys (ns. korotettu työlämpötila). Lisäksi suoritetaan usein jälkilämpökäsittelyjä. Hiiliteräksen (C-, C-, Mn- ja niukkaseosteiset teräkset) hitsattavuuteen vaikuttavat ensisijaisesti hiilipitoisuus ja muu karkenevuuteen ja halkeamailmiöihin vaikuttava koostumus. Karkenemisvaaran ja siitä seuraavan halkeiluvaaran kannalta teräksen hiilipitoisuudella ja karkenevuutta lisäävillä seosaineilla on erityinen merkitys. Varsinaisen hitsisauman (ns. hitsiaineen) ongelmiin voidaan vaikuttaa tehokkaasti lisäaineen (hitsauspuikkojen tai -langan) valinnalla. Ongelmat korostuvat yleensä pikemminkin hitsiaineen viereisessä perusaineessa heti hitsisauman vieressä. Teräksen hitsauksessa materiaali ja liitoksen tyyppi määrittävät valittavissa olevalle hitsausenergialle (=liitokseen hitsausprosessissa tuotu lämpö per liitoksen pituusyksikkö, esim. kj/cm) maksimin ja minimin. Mitä suuremmat virta- ja jännitearvot, mitä hitaampi hitsauspolttimen kuljetusnopeus ja mitä ohuemmat aineenvahvuudet (so. mitä heikompi lämmönjohtuminen pois liitoksesta), sitä suurempi hitsausenergia. Liian suuri hitsausenergia ulottaa kuitenkin hitsauksen lämpövaikutuksen laajalle ja tekee liitoksen jäähtymisestä hitaan, jolloin se johtaa mm. rakeenkasvuun ja sitä kautta liitoskohdan sitkeysominaisuuksien heikkenemisen. Liian pieni hitsausenergia aiheuttaa liitoksen karkenemisen ja tuhoaa siten sitkeyden tai aiheuttaa suoranaisesti liitoksen halkeamisen (kylmä- eli vetyhalkeama). Ruostumattomien terästen hitsauksessa esiin nousevat muut hitsattavuusongelmat, esim. austeniittinen RST on herkkä kuumahalkeilulle. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 10

H.6 Korjaushitsausohjeita H.6.1 Valuraudan hitsaus Yleistä Valuraudat ovat seoksia, jotka sisältävät raudan lisäksi seuraavia seosaineita: 2 5 % C, 1 3 % Si ja alle 1 % Mn. Valuraudoilla on pieni sitkeys, kovuus ja lujuus, ja ne ovat yleensä melko hauraita. Näiden ominaisuuksien parantamiseksi valurautoja seostetaan ja/tai lämpökäsitellään. Yleisimmät valurautalajit ovat: suomugrafiittivalurauta (harmaa valurauta) pallografiittivalurauta adusoitu valurauta tylppägrafiittivalurauta valkoinen valurauta. Suuri hiilipitoisuus vaikuttaa hitsattavuuteen huomattavasti. Koska valurautojen koostumukset ja ominaisuudet vaihtelevat paljon, myös hitsattavuus vaihtelee. Toiset laadut ovat kohtalaisesti hitsattavia, toiset ovat hitsattavaksi sopimattomia. Kaikki yllä mainitut valurautalaadut ovat sopivilla lisäaineilla ja toimenpiteillä kuitenkin hitsattavissa, pois lukien valkoinen valurauta, joka on erittäin haurasta. H.6.2 Puhdas nikkeli -tyyppi Valuraudat hitsataan pääsääntöisesti nikkelipuikoilla. Nikkelin ja valuraudan lämpölaajeneminen on lähes samanlaista. Nikkeli on sitkeämpää kuin muut valuraudan lisäaineet, ja se on myös helposti koneistettavaa. Sitä ei suositella runsaasti rikkiä ja fosforia sisältäville raudoille. H.6.3 Nikkeli-rauta-tyyppi Korkeamman lujuuden saavuttamiseksi valurauta- ja valurauta-teräsliitoksissa voidaan käyttää nikkeli-rauta-tyyppisiä hitsauspuikkoja. Hitsiaineen rautapitoisuuden vuoksi kovuus voi kohota hieman puhtaalla nikkelillä saavutettavaan verrattuna. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 11

H.6.4 Nikkeli-kupari-tyyppi Nikkeli-kupari on sopiva tyyppi, kun tarvitaan lähes valuraudan värinen hitsi. Hitsi on helposti koneistettavissa. H.6.5 Seostamaton teräs -tyyppi Seostamattomia hitsauspuikkoja voidaan käyttää ei-kriittisissä hitseissä, ja kun koneistusta ei tarvita. Hitsiaine tulee sekoittumisen takia kovaksi ja hauraaksi. H.6.6 Valuraudan korjaushitsaus kylmähitsauksena Suurin osa valurautakorjauksista hitsataan puikolla ja nykyään enimmäkseen kylmähitsauksena seuraavasti: Hitsaa lyhyitä, suoria palkoja (20-30 mm) paksuudesta riippuen Käytä ohuita puikkoja ja pientä virtaa Pidä keskimääräinen lämpötila alle 100 C koko ajan Vasaroi hitsin pinta pyöreällä vasaralla heti hitsauksen jälkeen. Kylmähitsauksen tarkoitus on tuoda mahdollisimman vähän lämpöä hitsauskohdan alueelle, tällöin jännitykset jäävät pienemmiksi. Vasarointi venyttää hitsipalkoa, mikä laukaisee kutistumisjännityksiä ja estää halkeamien syntymistä. H.6.7 Huonosti hitsattavien terästen hitsaus Korjaus- ja kunnossapitohitsauksissa on usein monia teräksiä, joita voidaan kutsua huonosti hitsattaviksi suuren karkenevuutensa vuoksi. Näitä teräksiä ovat mm: runsashiiliset teräkset koneenrakennuksen nuorrutusteräkset monet kulutusteräkset tuntemattomat teräkset. Tuntemattomia teräksiä on syytä käsitellä huonosti hitsattavina hitsausvirheiden estämiseksi, jos niiden tarkempaa koostumusta ei saada selville. Yhteistä näille kaikille teräksille on hitsattavuuden kannalta voimakas karkenemistaipumus sekä karenneen muutosvyöhykkeen suuri kovuus ja hauraus. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 12

Periaatteessa kaikkia näitä teräksiä voidaan hitsata sopivaa ferriittistä lisäainetta käyttäen ja tekemällä tarvittava esilämmitys tai esilämmitys ja jälkilämpökäsittely. Lämpökäsittelyt eivät usein ole kuitenkaan mahdollisia korjaushitsauksessa. Hitsaus austeniittisella ruostumattomalla tai nikkelipohjaisella lisäaineella on paljon käytetty ja tehokas tapa estää halkeamien syntymistä. Halkeamia aiheuttavan vedyn liukoisuus austeniittiseen hitsiaineeseen on suuri, mistä syystä vety ei siirry hauraaseen muutosvyöhykkeeseen aiheuttamaan vetyhalkeamia. Lisäksi austeniittisen hitsiaineen sitkeys on suuri, minkä ansiosta se pystyy venymään hitsin kutistumisen ja jäähtymisen aikana, mikä pienentää jännityksiä. H.6.8 Mangaaniterästen hitsaus Mangaaniteräs sisältää yleensä 11 14 % mangaania ja 1 1,4 % hiiltä. Tietyt laadut voivat sisältää vähäisissä määrin myös muita seosaineita. Tällä teräksellä on poikkeuksellinen kyky kovettua kylmämuokkauksessa, esimerkiksi iskuista ja/tai kovassa paineessa. Tämä tekee teräksestä hyvän materiaalin moniin käyttökohteisiin murskaus- ja kaivosteollisuudessa, esimerkiksi murskauskoneiden kulutusosiin, kauhoihin ja kaivinkoneiden kynsiin. Mangaaniteräs kestää pitkään, mutta se voi myös kulua. Kunnostus käsittää normaalisti halkeamien ja lohkeamien korjausta, kappaleen alkuperäisen koon ja muotojen takaisinkasvattamista ja pinnan kovahitsausta tuotteen eliniän pidentämiseksi. Mangaaniteräksen hitsattavuus on rajoitettu uudelleenlämmityksestä ja hitaasta jäähtymisestä aiheutuvan haurastumisen vuoksi. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että palkojen välinen lämpötila ei saa nousta yli 200 C. Tästä johtuen on olennaista seurata lämpötilaa erittäin tarkasti hitsauksen aikana. Siksi nämä teräkset tulee hitsata: pienellä lämmöntuonnilla suorilla hitseillä ilman levitystä jos mahdollista, useampaa kappaletta samanaikaisesti työkappaletta vedessä jäähdyttäen. H.6.9 Yksinkertaistettu hitsaus Korjaushitsaus voidaan suorittaa esilämmittämällä kappale 200 500 C lämpötilaan (riippuen teräksestä) ja pitämällä lämpötila hitsauksen ajan. Hitsauksen jälkeen tulee suorittaa lämpökäsittely. Tämäkään ei tuota täysin tasaista rakennetta ja kovuutta koko hitsiin, mutta tulos voi olla riittävän hyvä uuden työkalun tekemiseen verrattuna. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 13

Käytettävät esi- ja jälkilämmityslämpötilat löytyvät standardeista (esim. SAE/AISI) tai työkaluteräksen valmistajilta. H.6.10 Alumiinivalun hitsauksesta Alumiinivalukappaleita voidaan myös korjata hitsaamalla. Tämän kannattavuus on kuitenkin usein hyvin tarkkaan mietittävä. Alumiinivalua tehdään hyvin usein suursarjatuotannossa, jolloin on usein kannattavampaa hylätä valukappale ja valaa uusi. Alumiinivalut ovat niin pienikokoisia, että on nopeampi ja laadukkaampi tapa valaa uusi valu. Alumiinin erityispiirteitä on keveys ja matala sulamispiste, hyvä sähkön ja lämmönjohtavuus sekä suuri lämpölaajeneminen, joiden vaikutus tulee huomioida. Lisäksi tulee huomioida herkkä hapettuminen ja vedyn liukoisuus sulaan alumiiniin. Näiden tuntemus on tärkeää onnistuneelle hitsille. Oksidikalvolla on suuri merkitys hitsauksessa, koska sen sulamispiste on korkeampi kuin alumiinilla. Hitsauslämpö ei sulata sitä kuin pieneltä alalta aivan valokaarena alta. Oksidikalvo kerää kosteutta, ja se aiheuttaa huokoisuutta sulaan. Vedyn liukoisuus sulaan on hyvin suuri verrattuna jähmeään alumiiniin. Tästä syystä huokoisuustaipumus on suuri alumiinihitsauksessa. Alumiinissa ei tapahdu värimuutosta, kuten esim. teräksen hitsauksessa. Tämä vaikeuttaa sulamistapahtuman arviointia, joten hitsaajan on tarkkailtava sulan liikkeitä valokaaren alla hitsaustapahtumassa. Alumiini ei ole magneettinen, joten hitsaustapahtumassa ei esiinny magneettista puhallusta. Alumiinille suuri lämmön tuonti aiheuttaa perusaineen lujuuden pienenemistä ja kuumahalkeilua joillekin seostyypeille. Runsaasti seostetuilla alumiiniseoksilla jähmettyminen tapahtuu pitkällä aikavälillä, jolloin halkeilutaipumus pienenee. Niukasti seostetuilla teräksillä taas jäähtyminen tapahtuu epätasaisesti, jolloin jännitykset saavat helposti halkeilua. Halkeilua edesauttaa alumiinin suuri lämpölaajeneminen, suuri kutistuminen jäähtymisen yhteydessä ja alumiiniseoksilla suuri puuroalue. Hitsausmenetelmät valualumiinille ovat TIG-, MIG-, ja puikkohitsaus Hitsausaineet voidaan jakaa kolmeen pääryhmään Puhdas alumiini 99,5 % Mg-seosteinen alumiini AlMg5 AlMg 4,5mn Si - seosteinen alumiini AlSi5 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 14

Lisäaineseostuksella voidaan vaikuttaa sauman (korjauskohdan) ominaisuuksiin. Eri lisäaineseosten vaikutuksesta saadaan valokaaren kuumuutta nostettua ja parannettua tunkeumaa. Alumiinia hitsattaessa on aina käytettävä inerttiä (passiivista, tapahtumaan osallistumatonta) suojakaasua. Yleisin suojakaasu on argon. Alumiinihitsauksessa käytettävä suojakaasu on Mison Ar+0,03 % NO. H.6.11 Valupronssit Koneenrakennuksessa on käytössä hyvinkin monenlaisia erilaisia pronssiseoksia. Seuraavassa käsitellään muutamaa seosta, joita yleisemmin valetaan ja joihin voidaan tarvita korjaushitsausta jälkikäsittelyssä. H.6.11.1 Tinapronssit Tinapronssit ovat kupari-tinaseoksia, joissa tinapitoisuus vaihtelee välillä 2 10 %. Valuissa se voi olla vielä suurempi, ja niissä voi olla muita seosaineita, mm. lyijyä, tinaa ja sinkkiä. Valuseoksia käytetään mm. hammas- ja kierukkapyörä-, potkuri-, liukulaakeri-, kirkonkellovaluissa jne. Lyijyllä ja sinkillä seostettua tinapronssivaluseosta kutsutaan myös punametalliksi, jota käytetään mm. pumpunpesissä, vesi- ja höyryvarustimissa, liukulaakereissa ja taidevaluissa. Tinapronsseja pidetään yleensä melko hyvinä hitsattavina materiaaleina. Ne ovatkin kuitenkin jossain määrin arkoja kuumahalkeilulle, koska niillä on melko laaja jähmettymisalue ja suuri lämmönjohtavuus. Tämän voi tunnistaa siitä, että tina helmeilee tinapronssikappaleen kulmassa sitä lämmitettäessä. Nämä ominaispiirteet aiheuttavat suotautumista hitsin keskustaan. Lyijyseosteiset tinapronssivalut ovat kuitenkin lyijyn takia huonosti hitsattavia, koska ne ovat arkoja halkeilulle. Ohjeita hitsaukseen: Hitsisula on pidettävä pienenä, ja joskus joudutaankin turvautumaan esikuumennukseen Ennen hitsausta suoritetaan esilämmitys 300 500 C Valukappaletta ei pidä kuumana liikutella Hitsin kuumavasarointi halkeilun vähentämiseksi paksuissa ja jäykissä rakenteissa Hitsauksen jälkeen kylmävasarointi suositeltavaa Lisäaine valitaan perusaineen tinapitoisuuden mukaan (väriyhtäläisyys). 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 15

H.6.11.2 Alumiinipronssit Alumiinipronsseissa alumiinimäärä on 5 12 %. Lisäksi niissä voi olla pieniä määriä rautaa, nikkeliä ja mangaania. Seoksilla on hyvä korroosionkestävyys ja hilseilynkestävyys metallin pinnalla olevan alumiinioksidikalvon ansioista. Myös kulumisen kestävyys on hyvä. Valumetalleina alumiinipronsseja käytetään erilaisissa voimakkaasti mekaanisesti rasitetuissa koneenosissa, kuten nosturipyörissä, holkeissa, suojakoteloissa ja hammaspyörissä. Alumiinipronsseja pidetään melko hyvinä hitsattavina materiaaleina, vaikka jotkut seokset ovat arkoja hitsin kuumahalkeamille. Lämmönjohtavuus voidaan todeta lämmittämällä kappaleen kulmaa, jolloin kulma pyöristyy tinapronssista poiketen. Alumiinioksidikalvo peittää pinnan, ja tästä syystä TIG hitsauksessa on käytettävä vaihtovirtaa. Lämmönjohtavuus on pieni, joten ohuille kappaleille esikuumennusta ei tarvita. Esilämmitys tarvittaessa 200 300 C:een paksuille kappaleille, joita valukappaleet yleensä ovat. 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 16

KERTAUSTEHTÄVIÄ G 1. Millaisia teräsvalukappaleen korjaushitsausmenetelmiä käytetään? 2. Mitä taloudellisia näkökohtia on huomioitava valukappaleen korjaushitsauksessa? 3. Korjaushitsauksessa on kiinnitettävä huomiota työasentoon. Mainitse muutamia näkökohtia. 4. Mistä syystä valuraudan korjaushitsaus on hieman vaativaa ja ongelmallista? 5. Millaisia vaihtoehtoja on alumiinivalun korjaushitsauksesta päätettäessä? 28.3.2010 - Pekka Niemi Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät - 17