Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 1 A.6 Hitsauksen suoritus 1 A.6.1 Hitsausohje, WPS Hitsausohje on asiakirja, jossa yksityiskohtaisesti esitetään tiettyyn hitsaussovellutuksen vaadittavat muuttujat toistettavuuden varmistamiseksi. Tällaisia muuttujia ovat esim. hitsausprosessi, railomuoto, hitsausparametrit, hitsausasento jne. Hitsausohjeella halutaan varmistaa, että hitsaus suoritetaan oikealla tavalla, jotta hitsille asetetut laatuvaatimukset täyttyisivät. Hitsausohje on jokaisen hitsaajan työkalu Hitsausohjeen käyttöönotto voi johtua esim. yrityksen toivomuksista paremman laadun saavuttamiseksi tai vaatimuksista asiakkailta ja viranomaisilta. Hitsaajan on ennen hitsausta tarkistettava, että hitsausohje myös täyttyy käytännössä. Mahdollisia epäkohtia on korjattava. Hitsausohjeen käytön edut: - laadunohjauksen työkalu - hitsausvirheiden väheneminen - työohje hitsaajalle - hitsauksen dokumentointi - yhtenäinen koulutus Käytettävän hitsausohjeen tulee olla hyväksytty ennen kuin sitä otetaan käyttöön tuotannossa. Ohjetta voidaan hyväksyä: - käyttämällä testattuja hitsausaineita (EN ISO 15610) - aikaisemmalla kokemuksella (EN ISO 15611) - standardimenetelmällä (EN ISO 15612) - menetelmäkokeella (EN ISO 15614) - esituotannollisella kokeella (EN ISO 15613) Esimerkki hitsausohjeesta
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 2 A.6.2 Hitsausparametrit Puikkohitsaus Puikkohitsauksessa on useita säädettäviä hitsausparametrejä, ne jaetaan seuraavasti: Laiteriippuvia: Virta ampeeri (I) Kaarijännite voltti (U) Hitsaajasta riippuvia: Kuljetusnopeus Puikon kallistuskulma Kaarenpituus Muita valittavia parametrejä ovat puikkotyyppi ja puikon halkaisija. Hitsausvirran valitseminen Tietoa mitä virtaa mikäkin puikko tarvitsee hitsaukseen saadaan puikkopaketista. Tiedot annetaan aina virta-alueena, esim. 150-230 A. Lisäksi puikkopaketissa mainitaan myös mille virtalajille puikko on tarkoitettu. Jos puikko on tarkoitettu hitsattavaksi tasavirralla mainitaan myös napaisuus. Plus- tai miinusnapa tarkoittaa, että puikon pidin kytketään virtalähteen plus- tai miinusnapaan. Kun puikot on tarkoitettu hitsattaviksi vaihtovirralla mainitaan myös pienin virtalähteen tyhjäkäyntijännite. Mainitut tiedot annetaan myös lisäainevalmistajien tuoteluetteloissa. Virran valitseminen annetulta virta-alueelta Virta-alueelta valittava sopivin virta-arvo riippuu seuraavista seikoista: Työkappaleen mitat Hitsausliitoksen muotoilu Hitsausasento Perusaineen koostumus Kuljetusnopeus Kuljetusnopeudella tarkoitetaan nopeus, jolla hitsaaja kuljettaa puikon railoa pitkin. Kuljetusnopeuteen vaikuttaa ensisijaisesti asetettu virta-arvo. Kallistuskulma Hitsauspuikon kallistuskulma voi poiketa tapauksesta toiseen, riippuen hitsausrailosta ja sovellutuksesta. Hitsaajan on itse opittava, miten hitsauspuikon kallistuskulma vaikuttaa lopputulokseen. Kaarijännite ja kaarenpituus Puikkohitsauksessa ei varsinaisesti säädetä kaarijännitettä kuten esim. MAG-hitsauksessa, vaan se määräytyy hitsauspuikon ominaisuuksien ja kaarenpituuden perusteella. Kaarenpituus on puikon pään ja hitsisulan välinen etäisyys. Sopiva kaarenpituus riippuu päällysteestä, puikon halkaisijasta ja hitsausvirrasta. Liian pitkä kaari voi aiheuttaa mm. roiskeita, huokosia ja epätasaisen palon.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 3 MIG/MAG-hitsaus Hitsausparametrit MIG/MAG-hitsauksessa on useita säädettäviä hitsausparametrejä, ne jaetaan seuraavasti: Laiteriippuvia: Langansyöttönopeus (m/min) /Virta ampeeri (I) Kaarijännite voltti (U) Induktanssi Kaasun virtausnopeus (l/min) Napaisuus Hitsaajasta riippuvia: Kuljetusnopeus Pistoolin kallistuskulma Suutinetäisyys (kosketussuuttimen ja hitsauskohdan välinen etäisyys) Muita valittavia parametrejä ovat lisäainelangan tyyppi ja halkaisija sekä suojakaasu. Hitsausvirran valitseminen Virheettömän hitsin saavuttaminen edellyttää oikean hitsausvirran käyttöä. Hitsauslaitteen virransäätö on kytketty langansyöttöön ja langansyötön kasvaessa myös virta kasvaa. MIG/MAG-hitsauksessa umpilangoilla hitsataan yleensä plus (+) navassa. Tämä tarkoittaa, että monitoimijohto/hitsauspistooli on kytketty virtalähteen plusnapaan ja miinus (-) hitsattavaan työkappaleeseen. Langansyötön/hitsausvirran valinta Sopivan virran löytäminen riippuu mm. seuraavista muuttujista: Työkappaleen mitat Hitsausliitoksen yksityiskohdat Hitsausasento Perusaine Kuljetusnopeus Liian suuri kuljetusnopeus aiheuttaa liitosvirhevaaran (kylmäjuoksu) samoin kuin liian pieni kuljetusnopeus yhdistettynä liian suureen langansyöttöön. Kallistuskulma Hitsauspistoolin kallistuskulma voi poiketa tapauksesta toiseen, riippuen hitsausrailosta ja sen yksityiskohdista sekä hitsausasennosta. Hitsaajan on itse opittava, miten hitsauspistoolin kallistuskulma vaikuttaa lopputulokseen. Liian iso pistoolin kallistuskulma MIG/MAG-hitsauksessa voi aiheuttaa kaasusuojan riittämättömyyden. Lisäksi vapaalanka voi tulla liian pitkäksi, jolloin hitsausvirta pienenee. Vetävällä tekniikalla saadaan parempi tunkeuma, korkeampi kupu ja liitosvirhevaara on vähäisempi kuin työntävällä tekniikalla, jolloin tunkeuma jää pienemmäksi ja kupu matalammaksi.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 4 TIG-hitsaus TIG-hitsauksessa on useita säädettäviä hitsausparametrejä, ne jaetaan seuraavasti: Laiteriippuvia: Virtalaji vaihto- tai tasavirta (AC DC) Virta ampeeri (I) Napaisuus (plus tai miinus) HF-muuntaja (jatkuvasti kytketty tai vain aloitusvaiheessa) Suorakaidemuotoisen vaihtovirran tasapainottamien Slope up ja slope down Pulssitus - (korkea/matala pulssivirta sekä pulssien lukumäärä/sekunti) Kaasuvaippa (kaasuvaipan sisähalkaisijan on oltava 4 kertaa suurempi kuin elektrodin halkaisija). Hitsaajasta riippuvia: Kuljetusnopeus Kaaren pituus Hitsaimen kallistuskulma Muita valittavia parametrejä ovat: elektrodin halkaisija, lisäaineen koko, suojakaasu ja virtausnopeus. A.6.3 Hitsausasennot On tärkeää, että hitsattavat kohdat jo suunnitteluvaiheessa suunnitellaan niin, että mahdollisimmat monet hitsit voidaan hitsata yksinkertaisimmissa railoissa ja asennoissa. Kaikki hitsausasennot ja liitosmuodot ovat suhteellisesti helposti hitsattavia MIG/MAG-prosessilla, mutta hitsaaminen jalkoasennossa on yleisesti suositeltavaa. Jalkoasennossa kustannukset jäävät alhaisemmiksi ja hitsausvirhevaara on pienempi verrattuna muihin hitsausasentoihin. Hyvä työkalu hitsauksen ohjeeksi ja oikean laadun saavuttamiseksi, on hitsata hitsausohjeen mukaan. Työkappaleen hitsaussuunnitelma tehdään etukäteen kokeilemalla ja hakemalla hyvät hitsausarvot ko. liitokselle. Railomuodossa on otettava huomioon hitsausasento, lisäaineen halkaisija, hitsausvirta/jännite, perusaine jne. Joskus käytetty hitsausasento yrityksissä on asento PG (hitsaus ylhäältä alaspäin). Hitsausasento ja hitsaussuunta antaa kauniit sileät hitsit, mutta hitsin tunkeuma voi jäädä liian vajaaksi. Erilaisten hitsausasentojen erottamiseksi on käytössä standardin SFS-EN ISO 6947 mukaiset merkinnät. Hitsausasennot oheisessa kuvassa. PÄITTÄISHITSIT PA Jalkohitsaus PC Vaakahitsaus PG Pystyhitsaus alaspäin PF Pystyhitsaus ylöspäin PE Lakihitsaus
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 5 PIENAHITSIT PA Jalkohitsaus PB Alapienahitsaus PG Pystyhitsaus alaspäin PF Pystyhitsaus ylöspäin PD Yläpienahitsaus PIENAHITSIT PUTKI/LEVY-LIITOKSESSA PB Pyörivä putki, vaaka-akseli, alapienahitsaus PB Kiinteä putki, pystyakseli, alapienahitsaus PD Kiinteä putki, pystyakseli, yläpienahitsaus PF Kiinteä putki, vaaka-akseli, pystyhitsaus ylöspäin PG Kiinteä putki, vaaka-akseli, pystyhitsaus alaspäin PÄITTÄISHITSIT PUTKI-LIITOKSESSA PA Pyörivä putki, vaaka-akseli PC Kiinteä putki, pystyakseli PF Kiinteä putki, vaaka-akseli, pystyhitsaus ylöspäin PG Kiinteä putki, vaaka-akseli, pystyhitsaus alaspäin H-L045 Kiinteä putki, kalteva akseli 45 kulmassa, ylöspäin hitsaus On myös olemassa hitsausasento J-L045 Kiinteä putki, kalteva akseli 45 kulmassa, alaspäin hitsaus.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 6 A.6.4 Hitsit ja hitsausliitokset Liitosmuodot Hitsillä tarkoitetaan yksinkertaisesti hitsaamalla aikaansaatu tulos. Hitsejä on kahta lajia; pienahitsi ja päittäishitsi. Ne voivat esiintyä erilaisissa hitsausliitoksissa, kuten T-liitoksissa, ristiliitoksissa ja nurkkaliitoksissa. Päällekkäisliitoksissa esiintyy ainoastaan pinahitsejä. T-liitos (pienahitsit) T-liitos (päittäishitsit) Päällekkäisliitos (pienahitsit) Ristiliitos (pienahitsit) Nurkkaliitos (päittäishitsi) Nurkkaliitos (pienahitsi) Tarkempia tietoja liitosmuodoista esitetään kappaleessa B.3. Pienahitsin ominaisuudet, mitat ja pinnanmuoto Pienahitsissä a-mitan muodostaa hitsin poikkileikkaukseen piirretyn suurimman tasakylkisen kolmion korkeus. Z- mitalla tarkoitetaan hitsin poikkileikkauksen piirretyn suurimman tasakylkisen kolmion kyljen pituutta. A-mitta annetaan tavallisesti piirustuksissa ja hitsausohjeessa. Suunnittelija määrittää hitsin minimimitan, esim. a-mitan piirustukseen. Mitta esitetään hitsausmerkinnässä ennen railomuodon merkkiä. Kupu- tasa- tai kourupienoja Rakenteissa, jossa on väsyttäviä kuormia käytetään kouruhitsiä. Kupuhitsi aiheuttaa jyrkän liittymän perusaineeseen ja jyrkän kuvun reuna voi kätkeä alleen myös liitosvirheen. Kupuhitsi, tasahitsi ja kouruhitsi
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 7 A.6.5 Hitsausmerkit Standardin SFS-EN 22553 Hitsausliitokset ja juotokset. Merkinnät piirustuksiin avulla suunnittelija ilmoittaa miten hitsausta tulee suorittaa. Hitsausmerkki voi sisältää: Railomuoto Hitsin poikkileikkaus Hitsautumissyvyys Jos hitsi on jatkuva Osahitsien etäisyydet Ympärihitsaus Millä puolella hitsi sijaitsee Jos vaaditaan läpihitsautumista Hitsin pinta Osahitsien lukumäärä Vuorohitsaus Asennushitsaus Hitsausohje (1) Hitsausprosessi (SFS-EN ISO 4063) (2) Hitsiluokka (esim. SFS-EN ISO 5817 ja SFS-EN ISO 10042) (3) Hitsausasento (SFS-EN ISO 6947) (4) Lisäaine (1,2,3,4) kuvaa hitsausmerkin haarukassa ilmoitettavien tietojen järjestys, jotka erotetaan kauttaviivalla. Hitsausmerkki standardin SFS-EN 22553 mukaan koostuu aina merkintäviivasta, viitenuolesta, perusmerkistä ja haarukasta. Merkintäviiva Merkintäviiva muodostuu kahdesta yhdensuuntaisesta viivasta, ehyt viiva ja katkoviiva. Katkoviivan voi jättää pois, kun hitsi on symmetrinen, Viitenuoli Viitenuoli kytketään jompaankumpaan ehyeen merkintäviivan päähän. Viitenuoli ja merkintäviiva ovat yleensä toisiinsa nähden 45 o kulmassa. Hitsattavan kappaleen muodosta riippuen voidaan myös käyttää muita astelukuja. Viitenuolen kärki osoittaa kumpaa puolta liitosta viistetään, esim. puoli V-railo. Muissa tapauksissa viitenuolen asennolla tai suunnalla ei ole merkitystä.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 8 Mitä tarkoitetaan nuolen puolella ja vastapuolella? Nuolen puoli: Tässä tapauksessa hitsausmerkki piirretään ehyelle viivalle, mikä merkitsee, että hitsi hitsataan nuolen osoittamalla puolella. Vastapuoli: Tässä tapauksessa hitsausmerkki piirretään katkoviivalle, mikä merkitsee, että hitsi hitsataan vastapuolella, eli nuolen vastapuolella. Käsitteet nuolen puoli ja vastapuoli määräytyvät työkappaleen osista, eli ne seuraavat railoa. Merkintäviivojen keskinäinen sijainti Yleensä katkoviiva piirretään ehyen viivan alle. Jos katkoviiva piirretään ehyen viivan yläpuolelle, tehdään se kaikkialla koko piirustuksessa. Syynä on väärinkäsitysten välttäminen. Oleellista on esiintyykö hitsausmerkki ehyellä vai katkoviivalla. Hitsausmerkit Hitsausmerkit piirretään merkintäviivan yhteyteen. Merkki voi olla pelkkänä perusmerkkinä tai se voi sisältää lisämerkkejä. Perusmerkit Perusmerkki kuvaa yleensä railoa tai liitoksen poikkileikkausta. Standardissa SFS-EN 22553 sisältää 20 eri perusmerkkiä hitsausliitoksille ja juotoksille. Tavallisimmat esitetään alla olevassa taulukossa. Hitsausmerkki voi koostua useasta perusmerkistä. Tavallisimmat perusmerkit Hitsit I-hitsi Liitoksen aksonometrinen kuva Perusmerkki
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 9 V-hitsi Puoli-V-hitsi V-hitsi, hitsattu osaviistettyyn V-railoon Puoli-V-hitsi, hitsattu osaviistettyyn V-railoon U-hitsi J-hitsi Juurihitsi Pienahitsi Lisämerkit Lisämerkkien avulla voidaan kuvata hitsin pinnan tai juuren puolta. Kun lisämerkki puuttuu tarkoittaa se, ettei hitsin pinnoille ole asetettu vaatimuksia. Lisämerkit Hitsin pinnan muoto Merkki Tasahitsi (yleensä viimeistelty pinta) Kupuhitsi Kouruhitsi Juoheva ylimeno hitsin ja perusaineen välillä Kiinteän juurituen käyttö Poistettavan juurituen käyttö
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 10 Lisämerkkien sovellutusesimerkkejä Hitsit Hitsiä esittävä piirustus Merkkiyhdistelmä Tasa-V-hitsi Kupu-X-hitsi Kourupienahitsi Tasajuuripalollinen tasa-v-hitsi Juuripalollinen V-hitsi osaviistetyssä V-railossa Viimeistelty tasa-v-hitsi Juoheva pienahitsi Lisämerkinnät Lisämerkinnät saattavat olla tarpeen esitettäessä muita hitsien ominaisuuksia: Kehähitsit Viitenuolen ja merkintäviivan yhtymäkohtaan piirretään ympyrätunnus, kun hitsataan kappaleen ympäri. Putkien päittäishitsauksessa ei anneta ympyrätunnusta. Asennushitsit Lipputunnusta käytetään, kun hitsaus tehdään asennuspaikalla.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 11 Hitsausprosessi Hitsausprosessi merkitään merkintäviivan päässä olevaan haarukkaan standardin SFS-EN ISO 4063 mukaisella numerotunnuksella. Lisätietoja hitsiluokasta, hitsausasennosta ja lisäaineesta voidaan antaa. Numerotunnukset annetaan edellä mainitussa järjestyksessä. Viitetieto Haarukassa voidaan myös viitata erityisohjeisiin, kuten hitsausohjeeseen. Pienahitsin mitat Pienahitsin mitat voidaan ilmoittaa joko a-mittana tai z-mittana. Näin ollen kirjain a tai z on aina ilmoitettava merkinnässä. Päittäishitsin mitat Päittäishitseille ilmoitetaan hitsautumissyvyys. Jos mitat perusmerkin vasemmalta puolelta puuttuvat, on hitsi läpihitsattu. Muita mittoja Hitsin pituus ilmoitetaan perusmerkin oikealle puolelle. Ellei mittoja ilmoiteta, hitsi on jatkuva päästä päähän. Katkohitsauksessa voidaan ilmoittaa osahitsien lukumäärä, mutta se ei ole pakollista. Sen sijaan osahitsien välinen etäisyys on ilmoitettava suluissa. Vuorohitsauksessa hitsausmerkkiä täydennetään kirjaimella Z, joka ylittää merkintäviivan. Kaksipuolinen hitsi Kun hitsataan molemmilta puolilta on hitsausmerkissä merkit merkintäviivan molemmilla puolilla, toinen ehyellä viivalla ja toinen katkoviivalla. Symmetrinen hitsi Kun hitsi on samanlainen molemmilla puolilla jätetään katkoviiva pois.
Hitsauksen teoriaopetus A6 Hitsauksen suorittaminen 12 Yhdistetty hitsausmerkki Kun liitosmuoto vaatii erilaisia hitsausmerkkejä, voidaan hitsausmerkintää täydentää lisämerkintäviivoilla. Merkintä, joka on lähimpänä viitenuolen kärkeä hitsataan ensin.