Hitsaaminen

Hitsaaminen on prosessi, jossa kaksi erillistä kappaletta muodostaa kokonaan uuden kappaleen. Metallia hitsatessa on lämpö se tekijä, joka sulattaa nämä kappaleet yhteen. Lämpö voidaan tuottaa joko käyttämällä sähköä, kitkaa, liekkiä tai elektronisuihkua. Hitsausvaatteiden ja suojainten tehtävänä on suojata hitsaajaa hitsauskipinöiltä, lämpösäteilyltä, lyhytaikaiselta liekkikosketukselta sekä valokaaren aiheuttamalta UV-säteilyltä. Yksi tärkeimmistä hitsaajan tärkeimmistä suojaimista on hitsausmaski.

Kaarihitsaus on ehkä tunnetuin menetelmä ja yleisimmin se yhdistetään ensimmäisenä hitsaamiseen, kun puhutaan hitsausprosessista. Kaarihitsauksessa tarvittava lämpö tuotetaan käyttämällä sähkövirtaa, joka muodostaa kuuman valokaaren. Valokaaren ja suojakaasun lisäksi prosessissa käytetään hitsauslisäainetta. Valokaari syntyy, kun kahden elektrodien välillä oleva sähkökenttä kohoaa niin isoksi, että sähkövirta purkautuu sähköä heikosti johtavan materiaalin läpi, esim. ilman. Valokaari voi sytyttää palamaan kaasuja ja hiukkasia ja sulattaa materiaaleja. Valokaarta käytetään hitsauksessa riittävän lämpötilan muodostamiseen ja samaan aikaan valokaari suojataan käyttämällä soveltuvaa suojakaasua.

Nämä eri komponentit muodostavat hitsisulan, jonka avulla kappaleet liitetään yhteen. Hitsauslisäaine on teknisiltä ominaisuuksiltaan samanlainen kuin hitsattava perusaine. Juottaminen eroaa hitsauksesta siten, ettei perusaine sula vaan ainoastaan siinä käytettävä juotosaine. Yleisimmät kaarihitausprosessit ovat puikkohitsaus, MIG & MAG-hitsaus, täytelankahitsaus, jauhekaarihitsaus, TIG- sekä plasmahitsaus.

Kaarihitsaus soveltuu uusien kappaleiden valmistukseen, erilaisten vaurioiden korjaukseen tai kappaleiden pinnoituksiin. Korjaushitsauksessa tyypillisiä kohteita ovat repeytymien, halkeaminen tai erilaisten valuvikojen korjaaminen. Kaarihitsaus soveltuu erilaisille materiaaleille, esimerkiksi: alumiinin hitsaamiseen, teräksille sekä ruostumattoman teräksen hitsaamiseen. Joidenkin materiaalien hitsaaminen vaatii erityisvalmisteluita ennen kuin hitsaaminen voidaan suorittaa. Yksi tällainen materiaali on titaani, joka hapettuu helposti. Myös erilaisten valurautojen hitsaaminen vaatii esivalmisteluita ja oikeaa tekniikkaa.

Puikkohitsaus

Puikkohitsaus on menetelmä, jossa valokaari palaa puikonpitimeen kiinnitetyn hitsauspuikon ja työkappaleen välissä. Puikkohitsaus eroaa esim. MIG/MAG hitsauksesta siten, että lisäainepuikko lyhenee hitsauksen edetessä, kun taas MIG/MAG hitsauksessa polttimen etäisyys hitsattavaan kappaleeseen pysyy koko ajan vakiona. Tämä aiheuttaa erityisiä vaatimuksia puikkohitsaajalle, jonka on pidettävä hitsausetäisyys vakiona viemällä hitsauspuikkoa työkappaletta päin.

Koska puikkohitsausta voidaan suorittaa lähes kaikissa olosuhteissa, on se erittäin yleinen hitsausmenetelmä hitsaavassa teollisuudessa. Erityisesti se on suosittua asennustyömailla, joissa hitsauslaitteilta vaaditaan ulottuvuutta ja joissa työskennellään useimmiten ulko-olosuhteissa. Puikkohitsaus on myös yleinen hitsausmenetelmä voimalaitosputkistojen hitsauksessa ja muissa putkihitsauskohteissa, erilaisissa korjaushitsauksessa, kovahitsauksessa yms. Soveltuva hitsauspuikko valitaan hitsattavan kohteen aineen paksuuden sekä materiaalin mukaan.

MIG/MAG-HITSAUS

MIG/MAG-hitsaus on puoliautomaattinen hitsausmenetelmä, jolla päästään keskisuurista suuriin hitsiaineen tuottoihin. Prosessi soveltuu kaikkiin hitsausasentoihin ja erilaisille materiaalinvahvuuksille. MIG/MAG-hitsaus on nykyään yleisin käytössä oleva hitsausmenetelmä teollisuudessa, mutta sen suosio on kasvanut myös harrastajien keskuudessa. MIG/MAG-hitsauksessa langansyöttölaite syöttää lisäainelankaa jatkuvasti lankakelasta hitsauspistooliin. Tästä syystä MIG/MAG-hitsausta pidetään puoliautomaattisena hitsausmenetelmänä.

Synergisessä MIG/MAG-hitsauksessa hitsaaja säätää hitsaustehoa vain yhdestä säätimestä hitsattavan materiaalin, suojakaasun ja lisäainelangan mukaan. Synergisessä MIG/MAG-hitsauslaitteessa on muistiin tallennettuja hitsausparametreja, joista on muodostettu synerginen käyrä. Siksi käyttäjän ei tarvitse huolehtia muusta kuin hitsaustehon säätämisestä. Valokaaren pituus voidaan säätää erikseen liitostyypin, hitsausasennon ja hitsauskohteen mukaan.

Pulssi-MIG/MAG laajentaa tavallisen MIG/MAG-hitsauksen käyttöaluetta. Tässä hitsausmenetelmässä lyhytkestoiset, korkeat virtapulssit muodostavat lisäaineesta pisaran ilman oikosulkua. Näin voidaan käyttää metallin siirtymisessä kuumakaariolosuhteita laitteen koko hitsausvirta-alueella. Myös pulssi-MIG/MAG-hitsauksessa voidaan käyttää synergistä säätöä, jolloin ei tarvitse säätää muuta kuin hitsaustehoa.

Pulssi-MIG/MAG-hitsauksen tärkeimmät hyödyt ovat roiskeeton hitsausjälki, hyvä hitsin muoto ja ohuiden materiaalien helppo hitsattavuus. Pulssi-MIG/MAG-menetelmää käytetään laajalti hitsattaessa vaikeita perusaineita tai lankoja, kuten erikoisteräksiä, alumiinia, ruostumattomia teräksiä sekä kupari- ja nikkelipohjaisia seoksia.

Kaksoispulssihitsaus on tavallisen pulssihitsauksen sovellus, jossa virran pulssituksen lisäksi myös langansyöttönopeutta vaihdellaan. Kaksoispulssimenetelmä lisää hitsauksen laatua parantamalla hitsaussauman ulkonäköä ja saumanmuotoa. Perinteinen MIG/MAG-hitsaus on helppokäyttöinen hitsausmenetelmä sekä ammattilaisille että hitsauksen harrastajille. Siinä on kuitenkin yksi vaikeus. Oikeiden hitsausparametrien säätäminen voi olla joskus hankalaa. Aina ei ole helppoa sovittaa yhteen oikeaa hitsaustehoa, jännitettä ja langansyöttönopeutta.

Tämän tehtävän helpottamiseksi on kehitetty erilaisia menetelmiä, mutta niissä kaikissa on määritettävä monenlaisia asetuksia joko taulukoiden, käyttöoppaiden tai perinpohjaisen hitsausalan tuntemuksen avulla. Adaptiivisuus ratkaisee nämä ongelmat. Tätä konseptia sovellettaessa laite tekee hitsausprosessiin liittyvät laskelmat itse ja päättää, kuinka langansyöttönopeus ja jännite tasapainotetaan. Kun laite huolehtii jännitteestä ja langansyöttönopeudesta, valokaaresta tulee aina stabiili ja käyttäjän tarvitsee ainoastaan valita oikea teho. Jos laite on erityisen monipuolinen, se voi myös ehdottaa sopivaa tehotasoa eripaksuisille materiaaleille.

PULSSIHITSAUS

Pulssihitsauksessa virtalähde pulssittaa hitsausvirtaa siten, että lisäaine siirtyy hitsisulaan pisaroina. Pulssituksen huippuvirta pysyy korkeana joten lisäaine siirtyy hitsisulaan. Alhaisempi perusvirta pitää hitsisulan sekä hitsauslangan pään sulana. Pulssihitsaus soveltuu erinomaisesti alumiinin ja ruostumattomien teräksen hitsaamiseen sen roiskeettomuuden sekä hyvän ulkönäön takia. Pulssitus myös vähetää alumiinin ja rosterihitsauksessa huokosia.

TIG-HITSAAMINEN

TIG-hitsauksessa valokaari muodostuu volframielektrodin ja työkappaleen väliin. Suojakaasu on inertti kaasu, joka ei sinänsä vaikuta hitsausprosessiin. Yleensä suojakaasu on argonia ja se suojaa sulan hitsin lisäksi polttimen elektrodia hapettumiselta. Lisäainetta ei välttämättä tarvitse käyttää TIG-hitsauksessa. Jos lisäainetta käytetään, se syötetään yleensä manuaalisesti eikä hitsauspolttimen läpi, kuten MIG / MAG-hitsauksessa. Siksi TIG-hitsauspolttimella on täysin erilainen rakenne kuin MIG / MAG-polttimella.

Erilaisia TIG-hitsausmenetelmiä ovat esimerkiksi tasavirtaa käyttävä DC TIG -hitsausmenetelmä, vaihtovirtaa hyödyntävä AC TIG -hitsaus ja pulssi TIG. TIG-hitsausta käytetään monilla teollisuudenaloilla, kuten ilmailu- sekä metallilevyteollisuudessa. Se soveltuu erinomaisesti työkohteisiin joissa hitsataan erityisen ohuita materiaaleja tai erikoismateriaaleja, kuten titaania. TIG-hitsaus soveltuu sekä manuaaliseen että automatisoituun hitsaamiseen.

TIG-hitsauslaitteisiin kuuluu virtalähde, maadoituskaapeli, hitsauspoltin ja suojakaasupullo. Virtalähde voi sisältää myös nestejäähdytysyksikön. Erillistä langansyöttölaitetta ei välttämättä tarvita, koska täytemateriaali syötetään yleensä manuaalisesti. TIG-hitsausta käytetään kohteissa, joissa hitsin ulkonäkö, laatu ja puhtaus ovat tärkeitä. Nämä tekijät asettaa erityisiä vaatimuksia hitsaustyön tarkkuudelle. TIG-hitsaus on vaativampaa, koska tässä hitsaustekniikassa on enemmän hallittavia asioita kuin muissa tekniikoissa. TIG-hitsauksessa poltinta liikutetaan yhdellä kädellä, kun taas toinen syöttää hitsauslisäainetta sulaan. TIG-hitsaajan on hallittava tarkasti molempia käsivarsia. Nämä erityisvaatimukset vaikeuttavat TIG-hitsausta varsinkin alussa. Käsivarret tottuvat kuitenkin pian hitsauksessa tarvittaviin liikeratoihin ja TIG-hitsauksesta tulee rutiinia. Vaativan TIG-hitsauksen tekee yleensä hitsaaja, joka on erikoistunut TIG-hitsaukseen.

HITSAUSKONEET

Laadukas hitsauskone on sekä pitkäikäinen ja usein myös huomattava hankinta yritykselle. Hitsauskoneen ominaisuuksien ja tarpeiden vertailuun on hyvä käyttää aikaa sillä yrityksen tuottavuus nousevat sopivilla hitsaustarvikkeilla ja hitsauskoneilla uusille tasoille. Aluksi kannattaa miettiä mihin tarkoitukseen ja millaisia hitsausprosesseja hitsauskoneelta vaaditaan. Eri konemalleja voidaan rajata helpommin, kun etukäteen tiedetään pääasiassa käytettävät hitsausprosessit sekä hitsattavat materiaalit. Virtalähteen teho määräytyy hitsattavan materiaalin paksuuden ja hitsien pituuden mukaan. Jos MIG-hitsataan alumiinia, on pulssihitsauskone ainoa vaihtoehto. Alumiinin TIG-hitsaus vaatii aina AC/DC-hitsauskoneen.

Hitsauskonetta valittaessa on syytä muistaa se, että mitä laadukkaampi hitsauskone on, sitä paremmat ovat sen kaariominaisuudet. Laadukas ja roiskeeton valokaari takaa sen, että saumojen jälkikäsittelyyn ja korjaamiseen ei kulu turhaa aikaa. Hitsauskoneen toimivuus ja luotettavuus ovat luonnollisesti aina tärkeitä ominaisuuksia koska silloin käyttäjän aika ei kulu virtalähteen ylimääräisiin korjauksiin tai varaosien tilailuun. Koneen koko, liikuteltavuus ja sijainti missä hitsataan vaikuttavat myös hitsauskoneen valintaan.

OIKEANLAINEN HITSAUSMASKI

Hitsauksessa, plasmaleikkauksessa tai polttoleikkauksessa on käyttäjän suojauduttava kipinöiltä, syttymiseltä, UV-säteilyltä, kirkkaalta valolta, lentäviltä siruilta sekä valokaaren aiheuttamalta vaaralta, melulta sekä ilmassa olevilta epäpuhtauksilta. Näiden vaarojen takia on työntekijän käytettävä kyseisiltä vaaraoilta suojaavia henkilösuojaimia sekä soveltuvia hitsausvaatteita. Hitsauksessa, plasmaleikkaamisessa sekä polttoleikkauksessa tarvittuja suojaimia ovat mm. hitsausmaski, suojalasit, visiirit, hitsauskäsineet, hitsausvaatteet ja hitsaukseen sopivat turvakengät.

Epäpuhtauksia hengitysilmassa kyetään vähentämään tehokkaalla ilmastoinnilla sekä hitsauskaasuimurilla. Hitsauksessa muodostuvat huurut sisältävät pieniä hiukkasia, jotka kykenevät tunkeutumaan keuhkoihin. Muita hitsauksessa haitallisia hitsauskaasuja, ovat mm. typen oksideja sekä otsonia.

Huomioitavaa on, että esim. säiliössä, on hengityksensuojaimena käytettävä aina soveltuvia motorisoitua paineilmalaitetta, koska erilaisten kaasujen pitoisuudet ovat yleensä erittäin suuret ja happipitoisuusvähäistä. Paineilmalaitteeksi tulee pääasiassa valita paineilmaletkulaite, joka tuottaa tarvittavan määrän ilmaa työtehtävän keston ajan. Paineilmaletkulaitteen muita hyötyjä on se, ettei erillistä puhallinta tarvitse kantaa mukana. Melu uhkaa myös hitsaajaa ja siksi onkin syytä käyttää kuulosuojaimia tai korvatulppia. Parhaimman suojaustason takaa puhtaat ja ehjät suojaimet ja vaatteet. Hitsauksen aikana suojaimet ja vaatteet likaantuvat helposti. Tästä syystä kaikki suojaimet on pidettävä puhtaana mahdollisuuden mukaan ja tarkastettava niiden kunto ennen käyttöä.

TILAA HITSAUSMASKI

Ammattilaiset ovat lähes vuosisadan ajan luottaneet Jackson Safety® hitsausmaskeihin ja henkilönsuojaimiin. Syy on yksinkertainen: Jackson Safety® on asettanut tavoitteekseen tarjota käyttäjille innovatiivisten turvallisuusratkaisujen, vertaansa vailla olevien ominaisuuksien, kestävän arvon ja mukavuuden varmistamista. Jackson Safety® tarjoaa laajan valikoiman turvallisuustuotteita jokaiseen työhön ja jokaiselle työntekijälle. Kaikki Jackson Safety® -tuotteet on testattu täyttämään tai ylittämään tiukat laatu- ja turvallisuusstandardit. Jackson Safety® valikoimista löytyy erilaisia hitsausmaskeja, automaatti hitsausmaskeja sekä ilmastoituja hitsausmaskeja niin ammattilaisille kuin myös harrastajille.

Katso koko Jackson hitsausmaski valikoima tästä.

HITSAUSVERHOT

Hitsaus aiheuttaa haitallista valoa sekä UV-säteilyä. Muut työntekijät ja sivustakatsojat voidaan suojata tehokkaasti käyttämällä hitsausverhoja. Hitsausverho antaa tehokasta suojaa, sekä estää hitsausvalon heijastumista. Hitsausverhon läpinäkyvyyden ansiosta hitsaaja ei koe itseään eristetyksi ja tämä on myös työturvallisuustekijä. Hitsausverho valmistetaan palamattomasta materiaalista joten hitsausverhot kestää hyvin hitsaus- sekä hiontakipinöitä. On syytä muistaa että hitsausverhot eivät kuitenkaan sovellu hitsauspeitteiksi.

HITSAUSVAATTEET

Hitsaaja kohtaa työssään erilaisia terveysriskejä sekä vaaroja. Koska hitsatessa käytetään pääasiassa lämpöä, voivat kuumat kappaleet aiheuttaa vakavia palovammoja. Hitsauspaikalla lentää usein kipinöitä, joilta on syytä suojautua niin mukavuuden kuin turvallisuudenkin vuoksi. Valokaari synnyttää kirkkaan valon, joka aiheuttaa UV-säteilyä. Tapaturmia voidaan ehkäistä noudattamalla huolellisuutta sekä työturvallisuusmääräyksiä. Hitsausvaatteiden tehtävänä on suojata käyttäjää hitsauskipinöiltä, lämpösäteilyltä, lyhytaikaiselta liekkikosketukselta sekä valokaaren aiheuttamalta UV-säteilyltä.

Hitsaajan suojavaatteet tulee täyttää standardin EN ISO 11611 mukaiset asetukset. Helpoin tapa suojautua kuumuudelta on käyttää joko nahkaisia hitsaajan vaateita tai soveltuvia hitsaajan haalareita. Hitsaajan muihin varusteisiin kuuluu myös laadukas hitsausmaski, hitsaushanskat, hitsaajan jalkineet, korvatulpat sekä hitsarin esiliina. Hitsausvaatteet ja suojausluokka valitaan pääasiassa hitsausmenetelmän mukaan. Hitsausvaatteet voidaan jakaa joko yksi- tai kaksiosaisiin hitsaajan vaateisiin. Näiden lisäksi hitsaaja voi käyttää tarpeen mukaan myös eriasia hitsaajalle tarkoitettuja lisäsuojia, kuten esimerkiksi hitsaajan esiliina, hitsaajan huppu tai hitsaajan lakki (esim. hitsaajan suikka), erilaisia hitsaajan nahkaisia hihasuojuojia sekä hitsaajan säärystimiä.