TIG-hitsaus sopii teollisuudessa etenkin ohutlevyihin, putkiliitosten juuripalkoihin ja tarkkuutta vaativiin hitseihin. Materiaali ohjaa virran ja suojakaasun valintaa, mutta paksun liitoksen täyttöpaloissa TIG:n pieni lisäaineentuotto voi puoltaa toista menetelmää.
Mitä TIG-hitsaus on ja miten menetelmä toimii?
TIG-hitsauksessa valokaari palaa sulamattoman volframielektrodin ja työkappaleen välissä. Suojakaasu estää hitsisulan ja elektrodin hapettumista. Liitos voidaan tehdä sulattamalla reunat yhteen ilman lisäainetta; käsinhitsauksessa lisäaine syötetään erikseen hitsisulaan, ei polttimen kautta kuten MIG/MAG-hitsauksessa. TIG-hitsausta voidaan tehdä käsin, mekanisoidusti tai robotilla liitoksen ja tuotantotavan mukaan.
Menetelmässä käytetään tasa- tai vaihtovirralla toimivaa vakiovirtalähdettä. Sen ominaisuus auttaa rajoittamaan virran nousua, jos elektrodi koskettaa työkappaletta hitsauksen aikana.
Mitä materiaaleja TIG-menetelmällä voidaan hitsata?
TIG-menetelmällä hitsattavia materiaaleja ovat esimerkiksi hiiliteräs, ruostumaton teräs, kupari, titaani ja monet alumiiniseokset. Materiaaliryhmä ei silti yksin kerro, soveltuuko tietty seos sulahitsaukseen.
Ero on tärkeä erityisesti alumiinissa. Useimmat muokattujen alumiiniseosten 1xxx-, 3xxx-, 5xxx- ja 6xxx-sarjojen laadut ovat sulahitsattavia, samoin esimerkiksi keskilujan 7xxx-sarjan 7020. Sen sijaan lujia laatuja 7010 ja 7050 sekä useimpia 2xxx-sarjan seoksia ei suositella sulahitsattaviksi halkeilutaipumuksen vuoksi. Siksi tarkka seoslaatu on tunnistettava ennen menetelmän valintaa.
Milloin TIG-hitsauksessa käytetään tasa- tai vaihtovirtaa?
Virtamuoto valitaan materiaalin perusteella. TIG-menetelmästä käytetään muun muassa DC-TIG-, AC-TIG- ja pulssi-TIG-muotoja.
| Virtamuoto | Tyypillinen valintaperuste |
|---|---|
| Tasavirta, DC-TIG | Sopii esimerkiksi hiiliteräkselle, ruostumattomalle teräkselle, kuparille ja titaanille. Volframielektrodi kytketään yleensä miinusnapaan, jotta se ei ylikuumene. |
| Vaihtovirta, AC-TIG | On tavallinen valinta alumiinille, koska se auttaa hajottamaan sitkeää pintaoksidia. Negatiivinen tasavirta ei anna vastaavaa puhdistusvaikutusta. |
Alumiinin oksidikerros sulaa noin 2 000 °C:ssa, kun perusaineen sulamislämpötila on 660 °C. Ero selittää, miksi oksidikerroksen käsittely vaikuttaa virtamuodon valintaan.
Miten TIG-hitsauksen suojakaasu valitaan?
Puhdas argon on yleinen lähtökohta: se sopii kaikille TIG-hitsattaville materiaaleille, helpottaa valokaaren syttymistä ja tuottaa vakaan, kapean valokaaren. Argonilla hitsattaessa lämmöntuonti ja tunkeuma ovat kuitenkin suhteellisen pieniä. Jos liitos vaatii enemmän lämmöntuontia, vaihtoehtona on argon–heliumseos; esimerkiksi paksun kuparin hitsauksessa voidaan käyttää myös puhdasta heliumia. Valokaaren sytyttäminen heliumilla on vaikeampaa kuin argonilla, joten sytytystapa ja -asetukset on otettava huomioon.
Kaasulisät ovat materiaalikohtaisia valintoja. Pieni vetylisä voi parantaa hitsisulan juoksevuutta ja lisätä tunkeumaa, mutta ferriittisten tai ferriittis-austeniittisten terästen suojakaasuun vety ei sovi vetyhalkeiluriskin vuoksi. Runsasseosteisten austeniittisten terästen ja superduplex-terästen hitsauksessa mahdollista typpihäviötä voidaan kompensoida lisäainelangan koostumuksella tai, ilman lisäainetta hitsattaessa, suojakaasun typpilisällä. Kaasun valintaan vaikuttavat siis myös materiaalin tarkka laatu ja lisäaineen käyttö.
Mitkä ovat TIG-hitsauksen tärkeimmät käyttökohteet teollisuudessa?
Putket ja putkistot ovat TIG-hitsauksen keskeisiä käyttökohteita. Pieni valokaari auttaa hallitsemaan tunkeumaa putkihitsin juuripalossa ja sopii myös ohutlevyn hitsaukseen. Putkiliitoksessa menetelmää ei tarvitse valita samalla perusteella jokaiseen palkoon: juuren hallinta ja liitoksen täyttäminen ovat eri tehtäviä.
TIG on suhteellisen hidas, mutta sen siisti hitsausjälki puoltaa menetelmää näkyviin jäävissä ja erityistä tarkkuutta vaativissa liitoksissa. Sitä käytetään myös erityisen ohuiden materiaalien ja titaanin hitsaukseen esimerkiksi lentokone-, avaruus- ja ohutlevyteollisuudessa. Ratkaisevaa on, tarvitaanko juuri TIG:n tarjoamaa sulan ja tunkeuman hallintaa.
Mitkä tekniset rajoitukset ja kustannustekijät vaikuttavat TIG-hitsauksen valintaan?
Paksuus ja palkojen määrä muuttavat menetelmien välistä vertailua. TIG:n lisäaineentuotto voi olla pieni, jolloin puikko- tai MIG-hitsaus sopii paremmin paksun materiaalin tai paksuseinäisen putken täyttöpalkoihin, vaikka TIG olisi perusteltu juuripalkoon.
| Valintatilanne | Mitä se merkitsee toteutukselle |
|---|---|
| Ohut tai tarkkuutta vaativa liitos | TIG:n hallittu valokaari voi olla tärkeämpi valintaperuste kuin lisäaineentuotto. |
| Paksu, useita täyttöpalkoja vaativa liitos | Pieni lisäaineentuotto voi lisätä työn määrää; täyttöön kannattaa verrata puikko- tai MIG-hitsausta. |
| Käsinhitsaus | Hitsaaja liikuttaa poltinta toisella kädellä ja syöttää lisäainetta toisella, mikä lisää hallittavia työvaiheita. |
Myös työympäristö voi muuttaa valintaa. Suurtaajuuskipinällä tehtävä valokaaren sytytys voi häiritä lähellä olevia ohjausjärjestelmiä ja mittalaitteita. Herkässä ympäristössä lift arc -sytytys on arvioitava vaihtoehtona ennen työn toteutusta.
Millaisia TIG-hitsaukseen liittyviä palveluja ja laadunhallintaa MHplan tarjoaa?
Me MHplanilla tarjoamme TIG-hitsaukseen liittyviä palveluja ja huolehdimme hitsaustöiden laadunhallinnasta.
Teemme teollisuuden hitsaustöitä TIG-, MIG/MAG- ja puikkomenetelmillä Varkauden konepajallamme ja asiakkaan tiloissa. Orbitaalihitsauksemme on mekanisoitua TIG-hitsausta: hitsaaja asentaa hitsauspään putkiliitokseen, minkä jälkeen pää kiertää liitoksen esiasetetuilla hitsausarvoilla. Se on yksi tapa toteuttaa putkiliitos, mutta kaikki putkiliitokset eivät sovellu orbitaalihitsaukseen.
IWS-pätevä hitsauskoordinaattorimme valvoo projektien hitsauslaatua, ja hitsausprosessimme täyttävät ISO 3834-2 -vaatimukset. ISO 3834-2:2021 käsittelee metallisten materiaalien sulahitsauksen kattavia laatuvaatimuksia sekä konepajassa että asennuspaikalla. Projektin laatujärjestelyjen lisäksi yksittäiseen työhön tarvittavat hitsaajan pätevyydet ja hitsausmenettelyt on tarkistettava materiaalin, liitoksen ja valitun menetelmän mukaan.
TIG-hitsauksen soveltuvuuden arviointi
Suunnitellun työn toteutusta voi tiedustella MHplanin hitsauspalvelun kautta. Kun yhteydenotossa ovat mukana materiaalin tarkka laatu, liitosmuoto, ainevahvuus, työpaikka ja projektin laatuvaatimukset, TIG-menetelmän soveltuvuus sekä työhön tarvittavat pätevyydet voidaan tarkistaa juuri kyseistä liitosta varten.