A.6 Hitsauksen suoritus 1

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
 SHY
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.
 SHY
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.
 SHY
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
 SHY
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,
PG Kiinteä putki,
vaaka-akseli,
vaaka-akseli,
pystyhitsaus ylöspäin pystyhitsaus alaspäin
PÄITTÄISHITSIT PUTKI-LIITOKSESSA
PA Pyörivä putki,
vaaka-akseli
PC Kiinteä putki,
pystyakseli
PF Kiinteä putki,
H-L045 Kiinteä putki,
PG Kiinteä putki,
vaaka-akseli,
kalteva akseli 45°
vaaka-akseli,
pystyhitsaus ylöspäin pystyhitsaus alaspäin kulmassa, ylöspäin
hitsaus
On myös olemassa hitsausasento J-L045 Kiinteä putki, kalteva akseli 45° kulmassa, alaspäin hitsaus.
 SHY
Hitsauksen teoriaopetus
A6 Hitsauksen suorittaminen
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 Nurkkaliitos
(päittäishitsi) (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
 SHY
6
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 45o 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.
 SHY
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
 SHY
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
Tasahitsi (yleensä viimeistelty pinta)
Kupuhitsi
Kouruhitsi
Juoheva ylimeno hitsin ja perusaineen välillä
Kiinteän juurituen käyttö
Poistettavan juurituen käyttö
 SHY
Merkki
Hitsauksen teoriaopetus
A6 Hitsauksen suorittaminen
Lisämerkkien sovellutusesimerkkejä
Hitsit
Tasa-V-hitsi
Hitsiä esittävä piirustus
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.
 SHY
Merkkiyhdistelmä
10
Hitsauksen teoriaopetus
A6 Hitsauksen suorittaminen
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.
 SHY
11
Hitsauksen teoriaopetus
Yhdistetty hitsausmerkki
Kun liitosmuoto vaatii erilaisia hitsausmerkkejä,
voidaan hitsausmerkintää täydentää
lisämerkintäviivoilla. Merkintä, joka on lähimpänä
viitenuolen kärkeä hitsataan ensin.
 SHY
A6 Hitsauksen suorittaminen
12