Mustan raudan Tig hitsaus aktiivisella kaasuseoksella

Viestiketju:
Mustan raudan Tig hitsaus aktiivisella kaasuseoksella

Yleisajattelija

Yleisajattelija

Kansalainen
Liittynyt
3 Joulukuu 2011
Viestit
898
Onko kukaan kokeillut mustaan rautaan Tig hitsausta pienellä CO2 pitoisuudella? Elektrodi kärvähtää tietty jos paljon CO2:sta, mutta joku 2-5% voisi mennä. Auttaisi tuossa öljyisen FE35:n hitsailuissa. Hankala kokeilla kun pitäisi ostaa eri pullo.
 
Ei ole tullut kokeiltua, kun alan kirjallisuus ei oikein diggaa ajatusta. Pieni CO[SUB]2[/SUB]-pitoisuus ei ehkä pahasti haittaa, mutta ei ole minkäänlaista käytännön havaintoa. Ei kai se auta kuin kokeilla. Hitsisulan hiilipitoisuuden kasvua saattaa tapahtua.
 
Ostin sitten Co2:ta ja kokeilin. Puhtaalla Co2:lla voi kyllä hitsata, mutta elektrodi kuluu lähes samaa tahtia kuin puikko. Tein "sekoitusventtiilin" T-kappaleesta ja kahdesta virtaussäätimestä. Vaikeaa sanoa mikä sekoitus tuli mutta 1l Co2 ja 5l argonia säätimiin tuotti hitsauskelpoista kaasua.

Kokeilu meni sekaisin, kun havaitsin, että olen käyttänyt liian pientä kaasulinssiä, se aiheuttaa näköjään salakavalasti huokoisuutta saumaan. No, tulipahan ainakin tuo huomattua.

Co2 tekee jonkin verran kipinää mutta ei roiskeita.

Täytyypä tilata lisää osia, niin saa säädöt kohdalleen.
 
Erinäisten kokeilujen jälkeen alkaa TIG hitsisauma onnistua. Yleisesti ottaen kuplintaa ja huokoisuutta hitsisaumaan tulee suojakaasupeiton tökkiessä epäpuhtauksien tuloksena. Jos saumassa ei ole epäpuhtauksia, se näyttäisi kestävän paremmin suojakaasusyötön "huojunnassa" tulevaa happea. Suojakaasupeiton järjestämisessä on kaasukuvulla ja linssillä huomattava merkitys, juurikaasun syöttö auttaa tietysti aina mutta sen saaminen järkevästi saumaan ei ole helppoa.

Myös elektrodin terävyys, tikun asento ja elektrodipuhalluksen oikea käyttö vaikuttaa jostain syystä myös sauman huokosten "kuolemiseen". Lantanium-elektrodeissa tuntuu kärjen muoilu "purevan" paremmin kuin ceriumilla, jonka valokaari jää levemmäksi samalla muotoilulla (tosin voi olla myös optista harhaa. koska kaaren valoisuudessa on iso ero). Jos sevin "pohja" puhkeaa, ilman juurikaasua ei pärjää. Seevin pohja kyllä kestää jonkin verran olla auki, ilmeiseti kaasukuvusta tuleva suojakaasu riittää jos rako ei ole kovin suuri.

Terävä elektrodi, työntävä liike ja oikea sikssak vaikuttavat merkittävästi huokoskaasujen poistumiseen saumasta. TIG:llä treenauksen jälkeen aloin käyttämään samaa tekniikkaa (ei elektrodin teroitusta, tietty) myös puikolla hitsatessa ja sauma parani hämmästyttävästi. Tarvitaan oikea siksak liike, puikon kuljetus, emäspuikko ja oikea virtamäärä, niin skulaa. Tuo oikea siksak mahdollistaa muuten huomattavasti suuremman virran joka helpottaa kaaren hallintaa.

Nyt ymmärrän, että oikeaa hitsaustekniikkaa on mahdoton dokumentoida niin hyvin, että pelkästään kirjaoppien perusteella voisi opetella hitsaamaan.

Lisäys: Hitsauskohteena suht "helppo" tapaus eli FE35 olkatappien kulumisten täyttöhitsaus (akselirautaa, ei karkaisua eikä lisäaineita). Täyttö onnistui hyvin ilman rajaa täytön ja perusaineen välillä. 55 vuoden öljy-vaseliinikylpy tuntuu hitsatessa mutta syntyvät huokoset saa kuoletettua pelkällä argonilla oikealla hitsaustekniikalla. Varsinainen testi tulee sitten kun täytetään karkaistun akselin kulumia.
 
Viimeksi muokattu:
Se onpi nimenomaan näin, hitsaamaan ei opita kirjaa lukemalla, vaan kokeilemalla ja erehtymällä.
Itsekkin hitsaillut kaikenlaista, työuraa parissa eri metallifirmassa 4-5vuotta ja telakalla (Perno, Turku) yli 7v, lopetin kyllästymiseen vuonna 2000
 
On noissa hitsausoppaissakin vikaa, jotenkin ohjeissa keskititytään epäolennaisiin asioihin. Olen kyllä jorissut ammattihitsareittenkin kanssa eivätkö he itsekään pysty sanomaan miten hitsaus pitäisi tehdä. Kävin joskus myös järeitä metallitöitä tekevässä virmassa jossa hitsaustyönjohtaja esitteli jauhekaarivermeitä ja hitsustyömenetelmiä. mutta eivätpä nuokaan tuntuneet oiiken tietävän mitä noissa valokaarissa tapahtuu.

Turhauttavaa on se, että käytännön korjaushitsaukset ovat kaikkein vaikeimpia ja niistä koko hitsausteorissa on pari esapin lehtistä. Hammaspyörien lohjenneiden hampaiden korjaushitsaus on kuninkuuslaji, luulisin. Noissa piireissä muuten ammattietiikka vaatii sitten, että hitsauksen viimeistely ja viimeistelyhionta tehdään käsivaralta pikkurälläkällä!
 
Maailma muuttuu. Nykyään on syntiä se, mikä joskus aiemmin oli kunniakasta. Aikoinaan metallia viilattiin ahkerasti, puhuttiin jopa metallinviilausaloista. Ainakin minulla on lentoteknisen aliupseerikoulun todistus, joka lupaa lyhentää puoli vuotta opiskeluaikaa noilla legendaarisilla metallinviilausaloilla.

Ei mene läpi nykyään. Viilari saa äkkiä monon kuvan persaukseen, jos nyt ylipäänsä saa jostakin sen viilan itselleen hankittua. Viilaaja = nysvääjä nykyajan oppien mukaan.

Pieni rälläkkä on nykyajan viila. Taitavissa käsissä sillä saa aikaiseksi pieniä ihmeitä.
 
Ja jopa ehkä isompiakin ihmeitä....:rolleyes:
 
Hitsailin tuota Fe35:n nostolaitesylinterin työntötankoa. Tig 1/3 Co2 + argon ja OK68.81. 50v öljykylvyssä lionnut karkaistu hiiliteräs joka ei periaatteessa ole hitsattavaa ainetta. Olin kuitenkin varsin tyytyväinen lopputulokseen. Tuo OK68.81 pitäisi olla muokkauslujittuvaa, joten kestänee tuossa paremmin kuin muutaman vuoden takainen normilankahitsi, joka oli jo alkanut kulumaan ja pinta purkaantumaan.

Tuossa OK68.81 on ollut kiusallinen "kukkakaalikasvuilmiö", mutta co2 näytti pitävän sen aisoissa. Sula on ihmeellistä hyytelöä, mutta hionnan jälkeen kyllä ehjän näköinen pinta. Tarttis tehdä lujuuskoe, tosin hankalaa pajaoloissa. Onkohan olemassa tee-se-itse-ja-tuhoa-kaikki hemmoille jotain särötestiä tms.?
 
Tuli vasta nyt mieleen yks asia.... jos valu kyseessä, sehän on huokoista, jossain määrin ainakin, olisko parempi, jos kappaleen ensin pesun jälkeen kuumentaisi 2-300 asteiseksi ja välillä antais jäähtyä ja pestä mahdollinen "hikoiluöljy" pois ?
Siis pelkkää hunteeramista, ja olettamusta, voiko valurauta "imeä" itseensä öljyä senverran, että se pitäisi "hiostaa" kuuumentamalla kunnolla ensin pois ??
 
Valuraudassa on kyllä sen verran huokoista tilaa, että öljy on aina ongelmaksi. Väittävät, että hiilikaaritalttaamalla saisi parhaan tuloksen railon valmistuksessa. Hiottu railo kyllä pyrkii kuohumaan niin, että pitää hitsata ja hioa useamman kerran.

Android & Tapatalk
 
Sain hankittua tuhon "hitsauskoelaitteeseen" rotametrit. Nyt mitatut kaasumäärät lienevät lähellä todellisuutta.

Kyllä tuo on todettava, että co2 tekee terää huokosiin ja "kukkakaaliin". 1.6mm tikku kestää co2:sta tuonne 50% saakka kohtuudella ja 20% ei enää juurikaan eroa puhtaasta argonista.

Rosterilla tuo ei toimi, seos syö peltiä liikaa. Auttaa kyllä musta-rosteri sekahitsauksessa kukkakaaliin.

Ihmettelen, ettei hitsausteoria tunne moista mikstuuraa.
 
Noh, tutkitaampas nyt sitten tätä...

Co2 on normilämpötilassa epäaktiivinen kaasu, mutta 2000 asteessa se hajaantuu co:ksi ja o:ksi. Käyttäytyy raudan valmistuksessa näin:

fi.wikipedia.org/wiki/Masuuni‎

"Tämä tunnetaan Boudouardin tasapainoreaktion nimellä. Kuumuudessa myös kalkkikivi hajoaa, ja tuottaa lisää hiilidioksidia, joka pelkistyy koksin läpi kulkiessaan hiilimonoksidiksi:

CaCO3 → CaO + CO2
CO2 + C → 2 CO

Hiilen palaminen hiilidioksidiksi on eksoterminen reaktio, jolloin masuunin sydämessä lämpötila kohoaa noin 1500 °C tietämille. Le Chatelierin periaatteen mukaisesti endoterminen hiilimonoksidi on kuitenkin vallitseva hiilen oksidi korkeissa lämpötiloissa, ja hiilidioksidi pelkistyy hiilimonoksidiksi. Hiilimonoksidi kulkee rautaoksidin läpi, pelkistäen sen metalliseksi raudaksi, joka muodostaa eutektisen seoksen hiilen kanssa, sulaa masuunin pesässä noin 1100 °C tienoilla, ja vajoaa masuunin pohjalle. Eri reaktiot tapahtuvat vyöhykkeittäin (ks. kaaviokuva)"

Tilanne lienee tuo kun hitsisula jäähtyy, valokaaressa lämpötila on suurempi. Tuosta löytyy lisää tietoa valokaaren ominaisuuksista:

"valokaarikuumennus.pdf" (googlella löytyy)

Olennaista on, että valokaaren lämpötila on 3000-15000 astetta, ja se että anodi lämpiää aina enemmän -> tilanne ei ole sama mig ja tig hitsauksessa.
Asialla on käytönnön merkitystä mm. hitsin kovuudessa (mig hitsi on tunnetusti kovempaa kuin perusaine).

Tuossa Tigille annetaan kaaren lämpötilaksi 6100 astetta.

Tuolta löytyy sulan lämpötilat:

http://mandata.pp.fi/Hitsaus/Artikkelit/B6.pdf‎

Lisäainepisaran lämpötila on n. 2000-2500 astetta ja sulan lämpötila n. 2000 astetta.

Kaasujen liukoisuus sulaan rautaan löytyy tuolta:

http://www.valuatlas.fi/tietomat/docs/vtp_sulatus_valuviat.pdf
www.valuatlas.fi/tietomat/docs/vtp_sulatus_sulamet.pdf

Noissa väitetään, että valuraudassa olennaisin kaasuhuokosia synnyttävä kaasu on co joka syntyy liuenneen hapen reagoidessa valuraudassa olevan hiilen kanssa. Saattaa olla sama ongelma hiiliteräksiä hitsatessa.

Joka tapauksessa happi on ongelma, jos sitä joutuu sulaan ja myös vähemässä määri typpi -> sulaan päässyt ilma aiheuttaa huokoisuutta -> suojakaasun peitto on olennaista.

Pointti lienee kuitenkin tuon co:n voimakkaasti pelkistävä vaikutus. Asia on kyllä ristiriitainen, koska tuo irronnut happiatomi on vastaavasti superaktiivinen hapetin.

Tuolta löytyy tietoa, että korkeissa lämpötiloissa voi tapahtua jopa spontaani pelkistyminen:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Ellinghamin_diagrammi

Nyt puuttuu vain hypoteesi siitä, mitä tuolle agressiiviselle happiatomille tapahtuu!

Hapen plasmafysiikkaa:

http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_cleaning

Tig:n valokaaren spektrianalyysistä selviäisi mitä tavaraa siinä on, hitsauslasin läpi katsottuna väri vääristyy ja ulompi huntu peittänee kuuman sisäosan.

Tig-hitsauksen alu-rosteri otsoniongelmasta päätellen tuo happiatomi muodostaa otsonia (O3), ja happikaasuplasmassa on joku tasapainotila eri happimolekyylien kanssa. Luonnollinen co:n hapetus ei ilmeisesti ole Le Chatelierin periaatteen mukainen valokaaren lämpötilassa. Mutta miksi tuota otsonia ei sitten synny mustan raudan Tig hitsauksessa?

https://fi.wikipedia.org/wiki/Ruostuminen

Ruosteen yleisin hapetusluku on kolmenarvoinen, joten sieltä taitaa tulla tarvittava parillinen atomi!
 
Tuo valokaaren lämpötila taitaa olla aika radikaalisti erillainen TIG ja MIG/MAG hitsauksessa, ja sitten puikko taitaa olla kylmin valokaareltaan, koska monessa kohtaa sillä saa esim OK 48.00 puikolla paljon vahvemman sauman kuin MIG/MAG hitsauksella, umpilangan ollessa kyseessä.
Samoin sauman sitkeys on puikon puolella myötörajoineen, ja myös sovattavuuden osalta....
 
Tuo eri napaisuus tehnee suurimman eron. Migillä työkappaleen lämmitys jää helposti vajaaksi. Aiheutti mm. onnettomuuden Orivededen huoltoaseman rakennustöissä vaikka oli ammattihitsari. Myös lisäaineen joutuminen valokaaren suurimman lämpötilan alueelle pieninä pisaroina aiheuttanee hiilen liukenemista -> kova sauma -> hitsirajamurtuman vaara.
 
Mielenkiintoisia kokeiluja. CO2:n -lisäys MAG-hitsauksessa parantaa hitsauksessa epäpuhtauksien (ruoste, ym) sietoa. Näköjään sitten myös TIG-hitsillä toimii.
 
borg sanoi:
Näköjään sitten myös TIG-hitsillä toimii.
Klikkaa laajentaaksesi...

Vaikea vielä sanoa. Toimivuus on moniulotteinen asia, mm. co2:n käytöstä (säästösyistä) autoteollisuudessa on raportoitu pahoja korroosio-ongelmia.

Varsinaisesti paras mustankin hitsaukseen lienee joku noista uusista plasmahitsausvermeistä, jossa muodostetaan sisäkkäisten kaksoissuuttimen avulla kapea erillinen plasmasuihku. Varsinainen suojakaasu syötetään ulommasta suuttimesta plasmasuihkun ulkopuolelle. Mielenkiintoista noissa on se, että myös plasmakaasu on argonia tai sen sekoitetta.

Käytännössä co2 lisäys tig-hitsauksessa muodostaa myös valokaareen samantyyppisen mutta leveämmän plasmapuhalluksen, jolloin päästään puikkohitsausta muistuttavaan tilanteeseen. Valokaaripuhalluksella aukaistaan railoa pohjaan saakka ja siksakilla valutetaan sulaa syntyvään rintaukseen. Erillisessä co2 syötössä on etuna seoksen säätö, jolla puhalluksen määrään pääsee vaikuttamaan. Puhtaalla argonilla tulee ongelmaksi puhalluksen puuttuminen, jolloin railon alaosaa ei pääse puhdistamaan valokaaren puhalluksella. Lisäaineen valutus ei tahdo nyt onnistua, koska rintaukseen jää huokoskökköjä. Huokosten uudelleenlämmitys yleensä vain pahentaa tilannetta.

Argonillakin tuon huokosettoman sauman tekeminen onnistuus jos pinnat ovat täysin puhtaita ja railo on koko matkalta tasamuotoinen. Kumpikaan ehto ei vain ole käytännön realiteetti.

Tuolla lisää co2:n hajaantumisesta plasmassa.

http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/publication/trans-jwri/pdf/391-03.pdf
 
Tuossa kaasuhitsausliekin osat:

http://www.autotieto.net/kaasuhitsaus/liekki.htm

Olennaista on tuo hapettava ja pelkistävä huntu samassa liekissä.

Tekisi mieleni väittää, että tigillä co2 ympillä pitää pyrkiä siihen tilanteeseen, että keskellä oleva plasmapuhallus on hapettava ja reunaosan suojakaasu voimakkaasti pelkistävä.

Hapettava keskiosa on hyvin kuuma ja se hapettaa epäpuhtaudet sulasta.

Reunaosa pelkistää ruosteen ja poistaa happijäämät sulasta.

Jos tuo toimii, niin nuorrutusterästen hitsauksessa hapetus vähentää hiiltä ja pelkistys poistaa hapen jolloin co-kuohuntaa ei pääsisi käymään, puikon cr/nikkeli estää karkaisumurtumat.
 
Keskustelin erään yrittäjä/hitsarin kanssa ja tuli esille että hänkin on havainnut 18% co2 misonin käyvän paremmin mustan hitsaukseen kuin puhtaan argonin. Hän mainitsi seoksen kuluttavan hieman elektrodia, mutta olevan selvästi parempi mm. juuri em. puhallusvaikutuksen takia. Hemmo hitsailee varsin vaativia rakenteita mm. ydinvoimaloihin ja tuulimyllyjen osiin joten luulisin tietävän mitä puhuu.

Olisi toivottavaa, että joku Suomalainen hitsausalan koulutus-/tutkimuskeskus tutkisi asiaa.
 
Sinun täytyy kirjautua tai rekisteröityä voidaksesi vastata.
Takaisin
Ylös