Fronius TIG Training Documents [ET]

Download

Page 1

/ Perfect Welding / Solar Energy / Perfect Charging

KAARKEEVITUS SULAMATU

ELEKTROODIGA INERTGAASIS

KEEVITUSKURSUS

M1,02,0004,ET

1Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“

Page 2

HUVITAVAID FAKTE SULAMATU ELEKTROODIGA INERTGAASKAARKEEVITUSE AJALOO KOHTA

Magneesiumi ja magneesiumisulamite (mis on väga tule ohtlikud) keevitamiseks kasutab ameeriklane Russel

1940

Meredith esimest korda volframelektroodi ja kaitsegaasina heeliumit. Ta annab sellele uuele kee vi tusprotsessile nimeks „Heliarc“. See on kaar lahen du sega faasimisprotsessi edasiarendus.

1943

1944

1945

Antud USA-s omaksvõetud protsess võetakse tarvitusele Suurbritannias.

Alumiiniumi ja selle sulamite keevitamiseks kasutatakse järjest enam vahelduvvoolul töötavaid vooluallikaid.

USA-s avastab T. E. Piper, et kõrgsageduse lisamine keevitusvoolule hõlbustab kaare süttimist ja stabiliseerumist. Samuti avastab ta, et heeliumi asemel võib kasutada argooni.

1950

Kaitsegaasiga TIG-keevitust kasutatakse esmakordselt Saksamaal. Erinevalt USA-st kasutatakse heeliumi asemel pigem argooni. Seetõttu saab selle protsessi nimeks „Argonarc“.

2Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 3

1950

Alates

1962

TIG-keevitust täiustatakse pidevalt: elektroodide koos tis muutub, vooluallikaid arendatakse edasi ja keevitus põletite valik laieneb, et hõlmata lülitus funktsioo nidega mudeleid, traadisöötjaid, vesijahutust ja muid parendusi.

Vene erialakirjanduses mainitakse esmakordselt impulss tehnoloogiat, kus keevitusvool võngub põhi voolu ja tipp voolu väärtuse vahel sagedusel, mida on võimalik reguleerida.

Järgnevatel aastatel keskenduvad Suurbritannia ja USA teadlased järjestikku koos Venemaaga TIGimpulss tehnoloogiale.

TIG-keevituse jaoks mõeldud impulsstehnoloogia arene misega muutub keevitusprotsess üha mehhani seeritumaks, kuni see on täielikult mehhaniseeritud.

3Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 4

SISUKORD

HUVITAVAID FAKTE SULAMATU ELEKTROODIGA INERTGAAS-KAARKEEVITUSE AJALOO KOHTA ................................... 2

TERE TULEMAST! .................................................................................................................................................................. 7

1. ÕPPE-EESMÄRGID ................................................................................................................................................... 8

2. PÕHITEADMISED: MATERJALIDE ÜHENDAMINE .................................................................................................... 9

3. KEEVITUSPROTSESS „SULAMATU ELEKTROODIGA KAARKEEVITUS INERTGAASIS“ ........................................ 10

3.1 Terminid ....................................................................................................................................................... 10

3.2 Omadused ja kasutusalad ........................................................................................................................... 10

3.3 Seadmestik ja tööpõhimõte ......................................................................................................................... 11

3.4 TIG-keevituse eelised ja puudused ............................................................................................................. 13

3.5 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 13

4. KEEVITUSASENDID ................................................................................................................................................ 14

4.1 Määratlus ....................................................................................................................................................14

4.2 Klassiﬁ katsioon ...........................................................................................................................................14

4.3 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 15

5. ELEKTER JA KAARKEEVITUS SULAMATU ELEKTROODIGA INERTGAASIS .......................................................... 16

5.1 Elektrivool .................................................................................................................................................... 16

5.2 Elektripinge .................................................................................................................................................16

5.3 Elektritakistus ..............................................................................................................................................17

5.4 „Ohmi seadus“ ............................................................................................................................................. 17

5.5 Ahelad .........................................................................................................................................................18

5.6 Lühis ............................................................................................................................................................ 19

5.7 Pinge ja voolu tüübid ................................................................................................................................... 20

5.7.1 Alalispinge ................................................................................................................................................... 20

5.7.2 Alalisvool .....................................................................................................................................................20

5.7.3 Vahelduvpinge ............................................................................................................................................. 21

5.7.4 Vahelduvvool ............................................................................................................................................... 21

5.8 Keevitusvooluahel ....................................................................................................................................... 22

5.9 Kaare süütamine ......................................................................................................................................... 22

5.9.1 Süütamine kontakti teel (SOFTStart süütamine) ......................................................................................... 22

5.9.2 Puutevaba süütamine .................................................................................................................................23

5.10 Polaarsus TIG-keevitusel ............................................................................................................................24

5.10.1 TIG-keevitus alalisvooluga .......................................................................................................................... 24

5.10.2 TIG-keevitus vahelduvvooluga .................................................................................................................... 25

5.11 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 26

6. VOOLUALLIKA TEHNOLOOGIA .............................................................................................................................. 27

6.1 Vooluallikas .................................................................................................................................................27

6.1.1 Invertervooluallikad (TransTig ja Magic Wave) ...........................................................................................27

6.1.2 Andmeplaat ................................................................................................................................................. 29

6.2 Keevituspõletid ............................................................................................................................................ 29

4Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 5

6.2.1 Gaasjahutusega keevituspõletid .................................................................................................................30

6.2.2 Vesijahutusega keevituspõletid ...................................................................................................................30

6.3 Volframelektroodid ......................................................................................................................................31

6.3.1 Volframelektroodide tüübid ..........................................................................................................................31

6.3.2 Volframelektroodide lihvimine .....................................................................................................................33

6.4 Kaugjuhtimispult .......................................................................................................................................... 34

6.5 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 35

7. LISAMATERJAL ...................................................................................................................................................... 36

7.1 Lisamaterjali vardad TIG-keevituseks ......................................................................................................... 36

7.2 TIG-keevituse lisamaterjali varraste standardiseerimine ............................................................................37

7.2.1 Lisamaterjali vardad legeerimata ja peeneteralistele terastele vastavalt standardile DIN EN ISO 636 ...... 37

7.2.2 Korrosioonikindlate ja kuumuskindlate teraste lisamaterjali vardad vastavalt standardile

DIN EN ISO 14343 ...................................................................................................................................... 37

7.2.3 Lisamaterjali vardad alumiiniumi ja alumiiniumsulamite keevitamiseks vastavalt standardile

DIN EN ISO 18273 ...................................................................................................................................... 37

7.3 TIG-keevituse kaitsegaasid ......................................................................................................................... 38

7.3.1 Argoon (Ar): ................................................................................................................................................. 39

7.3.2 Heelium (He): .............................................................................................................................................. 39

7.4 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 40

8. PÜSIVOOLU JA PÜSIPINGE TUNNUSJOON ............................................................................................................ 41

8.1 Püsivoolu (CC) ja püsipinge (CV) tunnusjoon ............................................................................................. 41

8.2 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 42

9. TIG KEEVITUSVOOLUALLIKA FUNKTSIOONID ...................................................................................................... 43

9.1 TIG keevitusvooluallika juhtelemendid ........................................................................................................ 43

9.2 Kahe- ja neljataktiline režiim .......................................................................................................................43

9.2.1 Juhised kaheetapilise režiimi kasutamiseks ................................................................................................ 43

9.2.2 Juhised neljaastmelise režiimi kasutamiseks .............................................................................................. 44

9.3 RPI süütamine ............................................................................................................................................. 44

9.4 Traageldamisfunktsioon (TAC) .................................................................................................................... 45

9.5 Balansi seadistamine ..................................................................................................................................46

9.5.1 33% balanss ................................................................................................................................................ 46

9.5.2 15% balanss ................................................................................................................................................ 46

9.5.3 50% tasakaal ............................................................................................................................................... 47

9.6 TIG impulsskeevitus .................................................................................................................................... 47

9.7 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 49

10. LIITE ETTEVALMISTUS ........................................................................................................................................... 50

10.1 Keevisliite proﬁ ilid ........................................................................................................................................50

10.2 Keevitamine ilma lisamaterjali ja servade ettevalmistuseta ........................................................................51

10.3 Keevitamine lisamaterjaliga, ent ilma servade ettevalmistuseta ................................................................. 52

10.4 Keevitamine lisamaterjaliga ja servade ettevalmistusega ........................................................................... 52

10.5 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 53

11. MATERJALIDE TIG-KEEVITUS ................................................................................................................................ 54

11.1 Legeerimata ja madallegeeritud terase TIG-keevitus..................................................................................54

11.2 Kõrglegeeritud teraste TIG-keevitus ............................................................................................................55

5Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 6

11.3 Alumiiniumi ja magneesiumi TIG-keevitus ..................................................................................................57

11.4 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 58

12. TIG-KEEVITUSE PROTSESSIVARIANDID ................................................................................................................ 59

12.1 Orbitaalkeevitus ..........................................................................................................................................59

12.1.1 Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed ....................................................................................... 60

12.1.2 Avatud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed ........................................................................................ 61

12.2 Külma traadiga TIG-keevitus (Cold Wire) ....................................................................................................62

12.3 TIG-kuumtraatkeevitus ................................................................................................................................ 63

12.4 Speed Clad pealekeevitusprotsess ............................................................................................................. 65

12.5 Samaaegne kahepoolne keevitamine .........................................................................................................66

12.6 ArcTig keevitus ............................................................................................................................................67

12.6.1 ArcTig keevituse põhimõte .......................................................................................................................... 67

12.6.2 ArcTig keevituspõletid .................................................................................................................................69

12.7 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 69

13. TIG-KEEVITUSE DEFEKTID ..................................................................................................................................... 70

13.1 Poorid .......................................................................................................................................................... 70

13.2 Volframipesad .............................................................................................................................................71

13.3 Kokkusulamatus .......................................................................................................................................... 71

13.4 Oksiidipesad ................................................................................................................................................ 72

13.5 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 72

14. TIG-KEEVITUSE JAOKS OHUTU TÖÖKOHA LOOMINE ........................................................................................... 73

14.1 Tööohutus ...................................................................................................................................................73

14.2 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 73

15. ÕNNETUSTE ENNETAMINE JA TERVISEKAITSE ..................................................................................................... 74

15.1 Kaare kiirgusest põhjustatud ohud .............................................................................................................. 74

15.2 Elektrivoolude poolt põhjustatud ohud ........................................................................................................76

15.2.1 Tühijooksu pinge .........................................................................................................................................76

15.2.2 Kaitsemeetmed elektrivooluga töötamisel ................................................................................................... 77

15.3 Ohtlike ainete ja aurude poolt põhjustatud ohud ......................................................................................... 77

15.4 Kontrollküsimused ....................................................................................................................................... 78

SÕNASTIK .............................................................................................................................................................................. I

6Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 7

TERE TULEMAST!

Meil on hea meel, et olete huvitatud meie sulamatu elektroodiga inertgaaskaarkeevituse koolitusest.

Soovime Teie koolitust toetada käesoleva koolitusdokumentatsiooni abil. Järgnevatel lehekülgedel leiate TIG-keevituse kohta palju kasulikku teavet. Saate otsida vajaliku informatsiooni ja leida küsimustele õigeid vastuseid.

Loodame, et naudite oma koolitusprogrammi ja soovime teile igakülgset edu!

WBA rahvusvaheline meisterkoolitaja Josef Kreindl

Kui teil on koolitusmaterjalide sisu kohta küsimusi, võtke meiega ühendust:

Fronius International GmbH

Froniusplatz 1 4600 Wels Austria

Josef Kreindl

Welding Business Academy Tel: +43 7242 241 3200 kreindl.josef@fronius.com

Kontaktandmed materjali sisuga seotud küsimuste kohta

7Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 8

1. ÕPPE-EESMÄRGID

Olles läbinud keevituskursuse „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“ täies mahus, teate selle keevitusprotsessi kohta palju:

Teate, millised on TIG-keevituseks vajaminevad seadmed.

Teate, kuidas toimib TIG-keevitusprotsess ja kuidas seda läbi viiakse.

Oskate selgitada seadme iga komponendi ja tarviku eesmärki ning kuidas

neid kasutada.

Tunnete TIG-keevitamise põhitõdesid ja erinevaid kaare süütamise tehnikaid.

Oskate valida keevitustööga sobivat voolutüüpi, polaarsust, kaitsegaasi ja

elektroodi.

Olete tuttav erinevate vooluallikate lülituste ja funktsioonidega ning nende

kasutamisega.

Tunnete TIG-protsessi eripärasid erinevate materjalide keevitamisel.

Oskate kirjeldada keevitustöid, mida tehakse lisametalliga ja ilma selleta.

Olete kursis erinevate keevitusprotsessi variatsioonidega.

Teate, kuidas keevisõmblusi õigesti ette valmistada.

Olete teadlik võimalikest probleemidest, mis võivad TIG-keevitamisel tekkida.

Tunnete keevitusdefekte ja teate, kuidas neid vältida.

Tunnete ära võimalikud ohud ja teate ohutu käsitsemise ning ohutu töötamise

meetodeid.

Kas soovite rohkem teada saada?

Suurepärane! Koolitus võib alata!

Alustame!

8Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 9

2. PÕHITEADMISED:

MATERJALIDE ÜHENDAMINE

Eksisteerib mitmesuguseid tootmisprotsesse, mille hulka kuuluvad materjalide vormimine, eraldamine, katmine ja ühendamine.

Vastavalt standardile DIN 8580 „Tootmisprotsessid - mõisted ja määratlused, jagu nemine”, moodustavad ühendusmaterjalid põhirühma, mis hõlmab kõiki protsesse, kus ühendatakse (liidetakse) kaks või enam geomeetriliselt määratletud kujuga tahket eset püsivalt üksteisega.

Materjalide ühendamisel tehakse vahet lahtivõetavate ja püsi- liidete vahel.

Näited lahtivõetavatest liidetest:

kruvid, tihvt- ja poltühendused, kiilud.

Näited püsiliidetest:

keevitamine, kõvajoodisjootmine, liimimine, neetimine.

Teine materjalide liitmise klassiﬁ tseerimise viis on seotud liite

tüübiga. Siin eristatakse jäiku, proﬁ il- ja pressliiteid.

Jäigad liited loovad ühenduse materjalis endas. Nende hulka kuuluvad

keevisliited ja joodetud liited.

Lahtivõetavad ja püsiliited

Jäigad-, proﬁ il- ja

pressliited

Proﬁ il-liited kasutavad komponentide ühendamiseks nende kuju. Nende hulka kuuluvad konksud ja aasad.

Pressliiteid hoiavad koos hõõrdejõud.

9Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 10

3. KEEVITUSPROTSESS „SULAMATU

ELEKTROODIGA KAARKEEVITUS INERTGAASIS“

3.1 Terminid

Keevitusprotsessil „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“ on erinevaid nimetusi:

KASUTUSALA KIRJELDUS

Ülemaailmne standard DIN EN ISO 4063

Saksamaa

Ühendkuningriik Tungsten Inert Gas Welding (TIG-W)

USA Gas Tungsten Arc Welding (GTA-W)

Tabel 1: TIG-keevituse erinevad nimetused.

TIG-keevitust saab kasutada kõikide keevitatavate materjali dega ja paljude erinevate keevitustööde puhul.

Welding process with number 141

Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen)

3.2 Omadused ja kasutusalad

TIG-keevitus on äärmiselt mitmekülgne, seda peetakse sulatuskeevitusprotsessiks ja see on universaalselt rakendatav. Kuna TIG-keevitust saab teha nii käsitsi kui mehhaniseeritud kujul, kasutatakse seda sageli tarindite ja toruliinide ehitamisel ning lennundustööstuses. Veelgi enam, TIG-keevitus on alati esimeseks valikuks rakendustes, kus on kõige rangemad kvaliteedinõuded, näiteks torustike keevitamisel reaktorite ehituses.

TIG-keevitusega saab liita peaaegu kõiki metalle.

TIG-keevitus sobib kasutamiseks paljudes rakendustes.

TIG-keevituses kasutatakse kontsentreeritud, väga stabiilset kaart ja kaitsegaasi. Need kaks aspekti võimaldavad sooritada väga puhta keevituse. Kasutatav kaitse gaas kaitseb sulametalli õhuhapniku mõju eest. Selle tulemuseks on kvali teetne keevismetall ja ühtlane, pritsmevaba, ilma räbuta keevisõmblus. Kuna TIG-keevitamine ei tekita keevitusgaase, pole see protsess tervisele nii ohtlik.

Teiseks eeliseks on see, et TIG-keevituses on sageli võimalik ilma lisamaterjalita hakkama saada.

Kaar ja kaitsegaas

10Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 11

Joonis 1: TIG-keevitus mahutite ehituses.

Joonis 2: TIG-keevitus toruliinide ehituses.

Joonis 3: TIG-keevitus monteerimis töödel.

TIG-keevituseks sobivad põhimaterjalid on roostevabad terased, alumiinium ja niklisulamid ning õhukesed alumiinium- ja roostevabast terasest lehed.

Mehhaniseeritud traadisöötja abil on võimalik saavutada kulutõhusad keevituskiirused 4 mm ja õhemate lehtede korral. Mida paksem materjal, seda väiksem on kulutõhusus. Kui kasutatakse paksemat kui 4 mm lehtmaterjali, on TIGprotsess soovitatav ainult juureläbimi tegemiseks. Sel juhul on täiteläbimite keevitamiseks parem kasutada võimsamaid protsesse, näiteks MIG/MAGkeevitust või räbustikaarkeevitust.

Paljude TIG-keevitusrakenduste jaoks saab kasutada impulsskeevitusvoolu. See mitte ainult ei takista põhimaterjali ülemäärast sulamist, vaid hoiab ära ka sellega seotud keevisõmbluse purunemise. Lisaks hõlbustavad impulsid juureläbimi kontrolli õhukeste lehtede kasutamisel, kuna põhimaterjal sulab sammhaaval ja tardub seejärel uuesti.

3.3 Seadmestik ja tööpõhimõte

TIG-keevitusel kasutatavad peamised materjalid

Impulsid

Seadmestik: kahepooluselise vooluallika korral ühendatakse töödetail ühe poolusega ja volframelektroodiga keevituspõleti teise poolusega. Volfram elektrood ühendatakse poolusega keevituskaabli abil, samas kui töödetail ühendatakse vooluallikaga maanduskaabli abil (joonis 4).

TIG-keevituseks võib kasutada alalis- või vahelduvvoolu.

1 Võrguühendus 2 Vooluallikas 3 Keevituskaabel 4 Maanduskaabel 5 Keevituspõleti 6 Töödetail 7 Lisametall 8 Kaar 9 Kaitsegaasiballoon

Joonis 4: TIG-keevituse tööpõhimõte.

11Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 12

TIG-keevitusel tekitab keevituskuumuse elektrikaar. Keevituskaar on kaarlahen dus, läbi mille voolab elektrivool. Kaarlahenduse tekkeks peab elektroodi ja detaili vaheline gaas olema ioniseeritud.

Tööpõhimõte: TIG-keevitusel antakse vajalik vool volframelektroodi kaudu. See elektrood on kuumakindel ja ei sula. Elektrood tekitab kaare, mis soojendab ja vedeldab materjali. Kaitsegaasi düüs asub volframelektroodi ümber (joonis 5).

a Volframelektrood

-poolus

+poolus

Joonis 5: Keevituspõleti detailvaade.

b Keraamiline gaasidüüs

Kaar

Volframelektrood ei sula.

Düüsist väljuv gaas kaitseb kuumutatud materjali keemiliste reaktsioonide eest õhuhapnikuga. See tagab keevismetalli nõutud tugevuse ja vastupidavuse.

TIG-keevituses kasutatakse kaitsegaasidena väärisgaase (argooni või heeliumi) või nende segusid. Kõik eelmainitud gaasid on mittereaktiivsed, nagu ütleb ka nende tehniline nimetus „inertgaas“.

Kuna volframelektrood ei sula, söödetakse TIG-keevituses lisamaterjali käsitsi või mehhaniseeritult välise traadisöötja abil, kas tilkhaaval või pidevalt. On oluline jälgida, et keevitustraat oleks kogu aeg kaitsegaasi keskkonnas. Kui keevitatav liide on väga kitsas, pole lisaainena keevitustraati tavaliselt vaja kasutada.

TIG-käsikeevitus toimub mõlemat kätt kasutades: keevituspõletit hoitakse ühes käes ja samal ajal söödetakse teise käega lisamaterjali. See tähendab, et TIGkäsi keevitus nõuab suuri oskusi ja kogemust.

Kaitsegaas ja selle mõju

TIG-keevituseks kasutatavateks kaitsegaasideks on väärisgaasid argoon või heelium või nende segud.

12Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 13

3.4 TIG-keevituse eelised ja puudused

+ Argooni ja heeliumi kasutamisel

räbu ei teki.

PuudusedEelised

- Protsess nõuab kõrget

vilumust.

+ Pritsmeid ei teki.

+ TIG-keevitus loob visuaalselt

väga kena keevisõmbluse.

+ TIG-keevitust saab kasutada

kõigis keevitusasendites.

+ TIG-keevitus tagab

keevisõmbluse optimaalse

- TIG-keevituse puhul on

keevituskiirus alati madal.

- Rooste ja mustuse

eemaldamine liite ettevalmistamisel on ülioluline.

- Protsess ei sobi paksude

töödetailide keevitamiseks.

kvaliteedi ja klassi.

3.5 Kontrollküsimused

Millised on TIG-käsikeevituse peamised rakendused?

Millise paksusega peab olema materjal, et mehhaniseeritud traadisöötjaga

TIG-keevitusel saavutataks kulutõhusaid keevituskiirusi?

Käesoleva keevitusprotsessi eelised ja puudused ülevaatlikult

Kuidas tuleks paksu seinaga materjalide puhul teha täite- ja pinnaläbimid

pärast TIG-keevitusega tehtud juureläbimit?

13Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 14

4. KEEVITUSASENDID

4.1 Määratlus

Komponentide kokkukeevituse viisi põhjal eristatakse kahte põhimõtteliselt erinevat keevitusmeetodit:

1. Põkkõmblus

2. Nurkõmblus

Põkkliidete korral asuvad komponendid üksteisest 180° nurga all ning keevi-

tatakse seetõttu tasapinnal. Selleks, et keevisõmblus läbiks kogu töödetaili (kui materjal on paksem kui 5 mm), faasitakse materjal esmalt, tekitades ühendatavate töödetailide vahele V-kujulise ava.

Nurkõmbluste puhul asuvad liidetavad komponendid üksteise suhtes nurga all (tavaliselt täisnurga all). Sõltuvalt komponentidevahelise ühenduse tüübist eristatakse mitmesuguseid nurkõmbluse tüüpe, nagu näiteks katteliide, servaliide, võrkliide, T-liide või välimine nurkliide.

Põkkõmblus

Nurkõmblus

Keevitusasendid kirjeldavad keevisõmbluse asendit keevitusprotsessi ajal.

Iga keevitusasend nõuab konkreetset keevitustehnoloogiat, mis võib omakorda mõjutada keevituspõleti ja/või voolutugevuse valikut.

Keevitatavate töödetailide ja keevituspõleti asendi kombinatsioon õmbluse suhtes võimaldab väga laia valikut keevitusasendeid.

4.2 Klassi katsioon

Keevitusasendid on klassiﬁ tseeritud vastavalt rahvusvahelisele standardile DIN

EN ISO 6947. Kooskõlas selle standardiga rakendatakse erinevate keevitus-

asendite rahvusvahelist klassiﬁ katsiooni (joonis 6):

PA All-asendis põkk- ja

nurkõmblus

PB Alumine nurkasend PC Horisontaalasend PD Ülemine nurkõmbluse asend PE Laeasend

PF Alt-üles vertikaalasend PG Ülalt-alla vertikaalasend PH Torude keevisõmblused,

alt-üles keevitus

PJ Torude keevisõmblused,

ülalt-alla keevitus

Keevitusasendite määratlus

Keevitusasendite

klassiﬁ katsioon

vastavalt standardile DIN EN ISO 6947.

14Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 15

kinnitatud toru, ülevalt-alla (5F ülalt-alla*)

plaat, allasend (1F*)

pöörlev toru, allasend (1FR*)

plaat, alumine nurkasend (2F*)

kinnitatud toru, alt-üles asend (5F alt-üles*)

J-L045 kinnitatud toru kaldasend, ülalt-alla keevitusasend (6G ülalt-alla*)

J-L045 kinnitatud toru kaldasend, alt-üles keevitusasend (6G alt-üles*)

kinnitatud toru, alt-üles asend (5G alt-üles*)

plaat, ülalt-alla asend (3F ülalt-alla*)

plaat, alt-üles asend (3F alt-üles*)

kinnitatud toru, ülalt-alla asend (5G ülalt-alla*)

plaat, ülalt-alla asend (3G ülalt-alla*)

plaat, alt-üles asend (3G alt-üles*)

plaat, allasend (1G*)

plaat, laeasend

pöörlev toru, allasend (1G*)

plaat, laeasend (4G*)

kinnitatud toru, alumine nurkasend (2F*)

plaat, horisontaal asend (2G*)

kinnitatud toru, ülemine nurkõmbluse asend (4F*)

pöörlev toru, alumine nurkasend (2FR*)

plaat, horisontaalasend

kinnitatud toru, horisontaalasend (2G*)

toru, ülemine nurkõmbluse asend (4F*)

Joonis 6: Keevitusasendid vastavalt standardile DIN EN ISO 6947.

4.3 Kontrollküsimused

Vastavalt standardile DIN EN ISO 6947, mis on lehtmetalli alt-üles

keevitusasendi lühend?

Vastavalt standardile DIN EN ISO 6947, mis on lehtmetalli laeasendis

keevitamise lühend?

15Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 16

5. ELEKTER JA KAARKEEVITUS SULAMATU ELEKTROODIGA INERTGAASIS

TIG-keevituse puhul on oluline mõista vooluahelaid ja keevitusvooluahelaid ning olla teadlik nende sarnasustest ja erinevustest.

5.1 Elektrivool

Sümbol: I Ühik: Amper (A)

Vool on negatiivselt laetud laengukandjate (elektronide) suunatud liikumine. Valemi sümbol I kirjeldab vooluhulka, mis liigub läbi juhi ristlõike kindla ajavahe miku jooksul.

Voolu liikumapanemiseks on vajalik elektripinge. Pinge genereeritakse kahe erinevalt laetud pooluse vahel ja see on sarnaselt veesurvele liikumapanev jõud, mis põhjustab elektrilaengu liikumise. Mida kõrgem pinge, seda rohkem voolu saab liikuda.

Takistus on pinge „vastane“, kuna takistuse kohtamisel pinge väheneb.

Aatomite tuumas asuvad prootonid ja neutronid ning aatomi mitmest kihist koosneval kestal asuvad elektronid. Prooton on positiivse laenguga, neutronil laeng puudub ja elektronil on negatiivne laeng. Kuigi prootonite, neutronite ja elektronide arv on iga materjali puhul erinev, on aatomituum alati positiivse laenguga.

Kokkulepitud liikumissuund (nt joonistel) on plusspooluselt miinus poolusele. Tegelik füüsikaline liikumissuund on miinuspooluselt pluss- poolusele.

5.2 Elektripinge

Sümbol: U Ühik: Volt (V)

Aatomid, prootonid ja elektronid

Voolu kokkulepitud ja tegelik liikumissuund

Elektripinge tekib kahe vastaslaenguga punkti vahel, näiteks positiivse ja negatiivse pooluse vahel.

16Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 17

Erineva suurusega laengud üritavad voolu liikumise kaudu üksteist tasa kaalustada. Seda erinevust nimetatakse pingeks. Mida kõrgem pinge, seda suuremaid vahemaid saab ületada. Vool saab liikuda ainult pinge olemasolul.

Valemi sümbol U tähistab elektrilaengu erinevuse suurust.

5.3 Elektritakistus

Sümbol: R Ühik: Oom (Ω)

Elektritakistus tähistab, kui palju elektronide liikumine aeglustub voolu liikumisel. Takistus on seega elektrijuhtivuse pöördväärtuseks: kõrge elektrijuhtivusega materjalidel on väike takistus, halbadel elektrijuhtidel on kõrge takistus.

Elektripinge tekitab elektrivoolu.

Kõikidel ainetel on elektronide liikumise suhtes erinev takistus. Tehakse vahet juhtide, pooljuhtide ja mittejuhtide vahel. Elektrijuhtide puhul (metallid jne) elektrilaengu kandjad liiguvad. Mittejuhtides (nt klaas või kumm) on elektrilaengu kandjad liikumatud.

5.4 „Ohmi seadus“

Ohmi seadus sai nime Georg Simon Ohmi järgi, kes selle avastas. Ta tõestas, et voolu, pinge ja takistuse vahel eksisteerib lineaarne suhe:

1. Elektriline voolutugevus ja elektripinge sõltuvad üksteisest.

2. Püsitakistusel suurenevad voolutugevus ja pinge proportsionaalselt.

3. Püsivoolu korral on pinge ja takistus üksteisega proportsionaalsed: mida

suurem on takistus, seda kõrgem on pinge.

4. Püsipinge korral on voolutugevus takistusega pöördvõrdeline: takistuse

suure nedes voolutugevus väheneb.

Juhid, pooljuhid ja mittejuhid

Ohmi seadus on seega järgmine: U = R x I

„Ohmi seadus“

17Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 18

5.5 Ahelad

Elektriahel koosneb vähemalt ühest vooluallikast ja erinevatest elektrilistest komponentidest, mida saab omavahel ühendada.

Ahela põhikomponendid:

Pinge- ja/või vooluallikas võimsusgeneraatorina (vooluallikas,

aku, dünamo jne)

Elektritarbijad (mootor, lamp jne), mis on üksteisega

ühendatud juhtmete abil

Lülitid

Juhtmed

Eksisteerib kahte erinevat tüüpi ahelaid:

Ahela põhikomponendid

1. Suletud ahelad

2. Avatud ahelad

Suletud ahelas on eraldiseisvad elemendid üksteisega ühendatud sellisel viisil, et laengut saab transportida: vool liigub (joonis 7).

I: Vool

Pingeallikas/generaator

Elektritarbija

A: Ampermeeter S: Lüliti R: Takisti/kaitse

: Voolu liikumise suund

Joonis 7: Suletud ahel.

Vooluahela variandid

Suletud ahel

18Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 19

Avatud vooluahelas on ühendus katkestatud, mis tähendab, et elektrivool ei liigu (joonis 8). Katkestus võib toimuda tahtlikult lüliti abil või juhtuda tahtmatult, näiteks lahtise kontakti, puuduva juhtme vms tõttu.

Pingeallikas/generaator

Elektritarbija

A: Ampermeeter S: Lüliti R: Takisti/kaitse

Joonis 8: Avatud ahel.

5.6 Lühis

Elektrilühis (joonis 9) on elektrilise toite- või pingeallika kahe pooluse vaheline peaaegu takistuseta ühendus. Lühise korral langeb pinge peaaegu nullini.

Avatud ahel

Lühise tekkimisel saavutab elektrivool oma maksimaalse väärtuse (algne lühise vool). See vool on piiratud ainult juhtme takistuse ja võimsus- või pinge allika sisetakistusega.

Pingeallikas/generaator

Elektritarbija

Lühis

A: Ampermeeter S: Lüliti R: Takisti/kaitse

Joonis 9: Lühis.

Lühis

19Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 20

5.7 Pinge ja voolu tüübid

5.7.1 Alalispinge

Kokkuleppeliselt ja joonistel liigub vool alati pingeallika plusspooluselt mii nuspoolusele. Kui pooluste polaarsus ei muutu ja elektrivoolu liikumissuund jääb samaks, nimetatakse seda alalispingeks.

Alalispinge on elektripinge, mille tugevus (väärtus) ja suund (polaar sus) ei muutu (joonis 10).

5.7.2 Alalisvool

Erinevad nimetused:

SAKSA KEELES

RAHVUSVAHELINE NIMI

LÜHEND

SÜMBOL

Tabel 2: Alalisvoolu erinevad nimetused.

Alalisvool on elektrivool, mille tugevus (väärtus) ja suund (polaarsus) ei muutu (joonis 10).

Alalispinge määratlus

Gleichstrom

Direct current

Alalisvoolu määratlus

Pinge

Vool

Joonis 10: Alalisvool ja alalispinge.

Segavoolu, mille peamiseks komponendiks on alalisvool, nimetatakse samuti alalisvooluks, seda juhul kui voolukõikumised on kasutuseesmärgi jaoks kaduv väikese tähendusega.

20Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 21

5.7.3 Vahelduvpinge

Eksisteerivad pingeallikad (nt pistikupesad), kus polaarsus muutub perioodiliselt. Pinge muutumise tõttu muutub ka elektrivoolu liikumissuund. Sellisel juhul on tegemist vahelduvpingega.

Vahelduvpinge on elektripinge, kus tugevus (väärtus) ja suund (polaarsus) muutuvad regulaarselt ja perioodiliselt (joonis 11).

5.7.4 Vahelduvvool

Erinevad nimetused:

SAKSA KEELES

RAHVUSVAHELINE NIMI

LÜHEND

SÜMBOL

Tabel 3: Vahelduvvoolu erinevad nimed.

Vahelduvvool on elektrivool, mille tugevus (väärtus) ja suund (polaarsus) muutuvad regulaarselt ja perioodiliselt. Positiivsete ja negatiivsete väärtuste perioodilise kordumise tõttu on keskmine voolutugevus ajas null (joonis 11).

Vahelduvpinge määratlus

Wechselstrom

Alternative current

Vahelduvvoolu määratlus

Eksisteerib erinevat tüüpi vahelduvvoolusid. Vahelduvpinge lainekuju kirjeldab vahel dumise suurust. Puhasteks vaheldumissuurusteks on täisnurklaine, trapetsoid laine, kolmnurklaine, sinusoidne laine või kõigi nende variantide segu.

Pinge

Vool

90 ° 180 °

Joonis 11: Vahelduvvool ja vahelduvpinge.

270 °

360 °

21Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 22

5.8 Keevitusvooluahel

Keevitusvoolusahel käitub elektriahelana, mis tähendab, et Ohmi seadus kehtib ka keevitusvooluahela kohta.

Ent keevitusvooluahel koosneb elektriahelaga võrreldes erinevatest komponen tidest.

Keevitusvooluahela komponendid on järgmised:

Vooluallikas

TIG-keevituspõleti

Volframelektrood

Töödetail

Keevitusvooluahel käivitab kaare moodustamise, ilma milleta pole TIG-keevitus võimalik.

Keevitusvooluahelas kasutatakse keevitusvoolu jaoks valemi sümbolit Is (A), samas kui Us (V) tähistab keevituspinget.

5.9 Kaare süütamine

Keevitusvooluahelas on madal tühijooksupinge – seda õnnetuste vältimiseks. Ent kaar ei saa selle madala pinge tõttu iseseisvalt süttida ja vajab seetõttu pilootkaart.

Keevitusvooluahela komponendid

Pilootkaared hõlbustavad esmast süütamist keevitusprotseduuri alguses.

Selleks, et elektroodi ja töödetaili vahele moodustuks kaar, peab nendevaheline tsoon elektrit juhtima. See tekib kas tahtliku lühise (kontakti teel süütamise) või kõrgepinge (puutevaba süütamise) kaudu.

5.9.1 Süütamine kontakti teel (SOFTStart süütamine)

SOFTStart süütamise korral puudutatakse töödetaili volframelektroodiga (joonis 12). See kontakt algatab keevitusvooluallikas keevitusprotsessi. Kui elek trood seejärel töödetaililt aeglaselt eemaldatakse, tõuseb keevitusvool eelsea distatud väärtusele.

Kaart saab süüdata kas kontakti kaudu või puutevabalt.

22Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 23

Sellega süüdatakse kaar ja algab keevitusprotsess. SOFTStart süütamise korral tuleb hoolikalt jälgida, et keevismetallis ei moodustuks soovimatuid volframipesi (joonis 12).

Joonis 12: Süütamine kontakti teel (SOFTStart süütamine).

5.9.2 Puutevaba süütamine

TIG-keevituses süüdatakse kaar tavaliselt puutevabalt. Siin kasutatakse süütamiseks ajutiselt rakendatud kõrgepingeallikat (kõrgsagedusega süütamine). Need kõrgepinge impulsid on aktiivsed ainult süütamisfaasis.

TIG-keevitusel süüdatakse kaar tavaliselt puutevabalt ning volfram elektrood ja töödetail ei puutu üksteisega kokku.

Puutevabal süütamisel (joonis 13) vallanduvad üksteise järel kõrgsagedusimpulsid. See tekitab sädeme, mis edastatakse töödetailile ja süütab kaare.

Kõrgsagedusliku süütamise järjestus:

1. Asetage gaasidüüs süütamispunkti nii,

et volframelektroodi ja töödetaili vahele jääks umbes 2–3 mm vahe.

2. Vajutage põleti päästikut.

3. „Kõrgsagedussisendi mähise“ kaudu muu-

de takse impulsikondensaatori laadimispinge väärtusele umbes 12 KV.

TIG-keevituses süüdatakse kaar tavaliselt puutevabalt.

Puutevaba süütamise järjestus

Joonis 13: Puutevaba süütamine.

Kõrgsagedussüütamisel ei puutu volframelektrood ja töödetail üks teisega kokku. Järelikult ei teki seda tüüpi süütamise korral volframi kahjustusi põhimaterjalil ja volframelektroodi ots ei kahjustu.

23Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 24

5.10 Polaarsus TIG-keevitusel

Keevitusvooluallika puhul on positiivne poolus alati kuumem pool, samas kui negatiivne pool on külmem.

5.10.1 TIG-keevitus alalisvooluga

TIG-keevitust alalisvooluga kutsutakse ka TIG DC keevituseks.

TIG-keevitusel alalisvooluga ühendatakse miinuspoolus volframelektroodiga. See tähendab, et elektrood pole üle koormatud ja moodustub stabiilne kaar. Kuumem plusspoolus ühendatakse töödetailiga. Kuna vabad elektronid liiguvad volframelektroodilt töödetailile, tekitatakse suurem osa soojusest töödetailil ja elektrood puutub kokku vaid vähese hulga kuumusega.

Alalisvooluga tehtud TIG-keevitusprotsess on väga madala müratasemega ja kaar põleb stabiilselt ja vaikselt. Tulemuseks on hea läbikeevitusega kitsas keevisõmblus.

Plusspoolus on alati kuumem poolus.

TIG DC keevitus

Elektroodi plusspolaarsusega ja miinuspolaarsusega ühen-

da tud elektroodi võrdlus:

kui volframelektroodiga keevitatakse plusspolaarsusel voolutuge vusel 50 A, läheb tarvis 4,8 mm läbimõõduga volframelektroodi. Selle tulemuseks on aga ülekuumenenud volframelektrood, töödetaili väga väike läbikeevitus ja ebastabiilne kaar.

Kui volframelektroodiga keevitatakse miinuspolaarsusel voolutugevusel 50 A, läheb tarvis 1,6 mm läbimõõduga volframelektroodi. Tulemuseks on külmem volframelektrood, töödetaili sügav läbikeevitus ja väga stabiilne kaar.

Alalisvooluga TIG-keevitust kasutatakse peaaegu kõikide metallide puhul. Eriti hästi sobib see legeeritud teraste ja värviliste metallide - näiteks messingi või vase keevitamiseks.

Erandid kehtivad alumiiniumi, magneesiumi ja muude kergmetallide keevitamisel. Need keevitatakse vahelduvvooluga TIG-keevitusprotsessiga.

TIG-keevitus alalisvooluga sobib praktiliselt kõikidele metallidele.

Vahelduvvoolu kasutatakse kergmetallide TIGkeevituseks!

24Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 25

5.10.2 TIG-keevitus vahelduvvooluga

Vahelduvvooluga TIG-keevitust kasutatakse alumiiniumi ja magneesiumi keevitamiseks. Põhjuseks on asjaolu, et alumiiniumit iseloomustab metalli kõrge külgetõmme hapniku suhtes, mille tagajärjel moodustub viivitamatult oksiidikiht kõikidele õhuga kokkupuutuvatele pindadele.

Oksiidikihi (Al

) sulamistemperatuur on umbes 2050 °C, alumiiniumi enda sula-

2O3

mistemperatuur aga olenevalt sulamist umbes 650 °C. Kui materjalil on oksiidikiht, pole keevisliidet võimalik luua, kuna metall voolab sealt tilkade kujul maha. Vahelduvvool hävitab või tõrjub oksiidikihi, muutes keevitamise seeläbi võimalikuks.

Vahelduvvooluga TIG-keevitust tuntakse ka TIG AC keevituse nime all.

„Puhastav pooltsükkel“ (plusspoolusel olev elektrood) vaheldub „jahutava pooltsükliga“ (miinuspoolusel olev elektrood). Antud vaheldumise tagajärjel oksiidi kiht lõhustatakse ja elektrood laetakse samaaegselt piisavalt suure voolutugevusega.

On erandjuhtumeid, kus kergmetalle keevitatakse alalisvooluga TIG-keevituse abil. Sellistel juhtudel ühendatakse volframelektrood miinuspoolusega ja kaitsegaasina kasutatakse heeliumi.

TIG AC keevitus

Puhastav pooltsükkel ja jahutav pooltsükkel

Ioon

Ion

Polaarsus

Elektron

Materjal

Material

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 660 °C

bei ca. 660 °C

Polarität

Oksiidikiht

Oxid-Schicht

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 2015 °C

bei ca. 2015 °C

Joonis 14: „Puhastavas pooltsüklis“ on elektrood ühendatud plusspoolusega.

Ioon

Ion

Elektron

Materjal

Material

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 660 °C

bei ca. 660 °C

Polaarsus

Polarität

Oksiidikiht

Oxid-Schicht

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 2015 °C

bei ca. 2015 °C

Joonis 15: „Jahutavas pooltsüklis“ on elektrood ühendatud miinuspoolusega.

25Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 26

5.11 Kontrollküsimused

Mis nime kannab elektripinge ühik?

Mis nime kannab elektrivoolu ühik?

Mis tüüpi elektrivoole ja -pingeid eksisteerib?

Mis tüüpi elektrivoole kasutatakse TIG-keevituses?

Miks ei tohiks volframelektroodi ühendada plusspoolusega?

Millist mõju avaldavad TIG-keevituses kõrgepinge impulsid?

26Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 27

6. VOOLUALLIKA TEHNOLOOGIA

6.1 Vooluallikas

TIG-keevitus nõuab suurt voolutugevust ja madalat elektripinget. See tähendab, et kasutada tuleb keevitusvooluallikat. Keevitusvooluallikad muudavad võrgust tuleva (kõrge pinge ja madala voolutugevusega) voolu keevitamiseks sobivaks vooluks. Lisaks vastutavad keevitusvooluallikad võrgust tuleva vahelduvpinge alaldamise (välja arvatud püsivoolutrafode korral) ja keevitusvoolu reguleerimise eest. Kaasaegsed keevitusvooluallikad on digitaalselt reguleeritavad ja või maldavad astmeteta muudetavaid vooluseadistusi. See on oluline erineva pak suse ga lehtmetalli keevitamisel.

Keevitusvooluallika ülesanded

Joonis 16: Keevitamiseks valmis olevad TIG-keevitusseadmed.

TIG-keevituseks saab kasutada järgmist tüüpi keevitusvooluallikaid:

6.1.1 Invertervooluallikad (TransTig ja Magic Wave)

Kaasaegsed invertervooluallikad võimaldavad kiiret reageerimist keevitusprotsessis toimuvate le muutustele.

Invertervooluallikad (joonis 18) esindavad kaasaegseimat tehnika taset. Võrgupingest loovad seadmed kõrge sagedusega impulsspinge.

Invertervooluallikate puhul alaldatakse võrgupinge vahetult pealülitist allavoolu (siit ka nimi inverter) ja jagatakse seejärel transistori etapis. See etapp, tuntud ka primaarse võimsusmooduli nime all, töötab sagedusel 40 kHz (isoleeritud paisuga bipolaarse transistoriga trafod - IGPT trafod) kuni 100 kHz, sõltuvalt seadme tüübist. See tähendab, et keevitustrafo sagedus pole mitte 50 Hz, vaid kuni 40 000 Hz.

Joonis 17: Selgelt loetav displei.

Joonis 18: Invertervooluallikas.

Invertervooluallikate töö

27Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 28

See pinge tuleb keevitustrafosse, mille saab tänu kõrgsagedusele ehitada kerge, kompaktse ja tõhusa seadmena.

Invertervooluallikatel on alaldi. Trafo väljundvoolu madal voolupulsatsioon võimal dab seadme kompaktset ehitust. Invertervooluallikate puhul koosneb alaldi seega ainult juhtimatutest dioodidest.

Joonis 19: Invertervooluallika töö.

1: Sisend: sinusoidne

vahelduvvool

2: Alaldi (primaarne) 3: Puhverdamine ja lülitused 4: Muundamine 5: Alaldi (sekundaarne) 6: Silumine 7: Keevitusväljund

TIG-keevituse vooluallikaid saab nende omaduste ja ehituse tõttu kasutada ka käsikaarkeevitusel.

TIG-keevituseks on põhimõtteliselt kaks erinevat seadmemudelit:

1. TransTig vooluallikad

2. MagicWave vooluallikad

TransTig vooluallikad on kulutõhusad. Neid kasutatakse alati juhul, kui keevitusprotsess nõuab alalisvoolu.

MagicWave vooluallikad on keeruka ehitusega. Neid saab kasutada nii vahelduvvoolu- kui alalisvooluga keevitusel, mis tähendab, et nendega saab keevitada kõiki metalle.

TransTIG vooluallikad

MagicWave vooluallikad

28Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 29

6.1.2 Andmeplaat

Andmeplaat (joonis 20), mida mõnikord nimetatakse ka „tüübisildiks“, on tootja poolt vooluallika külge kinnitatud tuvastusmärgis. Andmeplaat sisaldab

andmeid, mis vooluallika tuvastavad, kirjeldavad ja klassiﬁ tseerivad. See teave

teavitab keevitajat, millistel tingimustel saab seadet kasutada.

Keevitusvoolu sümbol (--- alalisvool ~ vahelduvvool)

Vooluallika ehituse plokkskeemi

sümbol (nt inverter)

Keevitusprotsessi sümbol

Kaitseklass

Avatud ahela pinge

Maks. esinev pinge piik

Võrguvoolu sümbol

Joonis 20: TIG-vooluallika andmeplaat.

Andmeplaat sisaldab olulist teavet vooluallikaga töötamise kohta.

Standardsed tootjapoolsed tehnilised andmed

Võimsusvahemik Töötsükkel

Primaarne sisendvool koos maks. keevitusvooluga Primaarne sisendvool väärtusel 100% DC

Nõutav võrgukaitsme suurus

6.2 Keevituspõletid

TIG-keevituspõleti südamikuks on sulamatu, kuumuskindel volframelektrood. See elektrood tekitab kaare, mis soojendab ja vedeldab materjali. Volfram elektroodi ümber on düüs, millest väljub kaitsegaas. Väljuv gaasivool kaitseb kuumutatud volframelektroodi ja kuumutatud põhimaterjali keemiliste reaktsioonide eest õhu hapnikuga.

TIG-keevituspõletile mõjuv koormus sõltub sellest, kas keevitamisel kasutatakse alalisvoolu (DC) või vahelduvvoolu (AC). Vahelduvvoolu korral on koormus kõrgem.

TIG-keevituspõleteid tuleb jahutada. Eksisteerib kaks erinevat jahutussüsteemi:

1. Vesijahutusega keevituspõletid

2. Gaasjahutusega keevituspõletid

TIG-keevituspõleti ehitus ja tööpõhimõte

Uutel, „intelligentsetel“ TIG-keevituspõletitel (joonis 21) on kaugjuhtimispult ja ekraan. See võimaldab keevitajal keevituskohas vastavad parameetrid seadistada ning kuvada või redigeerida eelprogrammeeritud töid. Ekraanil kuvatakse parameetrid digitaalsel kujul (joonis 22). Mõnel juhul saab samal kaabli paketil kasutada erineva suurusega põletipäid (joonis 23).

29Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 30

Joonis 21: Ergonoomiline TIG-keevituspõleti.

Joonis 22: Ekraan. Joonis 23: Vahetatav põletipea.

6.2.1 Gaasjahutusega keevituspõletid

Gaasjahutusega keevituspõletid ühendatakse vooluallikaga standardse pistiku abil (joonis 21). Jahutus toimub kaitsegaasi ja ümbritseva õhu toimel. Kuna gaas jahutusega keevituspõletid ei sõltu jahutusvedelikust, sobivad need põletid hästi välitöödel kasutamiseks.

Sõltuvalt töötsüklist saab gaasjahutusega keevituspõleteid kasutada keevitusvooludega vahemikus 150 kuni 200 A. Suuremate koormuste puhul muutuksid keevituspõleti mõõtmed ja kaal liiga suureks.

Ettevaatust! Gaasjahutusega TIG-keevituspõletite ülekoorma-

mi sel võivad metallosad sulada ja keraamiline gaasidüüs puruneda.

6.2.2 Vesijahutusega keevituspõletid

Keevituspõleti kuumaks muutuvate osade jahu tamiseks kasutatakse jahutusvedelikku, mis ringleb läbi jahutussüsteemi (joonis 24). Vedeliku jahutussüsteem paigaldatakse üldjuhul vooluallika alla. Vesijahutusega keevituspõletitel on suhteliselt väikese rist lõikega keevitus voolukaabel, mis asub vee tagasi voolu voolikus. Selle tulemusel on need keevituspõletid kergemad kui gaasjahutusega põletid.

Joonis 24: Vedeliku jahutussüsteem.

Gaasjahutusega keevituspõletid sobivad hästi välitöödel kasutamiseks.

Oluline ohutusjuhis!

Vesijahutusega keevituspõleteid kasutatakse keevitusvooluga vahemikus umbes 150-500 A. Lisaks voolutugevusele on olulise tähtsusega ka töötsükkel, kui teeme otsust, kas kasutada vesijahutusega keevituspõletit.

Joonis 25: Standardne keevituspõleti pistik.

30Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 31

6.3 Volframelektroodid

6.3.1 Volframelektroodide tüübid

Volframil on teiste puhaste metallidega võrreldes kõrgeim keemistemperatuur ja kõrgeim sulamistemperatuur.

Volframelektroodidel peaksid olema järgmised omadused:

Hea süütamis- ja taassüütamisvõime

Püsiva kaare loomine

Pikk kasutusiga

Suur voolukoormus

Universaalsed rakendusvõimalused alalisvoolu ja

vahelduvvoolu jaoks

Volframelektroode toodetakse paagutamise teel. Elektroodide käitumist ja kasu tus iga saab mõjutada neile oksiide lisades. Seda protsessi nimetatakse akti veerimiseks.

Volframelektroodi süütamisvõime võtmeks on „elektroni tööfunktsioon“. Elektroni tööfunktsioon tähistab jõudu, mis on vajalik ühe elektroni vabastamiseks volfram elektroodi aatomi ühendusest.

Madal elektronide tööfunktsioon tähendab, et kasutada tuleb ainult vähest jõudu ja kaart saab hõlpsalt süüdata. Seda elektronide tööfunktsiooni saab oksiidilisanditega aktiveerimise abil veelgi vähendada. Oksiidilisandite teiseks positiivseks mõjuks on elektroodi suurenenud kuumuskindlus.

Volframelektroodide omadused

Aktiveerimine

Elektronide tööfunktsioon

Oksiidilisandite mõju

Näited oksiidilisanditest:

Lantaanoksiid: La Tseerium (III) oksiid: Ce2O Tseerium (IV) oksiid: CeO Tooriumdioksiid: ThO Tsirkooniumoksiid: ZrO

2O3

Oksiidid peaksid volframelektroodis olema jaotatud võimalikult ühtlaselt (homogeenselt).

Rahvusvaheline standard DIN EN ISO 6848 annab teavet õige elektroodi va li mi seks. Kooskõlas selle standardiga on allpool kirjas kõige tavalisemad elektroodi tüübid koos nende lühendite ja värvikoodidega.

Näited oksiidilisanditest

31Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 32

LÜHEND OKSIID

WP – – 99,9 Roheline

WC 20 Tseeriumoksiid 1,8 - 2,2 Jääk Hall

WL 10 Lantaanoksiid 0,8 - 1,2 Jääk Must

WL 15 Lantaanoksiid 1,3 - 1,7 Jääk Kuldne

WL 20 Lantaanoksiid 1,8 - 2,2 Jääk Sinine

WT 10 Tooriumoksiid 0,8 - 1,2 Jääk Kollane

WT 20 Tooriumoksiid 1,7 - 2,2 Jääk Punane

WT 30 Tooriumoksiid 2,8 - 3,2 Jääk Lilla

WZ 3 Tsirkooniumoksiid 0,15 - 0,5 Jääk Pruun

WZ Tsirkooniumoksiid 0,7 - 0,9 Jääk Valge

WS 2 Haruldaste muld-

metallide oksiid

Tabel 4: Volframelektroodid vastavalt standardile DIN EN 26848.

OKSIIDI OSAKAAL (ÜHIK %)

Maks 2 Jääk Türkiissinine

VOLFRAMI OSAKAAL (ÜHIK %)

TUNNUSVÄRV

Tooriumoksiidiga volframelektrood on nõrgalt radioaktiivsed. Seetõttu kasutatakse neid tänapäeval aina harvemini.

DIN standardile vastavad volframelektroodid

Näide: DIN EN ISO 6848: WCe20 -1.6 -75

Standard Tuvastuskood

Elektrood ISO 6848 -WCe 20 -1.6 -75

Tarnekuju

Standardi number

Joonis 26: Standardnimetuse selgitus.

tseeriumoksiidiga

Volfram, 1,8- 2,2%

läbimõõt

Elektroodi

Elektroodi pikkus

Volframielektroodi otsas olev värvikood (joonis 27) tuleks alati alles hoida.

Kaubandusvõrgus saadavalolevate volframelektroodide läbimõõdud:

1,0 mm

1,6 mm

2,4 mm

3,2 mm

4,8 mm

6,4 mm

Joonis 27: Volframelektroodide värvikoodid

Volframelektroodide kõige tavapärasemaks pikkuseks on 175 mm.

Volframelektroodide värvikoodid

32Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 33

6.3.2 Volframelektroodide lihvimine

Elektroodi otsa kuju mõjutab keevitusprotsessi kulgemist ja keevisõmbluse kvaliteeti.

Kvaliteetse keevisõmbluse saavutamiseks tuleb enamikul juhtudel volframelektroodi lihvida. Lihvimisnurk sõltub sellest, kas keevitusprotseduur sooritatakse alalisvoolu või vahelduvvooluga.

Kehtivad järgmised põhimõtted: mida peenem lihvimisjälg, seda pikem on elektroodi kasutusiga ja seda parem on keevisõmblus.

Volframelektroodide lihvimisel tuleb olla väga hoolikas:

1. Enne lihvimist kontrollige kõigepealt, kas elektrood pole mõranenud ega katki.

2. Lihvige alati pikisuunas.

Mida peenem on lihvimisjälg, seda parem on keevisõmblus.

3. Lihvimise tulemuseks peaks olema tsentreeritud ots, sest vastasel juhul tehak-

se süütamine tegeliku süütepunkti kõrval ja kaar võib muutuda eba stabiilseks.

4. Lihvimisnurk sõltub nõutava läbikeevituse sügavusest ja keevisõmbluse

laiusest.

5. Pärast lihvimist tuleb elektroodi ots nüristada. See vähendab otsa koormust

ja pikendab kasutusiga. Nüri otsa suurus peaks olema umbes 10% elektroodi läbimõõdust.

Volframelektroodide lihvimiseks kasutatakse spet siaalseid lihvimisseadmeid (joonis 28). Volfram elektroodide lihvimisel peaks lihvketas liiku ma sujuvalt elektroodi otsale, et vältida rabe da materjali purunemist.

Joonis 28: Volframelektroodi lihvimisseade.

Alalisvooluga keevitamiseks lih vitakse elektrood umbes 30° nurga alla (joonis 29). See tähen dab, et kaar on väga kontsen t reeritud. Lihvitud otsa pikkus on ligikaudu võrd ne elektroodi kahe kordse läbi mõõduga.

Joonis 29: Lihvimisnurk 30° TIG DC keevituseks.

Volframelektroodide lihvimine

Lihvimisnurk alalisvooluga keevitamiseks

33Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 34

Vahelduvvooluga keevitamiseks lihvitakse elektroodid, mille läbimõõt on suu rem kui 1,6 mm. Lihvimisnurk on umbes 90°. Järgnevas keevitusprotsessis moo dustatakse elektroodi otsa sfääriline kuju (raadius).

Vahelduvvoolu kasutatakse tavaliselt alumiiniumi keevitamiseks. Selle tulemusel on volframelektrood suurema koormuse all kui alalisvoolu kasutamisel. Seetõttu tuleb volframelektroodi ots teha sfääriliseks. Sfääri läbimõõt võib olenevalt rakendusest varieeruda (joonised 30 ja 31).

Lihvimisnurk keevitamiseks vahelduvvooluga

Kork

Joonis 30: Vahelduvvooluga keevitus: 1,0 mm sfäär.

Joonis 31: Vahelduvvooluga keevitus: sfäär 2,4 mm.

Mida suurem on sfääri läbimõõt, seda laiem on kaar!

Mehhaniseeritud keevituse korral tuleb volframelektroodid alati lihvida.

6.4 Kaugjuhtimispult

Kui keevitusvooluallika seadistusi tuleb keevituskohal reguleerida, on abi kaugjuhtimispuldist (joonis 32). Näiteks jalaga juhitav kaugjuhtimispult võimaldab täpset töötamist, kuna keevitustöid teostav inimene saab kätega keevituspõletit juhtida ja lisametalli ette sööta (joonis 33).

Uutel TIG-keevitussüsteemidel toimub andmevahetus kaugjuhtimispuldi ja vooluallika vahel juhtmevabalt, Bluetooth ühenduse kaudu. Nendes süstee mides täidab digitaalne keevituspõleti juhtfunktsiooni, mis tähendab, et keevitamise ajal saab parameetreid korrigeerida keevituspõleti käepidemel asuva kaug juhtimispuldi kaudu.

Kaare laius sõltub sfäärist.

Kaugjuhtimispuldid hõlbustavad keevitusprotsessi etappe.

Joonis 32: Juhtmeta jalaga juhitav kaugjuhtimispult ja käsikaugjuhtimispult.

Joonis 33: TIG-keevituspõleti kaugjuhtimismooduliga.

34Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 35

6.5 Kontrollküsimused

Milliseid eeliseid pakuvad invertervooluallikad TIG-keevituses?

Vooluallika andmeplaadil on mitmesugust teavet. Nendest kolm on...

Millisest voolutugevusest alates peaks kasutama vesijahutusega

TIG-põleteid?

Millised omadused peaksid olema volframelektroodidel?

Miks moodustatakse TIG vahelduvvoolukeevituseks volframelektroodile

sfäär?

35Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 36

7. LISAMATERJAL

7.1 Lisamaterjali vardad TIG-keevituseks

Praktikas kasutatakse TIG-käsikeevituses alltoodud läbimõõtudega lisamater jali elektroode:

1,6 mm

2,0 mm

2,4 mm

3,2 mm

4,0 mm

Automatiseeritud rakendustes kasutatakse sama läbimõõduga keevitustraate kui MIG- ja/või MAG-keevituse korral. Tavapärased läbimõõdud on järgmised:

0,8 mm

1,0 mm

1,2 mm

Lisamaterjali varraste läbimõõt TIGkäsikeevituseks.

Lisamaterjali varraste läbimõõt automatiseeritud TIG-keevitamiseks.

1,6 mm

Lisametall on tavaliselt alati kõrgemalt legeeritud kui põhimaterjal. See kõrgemalt legeeritud sulam väldib kaare poolt põhjustatud legeerelementide väljasulamist ja tagab seeläbi keevisõmbluse kõrge kvaliteedi.

Vastav tuvastusmärgis on tembeldatud lisamaterjali varda otsa ja see tuleks alati säilitada (joonised 34 ja 35).

Joonis 34: Legeerimata lisamaterjali varras.

Joonis 35: Legeeritud lisamaterjali varras.

Lisamaterjalid on kõrgema legeerimisastmega kui põhimaterjal.

Kehtivad järgmised põhimõtted:

Sõltumata sellest, millist materjali TIG-protsessis keevitatakse, on lisamaterjalivardaga tehtud keevisõmbluse kvaliteet alati parem kui keevisõmbluste korral, mis on tehtud ilma lisamaterjali vardata.

Lisamaterjali vardad parandavad keevisõmbluse kvaliteeti

36Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 37

7.2 TIG-keevituse lisamaterjali varraste standardiseerimine

TIG-keevituse lisamaterjali vardad tuvastatakse vastavalt standardile. Spetsiﬁ -

katsioonid pakuvad teavet asjakohase kohaldatava standardi ja lisamaterjali varda koostise kohta.

7.2.1 Lisamaterjali vardad legeerimata ja peeneteralistele terastele vastavalt standardile DIN EN ISO 636

Lisamaterjali vardad on valmistatud terasest. Peamisteks legeerelementideks on räni ja mangaan.

Varras ISO 636-A–W 3Si1

Tarnevorm

Standardi number

TIG-keevitusprotsess

Keemiline koostis

Joonis 36: Legeerimata lisametalli standardijärgne tähistus.

Legeerimata ja peeneteralised terased

7.2.2 Korrosioonikindlate ja kuumuskindlate teraste lisamaterjali vardad vastavalt standardile DIN EN ISO 14343

Kroomi, nikli ja molübdeeni legeerelementide kogus on esitatud protsentides. Lisaks on välja toodud ka stabiliseerivad elemendid nioobium ja titaan.

Varras ISO 1434–W 19 12 3 Nb

Tarnevorm

Standardi number

TIG-keevitusprotsess

Legeerelementide sisaldus (antud protsentides)

Kroom-nikkel-molübdeen

Stabiliseeriv element

Joonis 37: Korrosioonikindla lisamaterjali varda standardtähistus vastavalt standardile DIN EN ISO 14343.

7.2.3 Lisamaterjali vardad alumiiniumi ja alumiiniumsulamite keevitamiseks vastavalt standardile DIN EN ISO 18273

Keemilise koostise spetsiﬁ katsioon pole standardis sätestatud.

Piisab sulamite tunnustähiste kasutamisest.

Korrosioonikindlad ja kuumuskindlad terased

ISO 18273–S Al5754 (AlMg3)

Standardi number

Täistraat või varras

Numbriline sulamikood

Keemiline koostis

Joonis 38: Lisamaterjali varda standardne tähistus vastavalt standardile DIN EN ISO 18273.

37Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 38

Praktilised nõuanded:

1. Tootjad annavad täpset teavet oma lisametallide kohta. Siiski

on keevitaja see, kes teeb sobiva valiku.

2. Keevisvanni temperatuuri võib mõjutada traadi läbimõõt: suure-

ma diameetriga traadil on keevisvannile suurem jahutav mõju kui peenel traadil, kuna traat „tõmbab“ sooja ära ja hoiab ära läbivajumise. Seda efekti kasutatakse peamiselt alumiiniumi keevitamisel ja õhukeste lehtmetallide TIG-keevitusel.

3. TIG-keevitusel ei tohi mingil juhul kasutada gaaskeevituseks

mõeldud lisamaterjali vardaid, kuna need võivad põhjustada pooride tekkimist.

7.3 TIG-keevituse kaitsegaasid

Kaitsegaasid on standardiseeritud vastavalt standardile DIN EN ISO 14175.

Keevitusprotsessi ajal täidavad kaitsegaasid mitmesuguseid funktsioone:

Praktilised nõuanded!

Nad ioniseerivad volframelektroodi ja töödetaili vahelise ala.

Nad stabiliseerivad kaare.

Kaitsevad keevisvanni õhuhapniku mõjude eest.

Mõjutavad läbikeevituse käitumist ja kulutõhusust.

TIG-keevituses kasutatakse peaaegu eranditult inertseid, st mittereaktiivseid gaase, kuna need gaasid ei reageeri keevisvanniga.

Harvadel juhtudel kasutatakse segugaase, nagu näiteks:

Argoon + 5% H2 (vesinik) või

Argoon minimaalsete aktiivsete osadega miljondiku osa vahemikus.

Kaitsegaasi funktsioonid keevitamisel.

Inertgaasid on mittereaktsioonilised.

38Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 39

Gaasi tüüp on kujutatud balloonil suuremõõtmelise värvikoodiga (joonis 39):

Argooni värvikood on tume-

roheline.

Heeliumi värvikood on pruun.

Kaitsegaasi vooluhulk on hinnanguliselt umbes 5-10 l / min (joonis 40). Tegelikku vajaminevat kaitsegaasi vooluhulka mõjutavad keskkonnatingimused, keevisvanni suurus ja gaasidüüsi läbimõõt.

7.3.1 Argoon (Ar):

On väga heade süütamisomadustega inertgaas.

Joonis 39: Värvikood balloonil.

Oluline ohutusnõue: ümberkukkumise vältimiseks kinnitage gaasiballoonid kindlalt!

Joonis 40: Mõõtetoru gaasihulga mõõtmiseks gaasidüüsil.

Argoon moodustab nn sõrmekujulise läbikeevituse.

Võrreldes teiste inertgaasidega on argoon kulutõhus, kuna seda ekstrahee-

ri takse õhust.

Argoon-kaitsegaasi saab kasutada kõigi materjalide puhul.

Argoon on TIG-keevituses kõige sagedamini kasutatav kaitsegaas.

7.3.2 Heelium (He):

Nii nagu argoon, on ka heelium inertgaas, mis ei reageeri keevisvanniga. Prakti kas nimetatakse heeliumi sageli ka „väga kuumaks gaasiks“ ning selle kasu tamisel on omad eelised ja puudused.

Praktilised nõuanded:

1. Hapnikuvaba vase keevitamisel peab keevitaja kasutama

argooni-heeliumi gaasisegusid.

Argoon

Argooni kasutatakse kaitsegaasina kõige sagedamini.

Heelium

Praktilised nõuanded!

2. Kui töödetaili materjal on 5 mm või paksem, on vase TIG-

kee vi tus kulutõhusalt ja kvaliteetselt võimalik ainult puhast heeliumi kasutades.

39Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 40

Eelised

Puudused

+ Argooniga võrreldes on

heelium palju parem soojusjuht (ligikaudu 8 korda parem, kui argoon).

+ Suurema soojusjuhtivuse tõttu

saavutatakse heeliumi abil sügavam ja laiem läbikeevitus.

+ Heeliumi väga hea soojus-

juhtivus annab tulemuseks keevisõmbluse pinna väiksema intensiivsusega karastusvärvi kui argooni puhul.

- Heelium on väga kallis

gaas, kuna seda toodetakse maagaasist, mitte õhust.

- Gaasikulu on suur, kuna

heelium on õhust kergem.

- Hea soojusjuhtivuse tõttu

ei sobi heelium õhukeste lehtmetallide keevitamiseks.

- Argooniga võrreldes

on heeliumil kehvemad süütamisomadused.

7.4 Kontrollküsimused

Miks peaks lisametall TIG-keevitusel olema pisut kõrgemalt legeeritud kui

põhimaterjal?

Heeliumi plussid ja miinused.

Mida tuleb täpsustada alumiiniumi lisametallide standardses tähistuses?

Miks ei sobi heelium õhukeste lehtmetallide keevitamiseks?

Milliste materjalide jaoks sobib TIG-keevitusel kaitsegaasiks argoon?

40Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 41

8. PÜSIVOOLU JA PÜSIPINGE TUNNUSJOON

8.1 Püsivoolu (CC) ja püsipinge (CV) tunnusjoon

Keevitusvooluallikas peab suutma seadistatud keevitusvoolu hoida isegi juhul, kui kaare pikkus (vahemaa volframelektroodi ja töödetaili vahel) muutub (joonised 41 ja 42).

U (V)

I (A)

Joonis 41: Järsult langev vooluallika tunnusjoon.

Joonis 42: TIG-keevituse vooluallikas.

Kui kaar pikeneb, suureneb keevituspinge. Kui kaar lüheneb, keevitus pinge väheneb. Seda suhet nimetatakse kontroll käitumiseks.

Vastavalt Ohmi seadusele, U = R x I kehtib voolutugevusele I:

Voolutugevus (I) =

Pinge (U) Takistus (R)

Selle valemi kohaselt peavad pinge ja takistus olema proportsionaalsed, et hoida voolu väärtus konstantsena.

TIG-keevituse puhul pole kaare pikkust võimalik 100% püsivana hoida. Seetõttu kasutatakse selle keevitusprotsessi puhul püsivoolu tunnusjoont (CCtunnus joont). CC-tunnusjoon reguleerib kaare pikkust elektripinge abil. Selle tulemusel jääb voolutugevus konstantseks ja kaar säilib ka siis, kui elektroodi kaugus muutub.

Kontrollkäitumise määratlus

Püsivoolu tunnusjoon

41Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 42

Keevituspinge Us (V) tuleneb aga kaare tunnusjoonest. Selle asukoht ja asend sõltuvad kasutatava elektroodi läbimõõdust ja elektroodi tüübist.

Püsipinge tunnusjoon:

Püsivoolu tunnusjoone vastaspoolel on püsipinge tunnusjoon (CV-tunnusjoon).

CV-tunnusjoonega vooluallikate puhul püsib keevituspinge Us (V) keevitamise ajal konstantsena ja pidevalt muudetakse hoopis keevitusvoolu voolutugevust Is (A). Keevitusprotsessi reguleerimiseks suurendatakse või vähendatakse keevitus voolu.

CV-tunnusjoonega vooluallikad TIG-keevituseks ei sobi, kuna kaar kustuks kohe pärast elektroodi tõstmist. Mitmeprotsessilised süsteemid on erandiks.

Seetõttu kasutatakse CV-tunnusjoonega vooluallikaid inertgaasiga kaarkeevituseks (MIG) ja aktiivgaasiga kaarkeevituseks (MAG).

8.2 Kontrollküsimused

Milliseid keevitusvooluallikaid kasutatakse TIG-keevituseks?

Millise põhimõtte kohaselt reguleeritakse kaare pikkust TIG-keevituses?

42Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 43

9. TIG KEEVITUSVOOLUALLIKA FUNKTSIOONID

9.1 TIG keevitusvooluallika juhtelemendid

1: Käivitusnupp 2: Gaasitesti nupp 3: Võtmekaardi lugemistsoon 4: Parameetrite muutmine 5: Menüünupp 6: Lemmikute nupp 7: Ekraan 8: Viimati kasutatud keevitusvool

„HOLD“

9: Olekuriba

Joonis 43: TIG keevitusvooluallika juhtelemendid.

10: Viimati kasutatud

keevituspinge „HOLD“

9.2 Kahe- ja neljataktiline režiim

TIG-keevitusvooluallikatel on kaks erinevat töörežiimi:

2-astmeline režiim

4-astmeline režiim

Valides ühe neist kahest režiimist, saab kasutaja otsustada, kas ta soovib põleti

päästikut pidevalt vajutada või kasutada ainult käivitamiseks ja seiskamiseks. See otsus sõltub keevisõmbluse pikkusest ja/või keevituse kestusest.

9.2.1 Juhised kaheetapilise režiimi kasutamiseks

GPr

down

GPoUPS

Töörežiimid ja keevisõmbluse

pikkus

2-astmeline režiim

Joonis 44: 2-astmeline režiim.

1. Keevitusprotseduuri alguses: vajutage põleti päästikule ja hoidke seda

selles asendis.

2. Keevitusprotseduuri lõpus: vabastage põleti päästik.

43Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 44

9.2.2 Juhised neljaastmelise režiimi kasutamiseks

GPR GPOUPS

Joonis 45: 4-astmeline režiim.

down

1. Keevitus algab käivitusvooluga Is: vajutage põleti päästikule ja hoidke seda

selles asendis.

2. Keevitamine põhivooluga I

: vabastage põleti päästik.

3. Langetamine lõppvoolule IE: vajutage põleti päästikule ja hoidke seda

selles asendis.

4. Keevitamise lõpetamiseks: vabastage põleti päästik.

* Vahepealne langetamine: vahepealse langetamise korral alandatakse keevitusvool põhivoolufaasi ajal seadistatud madalamale voolule I

4-astmeline režiim

9.3 RPI süütamine

RPI on lühend inglisekeelsest väljendist „Reversed Polarity Ignition“ (Pöördpolaar suse ga süütamine) (joonis 46).

Nagu eelpool mainitud, on plusspoolus alati kuumem poolus. Stabiilse kaare loo mi seks kasutatakse RPI-süütamise puhul süütamiseks plusspoolust. Et õhukesed metall-lehed läbi ei põleks, on plusspoolus volframelektroodile rakendatud ainult mõne millisekundi jooksul. Seejärel muudab keevitusvoolu allikas polaarsuse automaatselt miinuspoolusele. See tähendab, et volfram elektroodi kuumutatakse ainult väga lühikest aega, võimaldades kaare stabiilset ja ohutut süütamist.

Vahelduvvooluga (AC) keevitamisel toimub süütamine alati plusspoolusel, mistõttu on RPI funktsioon saadaval ainult TIG-keevituse vahelduvvooluseadmetega (MagicWave).

Pöördpolaarsusega süütamine

Süütamine pluss poolusel vahelduvvooluga TIG-keevituse puhul

44Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 45

Ioon

Ion

Elektron

Materjal

Material

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 660 °C

bei ca. 660 °C

Polaarsus

Polarität

Oksiidikiht

Oxid-Schicht

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 2015 °C

bei ca. 2015 °C

I+

Ioon

Ion

Elektron

Materjal

Material

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 660 °C

bei ca. 660 °C

Polaarsus

Polarität

Oksiidikiht

Oxid-Schicht

Sulamistemperatuur

Schmelzpunkt

umbes 2015 °C

bei ca. 2015 °C

I-

Joonis 46: RPI-süütamine.

9.4 Traageldamisfunktsioon (TAC)

TAC traageldamisfunktsiooni abil saab komponendid kiiresti ja mugavalt kokku punktida.

Traageldamisfunktsiooni põhimõte seisneb vedela metalli pindpinevuse kasutamisel. See toimub eelnevalt seadistatud impulsiparameetrite abil.

Traageldamisfunktsioon

Kui soovite kaks lehte põkk-keevisõmblusega ühendada, võib juhtuda, et kahe lehe sulamise kohas liiguvad keevisõmbluse vannid üksteisest eemale ega moodusta liidet. Traageldusfunktsiooni impulsi parameetrite abil pannakse vedel metall võnkuma. Selle tulemusel suunatakse metalli pindpinevuse abil ja kaks keevisvanni segunevad omavahel.

Traageldusfunktsiooni impulsiparameetreid saab võrrelda klaasi veega, mida saab täita pisut klaasi servast kõrgemalt. Kui nüüd pannakse see klaasitäis vett pisut võnkuma, ületab see võnkumine pindpinevuse ja vesi voolab üle ääre.

Praktiline nõuanne:

Kui traagelduspunkt on tehtud, ei tohiks keevitaja TIG-keevituspõletit kohe eemaldada, vaid peaks paar sekundit ootama. Gaasi järelvool kaitseb veel kuuma traagelduspunkti õhuhapniku eest, mis tähendab, et traagelduspunktid tehakse ilma oksüdeerumiseta. Neid punkte on hiljem lihtne üle keevitada.

Impulsiparameetrid ületavad pindpinevuse.

Praktiline nõuanne!

45Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 46

9.5 Balansi seadistamine

TIG-keevitamisel vahelduvvooluga on oluline balansi seadistus, mis aitab eemal dada kergmetallide keevitamisel moodustuva oksiidikihi.

„AC balanss“ funktsiooniga saab seadistada „Puhastuse pooltsükli“ ja „Jahtumise pooltsükli“ ajad.

9.5.1 33% balanss

AC graaﬁ ku standardseadistuseks on positiivne pooltsükkel 33% ja negatiivne

pooltsükkel 66% (joonis 47 ja 48).

t (s)

Joonis 47: 33% balansi seadistus. Joonis 48: 33% balansi seadistus.

Puhastuse pooltsükkel ja jahtumise pooltsükkel

33% balanss

... on enamike rakenduste standardseadistus.

... vastab tehaseseadistusele.

... annab volframelektroodile ainult väikese koormuse.

... on hea puhastusefektiga.

9.5.2 15% balanss

15% balansi seadistuse puhul (joonised 49 ja 50), kestab positiivne tsükkel 15%, ja negatiivne tsükkel 85%. Kaar on väga fokusseeritud, mis tähendab, et saavutatakse sügav läbikeevitus.

t (s)

33% balansi seadistuse eelised.

Joonis 49: 15% balansi seadistus. Joonis 50: 15% balansi seadistus.

46Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 47

15% balanss

... kasutatakse väga puhaste komponentide puhul.

... kasutatakse sügava läbikeevituse saavutamiseks, näiteks

juureläbimitel.

... loob fokusseeritud kaare.

... paneb volframelektroodile ainult väikese koormuse.

9.5.3 50% tasakaal

Selle tasakaaluseadistuse korral on positiivne ja negatiivne tsükliosa võrdse suurusega. See tekitab laia kaare ja läbikeevituse, mis on lai, ent mitte sügav.

t (s)

15% balansi seadistuse eelised.

Joonis 52: 50% tasakaaluseadistus.Joonis 51: 50% tasakaaluseadistus.

50% tasakaal

... kasutatakse väga määrdunud komponentide puhul.

... on väga hea puhastusefektiga.

... loob laia kaare.

... tagab laia, ent mitte sügava läbikeevituse.

... annab volframelektroodile väga suure koormuse.

... kasutatakse valualumiiniumi keevitamiseks.

9.6 TIG impulsskeevitus

TIG-impulsskeevitust kasutatakse peamiselt alalisvooluga keevitamiseks, ent vahel ka automatiseeritud keevitamiseks vahelduvvooluga.

50% balansi seadistuse eelised.

TIG pulseerimine

TIG-impulsskeevitust nimetatakse ka TIG-pulseerimiseks või TIG-impulss meetodiks.

TIG-pulseerimine ja/ või TIG-impulsstehnika

47Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 48

Impulssvool I

Impulsstrom I

Põhivool l

Grundstrom l

Impulsi aeg

Impulszeit

(käidutsükkel) t

(Duty-Cycle) t

Alusvoolu aeg t

Grundstromzeit t

Impulsi sagedus tp=1/t

Impulsfrequenz tp=1/t

Perioodi kestus t

Periodendauer t

Joonis 53: TIG-impulsskeevituse skeem.

Kui TIG-impulsskeevitust (joonis 53) tehakse käsitsi, on see võimalik ainult madalas impulsi sagedusvahemikus 0,25-5 Hz. Lisamaterjali varda lisamine toimub vooluimpulsside faasis. See loob keevisõmbluste visuaalselt ilusa pinna ja hõlbustab keevitamist ennekõike algajatele.

TIG käsiimpulsskeevitus madala sagedusega vahemikus.

Automatiseeritud vahemikus toimub TIG-impulsskeevitus kõrgemate impulsisage dustega kuni 200 Hz. Kõrge impulsisagedus „seob“ kaare, muutes selle stabiil semaks. Madalamas võimsusvahemikus vähendab see ennekõike magnetpuhumist ja võimaldab suuremaid keevituskiirusi.

Joonis 54: Impulsi sagedus: 3 Hz. Joonis 55: Impulsi sagedus: 10 Hz.

Automaatne TIG-impulsskeevitus kõrgsageduslikus vahemikus.

48Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 49

9.7 Kontrollküsimused

Mida mõistetakse „kaheastmelise keevitamise“ all?

Mida tähendab „RPI-süütamine“?

Miks toimub alalisvooluga TIG-keevitamine peamiselt miinuspoolusel?

Miks kasutatakse alumiiniumi TIG-keevituseks vahelduvvoolu?

Millises sagedusvahemikus tehakse valdavalt TIG-käsiimpulsskeevitamist?

49Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 50

10. LIITE ETTEVALMISTUS

10.1 Keevisliite pro ilid

Keevisliite proﬁ il määrab ära keevitusprotsessi kaks peamist aspekti:

1. Liite ettevalmistus

2. Keevisliite proﬁ il

Keevitusprotsessi jaoks mõeldud keevisliite proﬁ ili valimine sõltub mitmest

tegurist:

Materjali tüüp

Materjali paksus

Keevitusprotsess

Kõige tavalisemaks keevisliite proﬁ iliks on nurkõmblus, kus töödetailid keevi ta-

takse üksteise suhtes nurga all. Põkkõmblustega ühendatakse töö detailid, mis asuvad samal tasapinnal (180° nurk) (vt ka lk 14).

Kui põkkõmbluse korral nõutakse täielikku ühepoolset läbikeevitust, on serva ettevalmistus vajalik juhul, kui seina paksus on suurem kui 4 mm.

Keevisliite proﬁ ilid mõjutavad

keevitusprotsessi.

Keevisliite proﬁ il

Põkkõmblus (I-õmblus)

V-õmblus

X-õmblus

Y-õmblus

Kahepoolne U-õmblus

Joonis 56: Keevisliidete proﬁ ilid ja nende tehniline kirjeldus.

Tehniline sümbol

Sisemine nurkliide

Katteliide Välimine nurkliide

Kahepoolne nurkõmblus (T-õmblus)

TIG-keevitamise korral on eriti oluline, et liiteserv oleks puhas. Tagi- ja oksiidikihid tuleks seetõttu puhastamise või lihvimisega eemaldada.

Keevisliidete proﬁ ilid ja nende

kujutamine tehnilistel joonistel.

50Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 51

Bördelnaht

Bördelecknaht

Keevisliidete ettevalmistus TIG-keevitamiseks sõltub keevis-

liitest. Siin eristatakse kolme erinevat tüüpi keevisliiteid:

1. Keevisliited, mis keevitatakse ilma lisamaterjalita ja servade

ettevalmistuseta.

2. Keevisliited, mis keevitatakse lisamaterjaliga, ent ilma

servade ettevalmistuseta.

3. Keevisliited, mis keevitatakse lisamaterjaliga ja servade

ettevalmistusega.

10.2 Keevitamine ilma lisamaterjali ja servade ettevalmistuseta

TIG-keevitus sobib eriti hästi keevisõmbluste tegemiseks, kus lisametalli pole vaja, kuna töödetaili servad ainult „jooksutatakse kokku” kaare all.

Vastavalt rahvusvahelisele standardile DIN EN ISO 9692 kehtivad kuni materjali

paksuseni umbes 3 mm järgmised keevisõmbluse proﬁ ilid:

Otsliide

TIG-keevituse

keevisliite proﬁ ilid

Välimine nurkliide

T-liide

Äärisliide

Ääris-servliide.

Otsliide Välimine nurkliide T-liide

Stirnnaht

Äärisliide Ääris-servliide

Bördelnaht

Joonis 57: TIG-keevituse keevisliite proﬁ ilid.

Ecknaht

Dreiblechnaht

51Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 52

HY-Naht

V-Naht

Y-Naht

X-Naht

HY-Naht

U-Naht

Doppel-HY-Naht

Doppel-U-Naht

Doppel-HY-Kehlnaht

HY-Naht

Doppel-U-Naht

Doppel-HY-Kehlnaht

10.3 Keevitamine lisamaterjaliga, ent ilma servade ettevalmistuseta

Lisametalli kasutamisel saab põkkliiteid keevitada terasel ühepoolselt ilma serva ettevalmistuseta kuni töödetaili paksuseni umbes 3 mm või kui piirnevate servade vahele on jäetud õhuvahe.

Alumiiniummaterjalide puhul on ühepoolne keevi tamine ilma servade ettevalmistuseta võimalik kuni materjali paksuseni 4-5 mm. Paksematel, kuni umbes 8 mm paksusel lehtmetallil tuleb teha kahepoolne keevitus ja teatud juhtudel

Põkkõmblus

I-Naht

Joonis 58: Põkkõmblus.

tuleb säilitada liite paksus, mis on kuni pool lehe paksusest.

10.4 Keevitamine lisamaterjaliga ja servade ettevalmistusega

Lisametallidega saab alumiiniumi keevitada ühepoolselt kuni materjali paksuseni 5 mm.

Legeerimata ja legeeritud terased valmistatakse ette ja/või nende mõlemad keevitatavad pinnad töödeldakse nurga alla ligikaudu 60°. Alumiiniummaterjalide puhul on nurk kuni 90°.

Kulutõhususe tõttu kasutatakse TIG-keevitust sageli ainult nende materjalide juureläbimi tegemiseks.

V-õmblus

V-Naht

HY-õmblus

Kaksik U-õmblus

Joonis 59: Servade ettevalmistus TIG-keevitamiseks lisametalliga.

Töödetailid, mis on paksemad kui 8 mm, tuleb üldjuhul faasida. Keevis liide teostatakse kas V-õmbluse, Y-põkkõmbluse, topelt V-õmbluse või U-põkkõmblusena. Faasi nurk sõltub igal individuaal sel juhul materjali tüübist.

HY-Naht

Kaksik HY-nurkõmblus

Y-põkkõmblus

Y-Naht

U-õmblus

X-õmblus

X-Naht

Kaksik HY-õmblus

Töödetaili puhul, mille paksus on 8 mm või paksem, tuleb serv ette valmistada.

52Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 53

Praktiline nõuanne:

Alumiiniumi ühepoolse täieliku läbikeevitusega keevitamisel toimub juureläbimi tagumisel küljel sageli kerge õmbluse läbivajumine. Seda saab vältida juurepinna servade kerge faasimisega tagumisel küljel.

10.5 Kontrollküsimused

Milliseid keevisliite proﬁ ile saab TIG-protsessi abil keevitada ilma

lisametallita?

Millise paksusega töödetaile saab TIG-protsessi abil keevitada

põkkõmblusega alumiiniummaterjalidel täieliku läbikeevitusega?

Praktiline nõuanne!

Milliseid abinõusid saab kasutusele võtta õmbluse läbivajumise vältimiseks

alumiiniummaterjalide juureläbimi tagaküljel?

53Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 54

11. MATERJALIDE TIG-KEEVITUS

TIG-keevitusprotsessi abil saavutavad kasutajad kõikide kaarkeevitus protses side arvestuses kõrgeima keevisõmbluse kvaliteedi. Sellest tulenevalt on TIG-keevitus väga levinud jõujaamade ja toruliinide ehitamisel, samuti toiduaine tööstuses, meditsiinitehnoloogias ja kosmosetööstuses. Lisaks, kuna TIGkeevitus võimaldab saavutada kõige parema visuaaliga keevisliiteid, kasu tatakse seda protsessi sageli ka mööbli tootmisel.

Praktilised nõuanded:

TIG-keevitus tagab keevisõmbluse optimaalse kvaliteedi.

1. Enne keevitamist tuleks kõik materjalid sobivate lahustitega

rasvatustada.

2. Materjalide käsitsemisel on puhtus ülimalt oluline. See kehtib

nii põhimaterjali kui lisamaterjalide kohta.

11.1 Legeerimata ja madallegeeritud terase TIG-keevitus

Legeerimata ja madallegeeritud terase keevitamiseks kasutatakse TIG-protsessi, kuna see parandab keevisõmbluse kvaliteeti ja välimust. Terase TIG-keevitamisel on pinnaviimistlus eriti oluline: terase pealispind peab olema puhas ja tagivaba, kuna vastasel juhul tekivad poorid. Kõige sobivamad on liivapritsitud, freesitud või lihvitud terasest komponendid.

Polaarsus:

Nagu enamiku metallide puhul, keevitatakse teras alalisvoolu abil, kus volfram elektrood on ühendatud miinuspoolusega.

Praktilised nõuanded!

Legeerimata ja madallegeeritud teraste pind peab olema puhas ja tagivaba.

Kaitsegaas:

Terase TIG-keevitusel kasutatakse kaitsegaasina peamiselt argooni. Põhi mõtteliselt võib kasutada ka argooni ja heeliumi segusid, kuid need ei paku praktilist eelist.

Lisamaterjal:

Terase TIG-keevitamisel on oluline sarnaste materjalide keevitamine. See tähendab, et lisamaterjali ja põhimaterjali koostis on sama, ent lisamaterjal on üldjuhul kõrgemalt legeeritud.

Sarnaste materjalide keevitamine

54Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 55

Praktilised nõuanded:

1. Juureläbimite korral tuleks tagi eemaldada ka toru sisemusest

ja/või juureläbimi tagaküljelt. Kui see on tehtud, saab juureläbim puhtalt välja voolata, välditakse pooride tekkimist ja takis ta takse silikaadi moodustumist keevisõmbluse pinnale. Enamikul juhtudel pole juuregaas tingimata vajalik.

2. Kraatri pooride ja -pragude tekkimise vältimiseks tuleks sea-

dis tada vähemalt 1,5-sekundiline kallak. Lisaks on oluline suunata kaar tagasi keevisõmbluse suunas keevituspõletit keerates. See annab gaasidele piisavalt aega keevisvannist lahkumiseks, mis omakorda vähendab kraatri defekte.

11.2 Kõrglegeeritud teraste TIG-keevitus

Praktilised nõuanded!

TIG-keevitus pakub erilisi eeliseid just legeeritud teraste keevitamisel, kuna siledad keevisõmbluse pinnad tagavad kõrge korrosioonivastase kaitse.

Korrosiooni eest kaitsva passiivse kihi (CrO

) uuesti moodustamiseks pärast kee-

vi tamist tuleb värvimuutused täielikult eemaldada. See saavutatakse söövita mi se, elektrokeemilise söövitamisega (MagicCleaner seade), mehaanilise puhas tu se või poleerimise abil. Korrosiooni eest kaitsva passiivse kihi täielikuks moo dustumiseks kulub umbes 72 tundi.

Kehtivad järgmised põhimõtted: mida siledam pind, seda tõhu sam on korrosioonivastane kaitse.

Polaarsus:

Nagu enamiku metallide puhul, keevitatakse kõrglegeeritud terast alalisvoolu abil, kus volframelektrood on ühendatud miinuspoolusega.

Kõrglegeeritud terase värvimuutused tuleb eemaldada.

Mida siledam pind, seda parem on korrosioonivastane kaitse.

Kaitsegaas:

Kõrglegeeritud terase TIG-keevitusel kasutatakse kaitsegaasina peamiselt argooni. Põhimõtteliselt võib kasutada ka argooni ja heeliumi segusid, kuid need ei paku praktilist eelist.

Lisamaterjal:

Kõrglegeeritud teraseid saab keevitada lisamaterjali vardaga ja ilma (t <2 mm).

55Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 56

TIG-keevitusega saavutatakse keevisõmbluse optimaalne kvaliteet ainult lisametalli varrast kasutades, kuna keevismetall seguneb varda lisametalliga, mis on põhimetallist kõrgemalt legeeritud, luues seeläbi kõrgema kvaliteediga õmbluse.

Formeerimine (juuregaas):

Torude keevisõmbluste juureläbimite tegemisel tuleb alati kasutada formeergaasi, sest vastasel juhul tekib juureläbimi siseküljel oksüdeerumine ja korrosiooni vastased omadused lähevad täielikult kaotsi.

Formeerimine tuleb läbi viia ka keevituse täite- ja pinnaläbimite tegemisel, kuna vastasel juhul moodustub oksiid õmbluse taga- või siseküljel.

Argooni ja vesiniku segud (Ar + H2):

Argooni ja vesiniku segugaase tohib kasutada ainult kõrglegeeritud teraste puhul, milles on vähem kui 0,03% süsinikku (C)!

Praktilised nõuanded:

1. Kaar hoitakse lühikesena, et vältida keevisõmbluse oksü dee ru-

mist ja hoida soojussisestus minimaalsena. Seda selle pärast, et mida väiksem on soojussisestus, seda vähem kompo nendid deformeeruvad.

2. Kõrge kvaliteediga keevisõmbluse saamiseks on kasulik lehed

mitmest kohast kokku punktida ja järgida õiget keevitus järjestust.

3. Kõrglegeeritud teraseid tuleb ladustada ja töödelda eraldi

(legeerimata terastest).

4. Kui juuregaasina kasutatakse argooni (Ar), tuleb see keevitus-

punkti suunata altpoolt, nii et õhk suunatakse ülespoole, keevis õmblusest eemale. Argooni saab kasutada mistahes materjali juuregaasina.

5. Lämmastik (N2): lämmastik on õhust kergem. Lämmastikku

tuleb seetõttu alati suunata ülaltpoolt, nii et õhk surutakse keevisõmblusest eemale allapoole.

Argooni ja vesiniku segugaase ei tohi kasutada stabiliseeritud kõrglegeeritud teraste juuregaasina.

Argooni ja vesiniku segude puhul, milles vesinikku (H2) on 10% või rohkem, tuleb rakendada spetsiaalseid ohutusmeetmeid, kuna eksisteerib tulekahjuoht!

Praktilised nõuanded!

Olulised ohutusjuhised!

56Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 57

11.3 Alumiiniumi ja magneesiumi TIG-keevitus

Polaarsus:

Alumiinium ja magneesium on ainsad materjalid, mis nõuavad TIG-keevitust vahelduvvooluga, et metalle katvat oksiidikihti purustada. Alles seejärel saab põhimaterjali sulatada.

Kui elektrood on ühendatud plusspoolusega, voolavad elektronid töödetaililt volfram elektroodile ja purustavad sellega oksiidikihi. Kui volframelektrood on ühendatud miinuspoolusega, on elektrood väiksema koormuse all ja tekitatakse läbi keevitus. See protseduur toimub keevitusseadmel eelseadistatud sage dusest (40–250 Hz) sõltumatult.

Tüüpiline alumiiniumi ja magneesiumi TIG-keevitusel kasutatav vahelduvvoolu sagedus on 100 Hz.

Erandjuhtudel võib alumiiniumi keevitada miinuspoolusel alalisvooluga. Ent sellisel juhul tuleb kaitsegaasina kasutada heeliumit.

Praktilised nõuanded:

1. Oksiidi moodustumise tõttu tuleb alumiiniumi keevitamisel

vahetult enne keevitamist servade pinnad ja keevisõmbluse ala roostevaba traatharjaga uuesti puhastada.

2. Alumiiniumit tuleb ladustada ja töödelda muudest materjalidest

eraldi.

3. Oksiidi moodustumise tõttu ei tohi alumiiniumit liiga kaua

ladustada.

Alumiiniumit ja magneesiumit keevitatakse vahelduvvooluga.

Praktilised nõuanded!

4. Pooride moodustumise vältimiseks tuleks alumiiniumi keevita-

misel kasutada kaitsegaasina heeliumi või argooni ja heeliumi segugaase.

5. Alumiiniumi TIG-keevitamisel on soovitatav komponentide

servad töödelda ja paksemate seintega töödetailid eel kuumutada.

57Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 58

11.4 Kontrollküsimused

Mida tähendab mõiste “sarnaste materjalide keevitamine”?

Miks tuleb kroom-nikkel torude puhul toru sisemus formeerida?

Miks peaks kaar kroomi-nikkel detailide keevitamisel olema võimalikult

lühike?

Mida kasutatakse alumiiniumi keevitamisel oksiidikihi purustamiseks?

58Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 59

12. TIG-KEEVITUSE PROTSESSIVARIANDID

12.1 Orbitaalkeevitus

Orbitaalkeevitus on kasulik kõikjal, kus kontrollitud tingimustes tuleb saavutada õmbluste ühtlane kvaliteet. Samuti on sageli nõutav, et rakenduste keevitusparameetrid tuleb viivitamatult dokumenteerida. Seetõttu on selle keevitustehnoloogia peamisteks kasutusaladeks torustike ehitus, toiduaine tööstus ja keemiatööstus.

Orbitaalkeevituse abil pole võimalik mitte ainult luua torudevahelisi liiteid vaid ka keevitada torusid torude äärikutega.

Orbitaalkeevituse rakendused

Orbitaalkeevituse seadmestiku põhiseadmed sisaldavad ﬁ kseeritud toru ja teisal-

datavat TIG-keevituspõletit/keevituspead, mis liigub ümber toru. Liigutatavat

orbitaalset keevituspead nimetatakse ka ﬁ kseerivaks keevituspeaks.

Orbitaalsüsteem koosneb järgmistest elementidest:

Vooluallikas, sealhulgas protsessijärjestuse ja andmete doku-

men teerimise juhtimissüsteem.

Erinevad keevituspead, sõltuvalt tehtavast tööst.

Traadisöötjad, mis on kinnitatud kas keevituspea külge või on

eraldiseisvad.

Kaugjuhtimispult, maanduskaabel

Gaasitoide

Lisaks toitemoodulile on vooluallika korpusesse paigaldatud ka protsessijärjestuse juhtimissüsteem ja vesijahutus (joonised 60 ja 61).

Keevitusvooluallikat juhitakse puutetundliku ekraani abil. Värviline graaﬁ line

prot sessi ekraan tagab tööprotsesside kiire omandamise.

Fikseeriv keevituspea

Orbitaalkeevitussüsteemi komponendid

59Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 60

Joonis 60: Orbitaalkeevituse vooluallikas koos integreeritud juhtimissüsteemiga.

Joonis 61: Kompaktne orbitaalkeevituse vooluallikas koos kaugjuhtimispuldiga.

Orbitaalkeevituse vooluallikad on sageli varustatud USB-liidesega. See liides hõlbustab sujuvat andmehaldust. Samal ajal on USB-ühendus abiks prog rammi de laadimisel või programmide ja andmete varundamisel.

Orbitaalkeevitussüsteemidega saab vabalt programmeerida keevisõmbluse para meetreid, mis sõltuvad keevisõmbluse geomeetriast, põhimaterjalist ja lisa metallist ning need juhtimissüsteemi tööna (Job) salvestada. Kuna keevi tus parameetrid tuleb programmeerida enne keevitusprotsessi, on olu line keevisõmbluse täpne ettevalmistus. Veelgi enam, töödetailid tuleb ette valmistada täpselt ja ilma kõrvalekalleteta, kuna keevitaja ei saa juureläbimi tege misel liite tolerantsi käsitsi kompenseerida.

Paksude seintega torude orbitaalkeevitusel tuleb sageli kasutada lisamaterjali. Selleks vajalik traadisöötja on integreeritud orbitaalkeevituspeasse või on eraldiseisev. Keevitamine toimub impulsstehnika abil. See võimaldab keevisvanni sihipärast sulatamist ja tardumist, andes sellega optimaalse kontrolli keevitusprotsessi õnnestumise üle kõikides keevitusasendites. Süsteemi saab juhtida keevitusvooluallika või kaugjuhtimispuldi abil.

Keevitusparameetrite programmeerimine

Üldiselt tehakse vahet kahe orbitaalkeevitussüsteemi vahel:

1. Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed

2. Avatud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed

12.1.1 Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed

Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmetes ümbritseb orbitaalkeevituspea toru täielikult. Seetõttu tuleb keevituspea valida toru läbimõõdu järgi (joonis

62). Keevituspea ümber on kamber, mis on täielikult kaitsegaasiga täidetud.

Selles kambris juhitakse orbitaalkeevituspea liikumist ümber toru (joonis 63).

Orbitaalkeevitussüsteemide variandid

60Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 61

Joonis 62: Suletud keevituspea koos juhtelementidega.

Joonis 63: Suletud keevituspea kasutuses.

Fikseeriva orbitaalkeevituspea mõõtmed on suhteliselt kompaktsed, mis tähendab, et keevitamist saab teha ka kitsastes paigaldustingimustes. Kuid suletud orbitaalkeevituspea kasutamine on praegu piiratud torude väiksema läbimõõduga - kuni umbes 76 mm.

Kuna suletud orbitaalkeevituspead ümbritsevad toru täielikult, ei oksüdeeru toruõmblus väljastpoolt ja värvimuutusi ei teki. Suletud keevituspeadega orbitaalkeevitus süsteemid sobivad eriti hästi roostevabade teraste keevitamiseks. Toru sisemust tuleb siiski kaitsta oksüdeerumise eest juuregaasi abil.

Oma suletud ehituse (kapsli) tõttu pole nende orbitaalkeevitusseadmetega võimalik kasutada lisametalle. Keevitatavad torud ühendatakse seetõttu üksteisega põkkõmblustega (ilma õhupilude ja tolerantsideta) (faasimata põkkõmblus).

Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitussüsteemid sobivad keevitamiseks kitsastes ruumides.

Suletud keevituspeaga orbitaalkeevitussüsteemidega ei saa kasutada lisametalle

12.1.2 Avatud keevituspeaga orbitaalkeevitusseadmed

Joonis 64: Avatud keevituspea kasutuses.

Joonis 65: Avatud keevituspea kroomnikkeltorul.

Avatud ehitusega orbitaalkeevitusseadmete puhul ei ümbritse ﬁ kseeriv orbitaal-

keevitus pea toru täielikult ja puudub suletud kaitsegaasikamber.

Nende orbitaalkeevitussüsteemide abil on võimalik keevitada erineva läbimõõdu ga torusid vahemikus paar millimeetrit kuni ligikaudu 275 mm. Mida suurem on toru läbimõõt, seda suuremaks ja raskemaks muutub keevituspea. Seetõttu pole lahtise keevituspeaga orbitaalkeevitus alates teatud toru läbimõõdust enam kulutõhus.

Kui toru läbimõõt ületab 275 mm, pole lahtise keevituspeaga orbitaalkeevitus enam kulutõhus.

61Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 62

Kuna avatud peaga orbitaalkeevitussüsteemide keevituskamber pole suletud ehitusega, saab keevitamisel kasutada lisamaterjali. See tähendab, et keevisõmblust on võimalik ette valmistada ka

muu deks õmbluste konﬁ guratsioonideks, kui õhuvaheta ja faasi-

ta põkkõmblus. Üldiselt eelistatakse tulbikujulist U-kujulise faasiga põkk õmblust.

Suuremate läbimõõtudega torude puhul, mida kasutatakse eriti katelde ja torustike ehitamisel, kasutatakse keevitussüsteeme, kus kaar või keevituspea juhitakse ümber toru relsi abil.

12.2 Külma traadiga TIG-keevitus (Cold Wire)

Külma traadi etteanne suurendab tootlikkust. Ühest küljest suureneb keevituskiirus, teisest küljest toimub lisametalli etteanne keevisvanni täpselt ja ühtlaselt. Selle tulemusel suudavad isegi väiksemate kogemustega keevitajad saavutada silmapaistvaid keevitustulemusi.

TIG-külmtraadisüsteem sisaldab järgmisi komponente (joonis 66):

1. TIG-keevitusvooluallikas

2. Toiteplokk

3. Jahutusseade

4. Käru

5. Külmtraadi söötja

6. Ühendav kaablipakett

7. TIG-keevituspõleti külmtraadi etteandega

Külmtraatsüsteemi komponendid

Joonis 66: TIG-külmtraadisüsteemi komponendid.

Joonis 67: Keevituspõleti TIG-külmtraadi söötmiseks.

62Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 63

Üldiselt ühendatakse TIG-külmtraatkeevitusel volframelektrood miinus poolusega ja töödetail kuumema plusspoolusega.

TIG-külmtraatkeevitusega on lisamaterjali varras saadaval pidevalt. Kasutajal pole vaja oma käte asendit muuta ega varrast vahetada, mis tähendab, et keevitus protsessi saab teha katkestusteta. Lisaks säästab poolidele keritud lisametall kulusid.

TIG-külmtraatkeevitus sobib kasutamiseks erinevatest materjalidest valmistatud traatidega, mille läbimõõt on maksimaalselt kuni 1,6 mm. Seadme ekraanil saab

seadistada erinevaid parameetreid, näiteks 2-või 4-sammuline režiim, intervallja impulssrežiim ning traadi tagasitõmbamine.

Kui keevitustöö sobib TIG-külmtraatkeevituseks, saab seda protsessivarianti kasu tada nii mehhaniseeritud kui ka TIG-käsikeevituseks.

12.3 TIG-kuumtraatkeevitus

TIG-kuumtraatkeevitus (joonis 68) töötati välja TIG-külmtraatkeevituse edasiaren dusena. TIG-kuumtraatkeevitusel kuumutatakse lisametalli. Sellel tehnikal on mitmeid eeliseid:

Vaba traadi pikkus muutub suuremaks.

Pealesulatustegur muutub suuremaks.

Polaarsus TIGkülmtraatkeevituses

TIG-kuumtraatkeevituse eelised

Keevituskiirus suureneb.

Segunemisaste väheneb.

TIG-kuumtraatkeevituse saab jagada kaheks alaliigiks:

1. Liitekeevitus

2. Pealekeevitus

TIG-kuumtraatkeevitust saab kasutada kõikides keevitusasendites. Seda kasutatakse eelkõige stelliitide ja niklipõhiste sulamite keevitamiseks, kus keevisõmbluse väga hea kvaliteet ja kõrge kulutasuvus on üliolulised.

TIG-kuumtraatkeevituse variandid

Joonis 68: Toru välisseinte kate.

63Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 64

TIG-kuumtraatsüsteem (joonis 69) koosneb järgmistest komponen tidest:

Süsteemi juhtelemendid

Traadisöötja

TIG-keevitusvooluallikas

Kuumtraadi vooluallikas

Kaitsegaas

TIG-keevituspõleti

Kuumtraadi etteanne

Traadisöötja

Süsteemi juhtelemendid

Kuumtraadi vooluallikas

Kaitsegaas

Kuumtraatsüsteemi komponendid

TIG-

keevitus-

põleti

Kuumtraadi etteanne

keevitus-

vooluallikas

Joonis 69: TIG-kuumtraatsüsteemi ehitus.

TIG-

TIG-kuumtraatkeevituses sulatatakse põhimaterjal kaare abil, mille tekitab ala lis vooluallikas või ümberlülitatav alalisvoolu/vahelduvvooluallikas. Traadisöötmis süsteem viib täitetraati pidevalt keevisvanni. Seda lisametalli varrast kuumutab eraldiseisev vooluallikas. Kuumus tekitatakse traadi vabas otsas takistus kuumutamise abil kuumtraat-keevituspõleti kontaktdüüsi ja keevisvanni vahel. Samuti on lisamaterjali varda kuumutamiseks võimalik kasutada alalisvooluallikat või ümberlülitatavat alalis-/vahelduvvooluallikat.

Kuumtraatsüsteemi ehitus muudab pikemaks vaba traadiotsa läbi mille vool liigub. Sellel väljaulatuval traadiosal tõstetakse elektritakistust ja temperatuuri, mis tähendab, et pealesulatustegur suureneb. Tekkiv soojushulk on võrdeline voolu tugevuse ruudust ja takistusest (l2 x R) saadava soojusega (Joule’i soojus).

Kuumtraatsüsteemi ehitus

Paranenud pealesulatustegur

64Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 65

Sõltuvalt keevitustööst ja komponentidele esitatavatest nõuetest võib lisametalli keevisvanni sööta eest, küljelt või tagant.

Et TIG-kuumtraatkeevitus annaks soovitud tulemuse, on oluline, et keevituspõleti ja traadisöötja oleksid õigesti seadistatud. Selle jaoks pole aga üldiselt kohaldatavaid eeskirju.

Kui TIG-kuumtraatkeevitusel kasutatakse alalisvoolu jaoks keevi tus vooluallikat, on oht, et kaar kaldub keevitamise suunale vastas suunas. Selle vältimiseks ühendatakse kuum traat miinuspoolusega ja töödetail plusspoolusega. Kuumtraadi vooluallikas töötab kaare tekkimise vältimiseks pingel vahemikus 1,5–5 V.

12.4 Speed Clad pealekeevitusprotsess

Alalisvooluga kuumtraatkeevituse puhul on kuum traat ühendatud miinuspoolusega.

Pealekeevitamine on keevitusprotsess, mille käigus kaetakse komponendid spetsiaalsete sulamitega, et komponentide eluiga oluliselt pikendada. Katmine saavutatakse mehhaniseeritud pealekeevitusega.

Kvaliteedi ja korratavuse osas on TIG-kuumtraatkeevitus kõige sobivam pealekeevitusprotsess. Selle protsessi keevituskiirus on aga madal, mis võib tootmisprotsessis põhjustada pudelikaelu. Speed Clad muudab pindamis protsessi kuni kolm korda kiiremaks ja tõhusamaks.

Kehtivad järgmised põhimõtted:

Mida madalam on segunemisaste, seda kõrgem on pealekeevituse kvaliteet.

Speed Clad kaksikprotsessis kasutatakse kahte volframelektroodi ja kahte eel kuumutatud keevitustraati (joonised 70 ja 71). Elektroodide joondamine mõjutab keevitustulemusi. Tulemus muutub sõltuvalt sellest, kas elektroodide asend on keevisvanni suhtes vertikaalne või paralleelne. Speed Clad protsessi kasu tatakse kuni 160 mm läbimõõduga detailide sisepinna katmiseks ja 100 mm või suurema läbimõõduga välispindade katmiseks.

Komponentide pikem eluiga

Segunemisaste ja sulam

65Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 66

Joonis 70: Speed Clad protsess kaksik keevituspõletitega.

Joonis 71: Välimine pealekeevitus Speed Clad kaksikpõletitega.

12.5 Samaaegne kahepoolne keevitamine

Paksude metall-lehtede ühendamisel on kõigepealt vaja keevitada juureläbim, seejärel tuleb see lihvida ja seejärel soorita keevitamine taustapoolel. Selle jaoks kuluvat aega saab vähendada, keevitades mõlemad küljed korraga.

Samaaegse kahepoolse keevitamise korral asuvad keevituspõletid alati üks teise vastas (joonis 72).

Samaaegne kahepoolne keevitamine annab eelise ka õhukese seinaga kroom-nikkel töödetailide keevitamisel, kuna see vähendab deformatsioone ja võimaldab isegi vältida juuregaasi vajadust.

Vähenenud tööaeg

Joonis 72: Samaaegne kahepoolne käsikeevitus.

Kui alumiiniumi keevitatakse samaaegselt kahelt poolt vahelduvvooluga, tuleb mõlemad kaared sünkroniseerida. (Joonis 73). Nende kahe kaare joondamiseks on MagicWave’i voolu allikatel

funktsioon sünkroniseerimisrežiim Sync Mode. See sünkroni-

seerimine toimub pooltsüklite ja nullpunkti seadistamise teel.

Kaare sünkroniseerimine alumiiniumkeevituse jaoks

66Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 67

SÜNK.

Joonis 73: Kaare sünkroniseerimine.

12.6 ArcTig keevitus

ArcTig keevitusprotsess on TIG-protsessi edasiarendus liidete mehhaniseeritud keevituseks. ArcTig keevitus tagab keevisõmbluse suurepärase väljanägemise, juureläbimi usaldusväärse ja täieliku läbikeevituse ning optimaalse keevisõmbluse kvaliteedi. Tänu suuremale keevituskiirusele ning keevisõmbluse ettevalmistamiseks kuluva aja ja töö vähenemisele parandab ArcTig keevitus ka kogu keevitusprotsessi kulutõhusust.

Parem kulutõhusus

ArcTig keevituse lisaeeliseks on vähendatud soojussisestus. See saavutatakse kaare teravama fokuseerimise abil: võimsa jahutusseadme abil jahutatakse elektroodi väga tõhusalt. Lisaks suurenenud jahutusvõimsusele saab temperatuuri hoida stabiilsena, mis tähendab, et kaar on teravalt fokusseeritud ja keevisõmbluse omadused paranevad.

12.6.1 ArcTig keevituse põhimõte

ArcTig keevitusprotsessi põhielemendiks on spetsiaalse elektroodi kinnitussüsteemiga keevituspõleti (joonis 74). Mehhanism kinnitab elektroodid väga suurel pinnal ainult ühe kinnituselemendi abil. See tähendab, et elektroode minimaalse pikkusega 20 mm saab kiiresti paigaldada ja välja vahetada.

Lisaks võimaldab kinnitussüsteem elektroodi otsa vabalt reguleerida. Selle tulemusel saab kaa re tunnusjoont muuta, näiteks parema juurde pääse tavuse tagamiseks.

ArcTig keevitusel on nõutud kooste tolerantsid umbes +/- 10% materjali paksusest.

ArcTig keevituspõleti tööpõhimõte

Joonis 74: ArcTig protsessi keevituspõleti ehitus.

67Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 68

Tavalistes TIG-keevitusprotsessides kuumutatakse jahutamata volfram elektroo di. See loob elektronide voo, mis toetab kaare siiret. Ent siin vähen datakse ka takistust, mille tulemusel luuakse pehme, lai kaar (joonis 75).

ArcTig keevitusel sunnib jahutatud volframelektrood elektrone elektroodi tipust välja liikuma. See loob kõrgema üldtakistuse. Selle tulemusel toimub elektronide emissioon väikesel alal ja suureneb elektronide tihedus. Tulemuseks on kitsas, fokusseeritud kaar (joonis 76).

Fokusseeritud, kitsas kaar

Joonis 75: Elektronide voog TIGkeevitusprotsessis.

Joonis 76: Elektronide voog ArcTIG keevitusprotsessis.

ArcTig protsessis kasutatav digitaalselt juhitav jahutussüsteem hoiab ära volframelektroodi ülekuumenemise. Selle tulemusel pikeneb elektroodi kasutus iga ja para nevad süütamisomadused.

ArcTig keevitus sobib järgmiste paksustega materjalide jaoks:

Roostevaba teras: 3 mm -10 mm, ilma faasimata

Legeerimata teras: 3 mm - 8 mm, ilma faasimata

Titaan: 3 mm -10 mm, ilma faasimata

Materjali paksused ArcTig keevitusel

68Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 69

ArcTig keevituse rakendused:

Pikisuunalised ja radiaalkeevisõmblused

Põkkõmblused ja katteliited

Liitekeevitus 100% juure formeerumisega

Materjalid nagu kroom-nikkel, niklisulamid, titaan, dupleks ja

teras TIG-keevitusprotsessides alalisvooluga keevitamiseks

12.6.2 ArcTig keevituspõletid

Lisaks volframelektroodi väga headele jahutusomadustele on ArcTig keevituspõletil ka vesijahutusega gaasidüüs. Kui veevoolikud juhitakse väliselt gaasidüüsist soojusvahetisse, tagab see optimaalse voolukiiruse.

Joonis 77: ArcTIG keevituspõleti komponendid.

ArcTIG keevitusprotsessi rakendused

12.7 Kontrollküsimused

Millised komponendid moodustavad orbitaalsüsteemi?

Milliseid eeliseid pakub TIG-külmtraatkeevitus?

Milline on lisametalli polaarsus TIG-kuumtraatkeevitusel?

Milliste rakenduste jaoks sobib Speed Clad protsessivariant?

Miks jahutatakse ArcTig keevitusprotsessis volframelektroodi veega?

69Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 70

13. TIG-KEEVITUSE DEFEKTID

Isegi hea ettevalmistuse ja elektroodide oskusliku manipuleerimise korral võivad TIG-keevitusel tekkida keevitusdefektid. Spetsialistide kõnepruugis tähendab see ka praaki või mittevastavust.

Alltoodud mittevastavusi saab oskusliku TIG-keevitusega kompen seerida:

Poorid

Volframipesad

Kokkusulamatus

Oksiidipesad

13.1 Poorid

Mittevastavused

Poorid moodustuvad gaasimullide tõttu, mis jäävad õmblusesse kinni keevismetalli tardumisel. Kui ühendatavate plaatide vahele tekivad tühimikud, näiteks nurkõmbluste või katteliidete puhul, nimetatakse seda mehaaniliseks pooride moodustumiseks.

Alumiiniumi keevitamisel põhjustab pooride tekkimist peamiselt vesinik. Seda nime tatakse metallurgiliseks pooride moodustumiseks. Vesinikuallikaks on põhi materjalil ja lisametallil asuv oksiidikile.

Lekkivad vesijahutusega keevituspõletid on samuti sageli pooride moodustumise põhjustajateks.

Poorid võivad moodustuda ka legeerimata toruteraste või sügavtõmmatud teraste puhul. Poorid tekivad õhuhapniku absorbeerimisel ja selle tulemusel moodustub keevismetallis süsinikmonooksiid.

Pooride moodustumise vältimiseks ei tohi lisametalli liiga kaua ladustada ja seda ei tohi keevitusprotsessi ajal kaitsegaasi keskkonnast välja viia. Põhimaterjalilt tuleb oksiidikiht eemaldada ja veenduda, et tagatud on keevitusprotsessi puhtus.

Pooride moodustumine

70Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 71

Praktilised nõuanded:

1. Kogemused näitavad, et oksiidikihtide põhjalik eemaldamine

umbes kaks tundi enne keevitusprotsessi algust tasub end ära. Töödetaili pindade ettevalmistamise ja keevitamise vahele jääva ajavahemiku jooksul moodustub töödetail pinnale õhuke oksiidikiht, mis tagab stabiilse kaare ilma pooride moodustumist soodustamata.

2. Legeerimata toorterastel või sügavtõmmatud terastel tuleks

pooride moodustumise vältimiseks kasutada ohtralt suurema ränisisaldusega lisamaterjale (nt G4Si 1), kuna see lisamaterjal seob hapnikku.

13.2 Volframipesad

Volframipesad on TIG-keevitamisel sageliesinevaks defektiks. Pesad tekivad, kui volframelektrood puutub kokku keevisvanniga ja sulab sisse.

Kui volframipesad on väga väikesed ja esinevad üksteisest kaugel, ei kujuta need ohtu keevisliite kvaliteedile. Suuremad volframipesad tuleb aga lihvimisega eemaldada ja keevituskoht üle keevitada, kuna need kõvad osakesed on keevisõmbluses võõrkehaks ja vähendavad õmbluse kvaliteeti.

Praktilised nõuanded!

Volframipesad

Volframipesi saab tuvastada röntgenpildilt, kuna volfram absorbeerib rohkem röntgenkiiri kui teras ja pildil kuvatakse volframipesad heledama tooniga.

13.3 Kokkusulamatus

Kokkusulamatuse korral ei liitu keevismetall ja põhimaterjal üksteisega korrektselt. Sellel võib olla mitu põhjust:

Juurepind pole täielikult sulanud.

Kaare läbikeevituse sügavust hinnati üle.

Kaart ei juhitud liites täpselt.

Volframelektrood lihviti liiga tömbiks.

Volframelektrood on liiga kulunud.

Keevisvann on ettepoole valgunud, kuna keevitus tehti liiga aeglaselt.

Servade kokkusulamatust ja kihtide kokkusulamatust esineb harva.

Kokkusulamatus

71Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 72

13.4 Oksiidipesad

Oksiidipesad tekivad TIG-keevisõmblustes tavaliselt täidisvarda otsas oleva tilga oksüdeerumise tõttu. Pesad esinevad peamiselt alumiiniumi keevisõmblustes, kuna alumiiniumoksiid on metallist raskem. Järelikult ei saa oksiid keevisvannis tõusta ja jääb õmbluse sisse.

Praktiline nõuanne:

Keevitamise ajal ei tohiks lisamaterjale kaitsegaasi keskkonnast üldiselt välja viia, kuna sellega hoitakse ära lisamaterjali varda vedela otsa oksüdeerumine. Et lisamaterjalid jääksid kaitsegaasi keskkonda, tuleb lisametalli varda tupsutavat liikumist hästi kontrollida.

13.5 Kontrollküsimused

Mis on pooride tekkimise põhjused alumiiniumi TIG-keevitusel?

Oksiidipesad

Praktiline nõuanne!

Kuidas tuvastatakse volframipesad röntgeniﬁ lmil?

Mis põhjustab TIG-protsessis kokkusulamatust?

Mis põhjustab TIG-protsessis oksiidipesade tekkimist?

72Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 73

14. TIG-KEEVITUSE JAOKS OHUTU TÖÖKOHA LOOMINE

14.1 Tööohutus

Tööohutus on keevitaja jaoks kogu keevitusprotsessi ajal äärmiselt oluline. See hõlmab endas selgesõnaliselt liite ettevalmistamist ja järeltöötlust.

Keevitaja tõhusa ohutuse tagamiseks tuleb TIG-keevituse töökoha varustamisel arvestada erinevate kaitsemeetmetega.

Järgmised elemendid moodustavad osa TIG-keevituseks

ohutult varustatud töökohast:

Kohalik ventilatsioon või kogu ala ventilatsioon

Kaitseriietus

Kaitsekindad

Kindlustada kaitse šlakiosakeste eest, mis keevisõmbluse

töötlemise ajal võivad üles paiskuda

14.2 Kontrollküsimused

Millised on kõige olulisemad kaitsemeetmed TIG-keevituse ohutu

keevituskeskkonna loomiseks?

Ohutusmeetmed keevituskohal

73Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 74

15. ÕNNETUSTE ENNETAMINE

JA TERVISEKAITSE

TIG-keevitusel eksisteerivad mitmesugused ohutegurid:

Kaare kiirgus

Elektrivool

Kaitsegaasid, aurud ja ohtlikud ained.

Keevitaja peab kandma kaitseriietust ja võtma kasutusele ettevaatus abinõud, et end nende ohtude eest kaitsta.

15.1 Kaare kiirgusest põhjustatud ohud

Elektrikaar kiirgab mitmesugust kiirgust, mis on nii nähtav kui nähtamatu. Selle kiirguse tugevus sõltub keevitusprotsessi tüübist ja valitud keevitusvoolu tugevusest.

Elektrikaar kiirgab järgmist tüüpi kiirguseid: nähtav kiirgus,

nähtamatu infrapunakiirgus ehk soojuskiirgus ja samuti nähtamatu ultraviolettkiirgus. Elektrikaar ei kiirga TIG-keevi-

tusel röntgenikiirgusega sarnast kiirgust.

TIG-keevitusega seotud ohud

Kaare kiirte tüübid

Nähtavad valguskiired

Potentsiaalne risk:

kui kaitse puudub või on ebapiisav, põhjustavad nähtavad valguskiired silmade jaoks ebameeldivat pimestust. Kui inimese silmad puutuvad nähtavate valguskiirtega kokku korduvalt, sageli ja pika aja vältel, võib see nägemist pikaajaliselt kahjustada – eriti hämaras nägemise võimet.

Kaitsemeetmed:

nähtavate kiirte eest kaitsmiseks kasutavad keevitajad visiire või kiivreid, millel

on standardiseeritud ja sobivalt tumeda tooniga kaitseklaasid (keevitusﬁ ltrid).

Nähtavad valguskiired

74Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 75

Infrapuna- ehk soojuskiirgus

Potentsiaalne risk:

infrapunakiirgus võib põhjustada põletusi. Ennekõike soojendavad nähtamatud infrapuna- ehk soojuskiired kehaosi, mis asuvad otse keevitatava punkti juures, st eriti käsi ja ülakeha. Samuti eksisteerib silmakahjustusoht. Kui kaitsmata või piisava kaitseta silmad puutuvad selle nähtamatu kiirgusega pika aja jooksul kokku, võib see põhjustada läätse hägustumist (hallkae).

Kaitsemeetmed:

kaitseks kiirgusest tuleneva kuumuse eest tuleb keevitajal kanda kuumakindlat kaitse riietust (joonis 78) ja spetsiaalseid keevituskindaid. Pehmest nahast, mansettidega kindad võimaldavad TIG-keevitusel käsi kiiresti liigutada (joonis

79). Silmi kaitstakse infrapunakiirguse ehk soojuskiirguse eest standardiseeritud

kaitseprillidega. (Joonis 80).

Infrapuna- ja soojuskiirgus

Joonis 78: Standardne kaitseriietus.

Joonis 79: TIG-keevituse kindad.

Joonis 80: Integreeritud sundventilatsiooniga visiir.

Ultraviolettkiirgus

Potentsiaalne risk:

ultraviolettkiirgus (UV-kiirgus) on samuti nähtamatu. See kiirguse vorm võib väga lühikese aja jooksul põhjustada „keevitajapimedust“. Ka lühiajalisel kokkupuutel UV-kiirgusega võivad kaitsmata kehaosad põletusi saada.

Kaitsemeetmed:

kuumuskindel kaitseriietus, mis koosneb kaitsekombinesoonist ja -kinnastest, mis hoiavad ära põletusi. Standardsed kaitseprillid kaitsevad silmi võimaliku keevitaja pimeduse eest. Silmi kaitseb kaitseklaasiga keevitusmask, mis tume neb

automaatselt, vastavalt standardile DIN 4647. Kaitseﬁ ltrid on jaotatud erine vateks

kaitsetasemeteks vastavalt valguse läbilaskmisvõimele. TIG-keevituse soovita tav kaitsetase on kõrgem kui 9 (joonis 80). Kui keevitamise ajal on kaitsemeetmete puudumise tõttu tekkinud „keevitajapimedus“, aitavad selle vastu silmadele asetatud külmakompressid ja pärast arstiga konsulteerimist, silma tilgad.

Ultraviolettkiirgus

75Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 76

15.2 Elektrivoolude poolt põhjustatud ohud

15.2.1 Tühijooksu pinge

Suurimaks elektriohuks on tühijooksu pinge UL. Kui kaart pole süüdatud, on see kõrgeim pinge, mis kontaktilt vooluallikale rakendatakse. Tühijooksu pinge võib olla eluohtlik, kui keevitaja kontakte paljaste kätega puudutab. Tühijooksu pinge muutub veelgi ohtlikumaks, kui keevitaja nahk on niiske, kuna niiskus juhib elektrit. Tõhus kaitse eksisteeriva tühijooksu pinge eest hõlmab isoleerimist kaitsejalatsite, tööriietuse ja nahkkinnaste näol.

Pärast kaare süütamist on pinge madalam ja tekitab keevituspinge umbes 1020 V. Vastavalt standardile UVV VBG 15 tohib alalisvooluallikate tühijooksu maksimaalne väärtus olla tavapärase töö korral 113 V. Vahelduvvoolusüsteemide puhul on tippväärtus samuti 113 V, ent maksimaalne efektiivväärtus on 80 V.

TÖÖTINGIMUSED AVATUD AHELA PINGE NIMIVÄÄRTUS

Alalisvool 113 V tippväärtus

Suurenenud elektrilöögioht

Suurenenud elektrilöögioht puudub

Mehhaaniliselt juhitav kaarkeevituspõleti, keevitajale parema kaitsega

Tabel 5: Elektrivoolust tulenevad ohud.

Vahelduvvool 68 V tippväärtus ja 48 V efektiivväärtus

Alalisvool 113 V tippväärtus Vahelduvvool 113 V tippväärtus ja 80 V efektiivväärtus

Alalisvool 141 V tippväärtus Vahelduvvool 141 V tippväärtus ja 100 V efektiivväärtus

Tühijooksu pingest tulenevad ohud

Kitsastes ruumides keevitamisel on suurenenud elektrilöögioht. Siin kehtib vahelduv voolule tippväärtus 68 V ja efektiivväärtus 48 V. Seadmele tuleb kinnitada tuvastusmärgis „S“:

See silt on nõutav, et keevitussüsteemi saaks kasutada keevitustööde tegemiseks suurenenud elektriohuga kohas.

CE-märgis tähistab, et seda toodet on testitud vastavalt tehnilisele standardile.

Vee ja niiskuse elektrijuhtivuse tõttu ei tohi te KUNAGI istuda ega lamada töödetailil, kui tööriietus on niiske, higine või märg!

Oluline ohutusjuhis!

76Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 77

15.2.2 Kaitsemeetmed elektrivooluga töötamisel

TIG-keevitusel elektrivooluga seotud ohtude eest kaitsmiseks on äärmiselt oluline, et te kasutaksite alltoodud ohutusmeetmeid:

Käsitsege volframelektroodi ja keevituspõletit ainult nahkkinnastega.

Ärge kunagi keevitage palja ülakehaga, isegi kui ilm on väga kuum.

Ärge kunagi hoidke keevituspõletit kaenla all.

Ärge kandke naelutatud tallaga jalanõusid.

Ärge kunagi istuge ega lamage metalli peal ilma puidust või vildist vahekihita.

Konteinerites ja kitsastes ruumides ärge nõjatuge metallseinte vastu, kui neil

puudub puidust või vildist vahekiht.

Ärge kasutage kahjustatud kaableid.

Konteinerites, suurtes korpuses, karptalades jne ei tohi kunagi keevitada

tavapäraste trafodega. Eelmainitud kohtades töötades ärge kasutage kunagi tavalist võrgupingelt töötavat käeshoitavat lampi, vaid ainult lampe, mille maksimaalne tööpinge on 42 V.

15.3 Ohtlike ainete ja aurude poolt põhjustatud ohud

Ohutusmeetmed TIG-keevitusel

Võrreldes teiste kaarkeevitusprotsessidega tekitab TIG-keevitus suhteliselt vähe sel määral suitsu, aure ja müra. Võimalik oht eksisteerib siiski. Statsionaar sed või mobiilsed äratõmbesüsteemid (joonis 81) moodustavad seega lahu ta matu osa tervisekaitsemeetmetest.

Muuhulgas kaitsevad äratõmbesüsteemid allkirjel datud ohtude eest:

Üheks TIG-keevitusel leiduvatest kahjuli kest

gaasilistest ainetest on osoon, mis moodustub ultraviolettkiirguse toimel alumiiniumi lisa materjali sulatamisel.

Kaitsegaas argoon on õhust raskem. See-

tõttu tõrjub see õhuhapniku madalal asuva test süvenditest välja, mis tähendab, et keevi taja võib lämbuda.

Kuna tooriumoksiid on nõrgalt radioaktiivne,

on tooriumisulamiga volframelektroodide lihvi misel ülioluline, et jahvatustolm ära imetaks.

Legeeritud teraste keevitamisel kroomi ja

nikli ning galvaanitud materjalidega tekivad ka tervisele ohtlikud saasteained, mis tuleb ruumist eemaldada.

Joonis 81: Mobiilne äratõmbesüsteem.

Lisaks eksisteerib oht vesinikku sisaldavate kaitse- või formeergaasidega töötamisel, kuna need võivad suhteliselt kõrge vesinikusisalduse korral moodustada tuleohtlikke segusid.

Vesinikku sisaldavate kaitseja formeergaaside poolt põhjustatavad ohud

77Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 78

15.4 Kontrollküsimused

Millist tüüpi kiirguseid tekib TIG-keevitusel?

Kui kõrge võib tavapärase töö korral alalisvooluga olla tühijooksu pinge

tippväärtus?

Miks võib mittetoksiline argoon TIG-keevituse ajal ohtlik olla?

Mis võib juhtuda suhteliselt kõrge vesinikusisaldusega gaaside

kasutamisel?

78Keevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 79

SÕNASTIK

Balanss

Balanss on alumiiniumi keevitamise parameeter. Balanss mõjutab nõutud

puhas tus efekti ja/või keevise läbikeevitusproﬁ ili.

Eelkuumutus

Eelkuumutus on protseduur, mille käigus komponente kuumutatakse ja hoitakse seejärel kindlal temperatuuril, et mõjutada keevitamise ajal jahtumiskiirust.

Faasi servad

Faasi servad on faasitud liite servad, mida kasutatakse täieliku läbikeevituse tagamiseks.

Fokusseeritud kaar

Suure kaarerõhuga kaart nimetatakse fokusseeritud kaareks.

Formeerimine

Formeerimine tähistab TIG-keevituses kasutatavat meetodit, millega kaitstakse keevisõmbluse juureosa oksüdeerumise ja tagi tekkimise eest.

Gaasi eelvool

Gaasi eelvool kirjeldab ajavahemikku, mille jooksul kaitseb gaas kaart õhu hapniku eest süütamise ajal.

Gaasieemaldus

Gaaside eemaldamine tähendab gaaside eraldumist vedelast või tahkest mater ja list keevitusprotsessi ajal

Inertgaas

Inertgaasideks on argoon, heelium ja nende segud.

Intervallirežiim

Intervallirežiim on vahelduv keevitusrežiim, mida kasutatakse selleks, et töö-

detaili jõuaks vähem soojust.

Juureläbim

Juureläbim on esimene läbim, mis tehakse liitesse mitme läbimiga keevitusel.

Kaare tunnusjoon

Kaare tunnusjoon tähistab kaare pinge ja kaare voolu vahelist suhet.

Keevitusjärjestus

Keevitusjärjestus määrab kindlaks konstruktsiooni keevisõmbluste moodusta mise järjekorra. Keevitusjärjestus on üldiselt kindlaks määratud keevitus järjestuse kavas.

IKeevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 80

SÕNASTIK

Kokkusulamatus

Kokkusulamatusel ei moodustu keevismetalli ja põhimaterjali vahel korralikku liidet.

Kraatri pragu

Kraatri praod tekivad siis, kui keevitamise lõpus ei täideta kraatrit enne, kui kaar kustub.

Legeerelementide väljapõlemine

Kaare keemilised reaktsioonid mõjutavad keevismetalli tegelikku koostist. Legeer elementide väljapõlemise tagajärjel tekivad erinevused elektroodi ja sula tatud keevismetalli sulami sisalduses.

Oksiidi moodustumine

Oksiidi moodustumine kirjeldab nähtust, kus keevisõmbluse pinnale tekivad keevisvannis toimuvate reaktsioonide tõttu oksiidid.

Orbitaalkeevitus

Orbitaalkeevitus on täielikult mehhaniseeritud TIG-keevitusprotsess, mille käigus juhitakse kaart mehhaniseeritult 360° katkestamatult ümber torude või muude ümmarguste objektide.

Pealesulatustegur

Pealesulatustegur tähistab, kui palju lisametalli sulatatakse teatud ajaühikus.

Pooride moodustumine

Pooride moodustumine on keevitusdefekt, mis on põhjustatud saastumisest või kaitsegaasi puudulikkusest.

Puhastusefekt

Puhastusefekt tähistab alumiiniumoksiidikihi hävitamist volframelektroodi plusspolaarsusega.

Punktimine

Mõistet „punktimine“ kasutatakse, et tähistada komponentide ühendamist enne tegelikku keevitusprotsessi.

RPI-süütamine

RPI-süütamine on volframelektroodi lühiajaline polaarsuse muutmine plusspoolusele, et saavutada parem süütamine.

IIKeevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 81

SÕNASTIK

Räbu all kaarkeevitus

Räbu all kaarkeevituses kaetakse keevitusprotsess jämedateralise mineraalkeevituspulbri kihiga. See sulab kaare poolt eralduva soojuse tagajärjel ja moodustab vedela šlaki.

Röntgen lm

Röntgenﬁ lm on vahend, mida kasutatakse mittepurustavas testimises, et tuvas-

tada keevitusdefekte keevisõmbluses.

Sarnaste materjalide keevitamine

Sarnaste materjalide keevitamisel on põhimaterjalil ja lisamaterjalil sama koostis. Järelikult käitub keevitamine sarnaselt põhimaterjali keevitamise protsessiga.

Segunemisaste

Segunemisaste tähistab keevismetalli ja sulatatud põhimaterjali osakaale.

Sfäär

Sfäär on volframelektroodi otsa ümar kuju. Sfäärilist kuju kasutatakse voolukoormuse tõttu alumiiniumi TIG-keevitamisel.

Soojusjuhtivus

Soojusjuhtivus on omadus, mis kirjeldab, kui hästi materjal elektrivoolu juhib.

Soojussisestus

Soojussisestus tähistab energiat, mis keevitamise ajal keevisõmbluse piirkonda sisestatakse.

TAC

TAC punktimisel põhjustab impulsskaar vedela keevisvanni liikumist. Selle tule museks on õmbluse poolte kiirendatud ühinemine ja seetõttu ka lühem traageldus protsess.

Traadi tagasitõmbamine

Pärast keevitusprotsessi lõpetamist tõmbab traadi tagasitõmme pingestamata lisametalli vedelast keevisvannist välja.

Tungivus

Tungivuseks nimetatakse keevise sügavust, milles lisametall sulandub põhimaterjaliga.

Volframelektrood

Volframelektrood on TIG-keevituseks mõeldud sulamatu keevituselektrood.

IIIKeevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Page 82

SÕNASTIK

Volframipesad

Kui volframelektrood puutub kokku keevisõmblusega, võivad volframelektroodi osakesed sulamassi sattuda ja põhjustada keevitusdefekte.

Vooluallika tunnusjoon

Vooluallika tunnusjoon on konkreetse keevitusprotsessi jaoks vajaliku pinge standardiseeritud väärtus.

Värvimuutus

Terminit „värvimuutus“ kasutatakse metallide pinnale moodustunud erksate värvide puhul, mis on tavaliselt põhjustatud oksüdeerumisest.

IVKeevituskursus „Sulamatu elektroodiga kaarkeevitus inertgaasis“

Fronius TIG Training Documents [ET]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual