Hitsauksessa suojakaasujen valinta on erittäin tärkeä tekijä, joka vaikuttaa suoraan hitsauksen laatuun, tehokkuuteen ja turvallisuuteen. Suojakaasut suojaavat hitsisulaa ja hitsauskaarta ilmakehän haitallisilta vaikutuksilta, kuten hapettumiselta ja typen aiheuttamilta epäpuhtauksilta. Erilaiset suojakaasut ja niiden seokset vaikuttavat merkittävästi hitsin ominaisuuksiin, kuten tunkeutumiseen, hitsausjälkeen ja metallurgisiin ominaisuuksiin. Tässä artikkelissa tarkastelemme eri suojakaasujen vaikutusta hitsauksen laatuun ja annamme suosituksia siitä, milloin ja missä tilanteissa eri kaasuja kannattaa käyttää.

Yleisimmät suojakaasut ja niiden ominaisuudet

1. Argon (Ar)

Argon on yksi yleisimmistä suojakaasuista, jota käytetään hitsauksessa. Se on inertti kaasu, mikä tarkoittaa, että se ei reagoi helposti muiden aineiden kanssa. Argon soveltuu erinomaisesti TIG- ja MIG-hitsaukseen, erityisesti ei-rautametalleille, kuten alumiinille ja kuparille.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Argon tarjoaa erinomaisen suojan ilmakehän epäpuhtauksilta ja tuottaa vakaan kaaren, mikä tekee siitä ihanteellisen tarkkuushitsauksessa. Argonilla on myös alhainen ionisaatioenergia, mikä helpottaa kaaren syttymistä ja ylläpitoa. Tämä johtaa tasaisempaan hitsausjälkeen ja vähäisempään roiskeiden muodostumiseen.
• Käyttökohteet: Argonia käytetään laajalti TIG-hitsauksessa ja alumiinin ja muiden ei-rautametallien MIG-hitsauksessa. Se on erityisen hyödyllinen ohuiden materiaalien hitsauksessa, joissa vaaditaan tarkkuutta ja siistiä hitsausjälkeä.

2. Hiilidioksidi (CO₂)

Hiilidioksidi on reaktiivinen kaasu, joka on myös laajasti käytetty suojakaasu hitsauksessa. Se on edullinen ja tarjoaa hyvän suojan hapettumista vastaan, mutta sillä on tiettyjä rajoituksia.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Hiilidioksidi tuottaa syvän tunkeuman, mikä tekee siitä ihanteellisen paksumpien materiaalien hitsauksessa. Kuitenkin sen käyttö voi aiheuttaa enemmän roiskeita ja karheamman hitsausjäljen verrattuna inertteihin kaasuihin, kuten argoniin. Tämä voi lisätä jälkikäsittelyn tarvetta.
• Käyttökohteet: Hiilidioksidia käytetään yleensä MAG-hitsauksessa (Metal Active Gas), erityisesti hiiliteräksen hitsauksessa, jossa tarvitaan syvää tunkeumaa ja taloudellista suojakaasua.

3. Argon-CO₂-seokset

Argon-CO₂-seokset ovat suosittuja suojakaasuja MIG/MAG-hitsauksessa, koska ne yhdistävät argonin vakauden ja CO₂

tunkeuman edut.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Argon-CO₂-seokset tarjoavat hyvän tasapainon tunkeuman ja hitsausjäljen välillä. CO₂

lisäys argoniin parantaa tunkeumaa ja vakauttaa kaarta, samalla kun se vähentää roiskeita verrattuna pelkkään CO₂

. Tyypillinen seos sisältää 75–95 % argonia ja 5–25 % CO₂

.

• Käyttökohteet: Näitä seoksia käytetään laajasti MIG/MAG-hitsauksessa teräksille ja ovat erityisen hyödyllisiä sovelluksissa, joissa vaaditaan hyvä tasapaino tunkeuman ja hitsausjäljen välillä, kuten ohutlevyjen ja rakenneputkien hitsauksessa.

4. Helium (He)

Helium on toinen inertti kaasu, jota käytetään pääasiassa TIG- ja MIG-hitsauksessa. Heliumilla on korkeampi ionisaatioenergia kuin argonilla, mikä johtaa kuumempaan kaareen ja syvempään tunkeumaan.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Helium tuottaa laajemman ja kuumemman kaaren, joka mahdollistaa nopeamman hitsauksen ja paremman tunkeuman. Tämä tekee siitä ihanteellisen paksumpien materiaalien hitsauksessa. Kuitenkin, helium on kalliimpi kuin argon, ja sen käyttö vaatii suuremman kaasun virtausnopeuden.
• Käyttökohteet: Heliumia käytetään usein seoksena argonin kanssa TIG- ja MIG-hitsauksessa, erityisesti alumiinin ja kuparin hitsauksessa, joissa tarvitaan parempaa tunkeumaa ja kuumempaa kaarta.

5. Argon-Helium-seokset

Argon-Helium-seokset tarjoavat parhaan hyödyn molemmista kaasuista ja niitä käytetään erityisesti vaativissa hitsaussovelluksissa.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Argon-Helium-seokset yhdistävät argonin vakaan kaaren ja heliumista saatavan paremman tunkeuman ja lämmön. Tämä seos mahdollistaa nopeamman hitsausprosessin ja parantaa hitsin metallurgisia ominaisuuksia. Yleiset seokset sisältävät 25–75 % heliumia ja loput argonia.
• Käyttökohteet: Näitä seoksia käytetään erityisesti TIG- ja MIG-hitsauksessa, kun hitsataan paksuja alumiini- tai kuparimateriaaleja, joissa tarvitaan syvää tunkeumaa ja hyvää hitsausjälkeä.

6. Happi (O₂) ja typpi (N₂)

Happea ja typpeä käytetään joskus pieninä määrinä seoksissa muiden suojakaasujen kanssa, erityisesti teräksen hitsauksessa.

• Vaikutus hitsauksen laatuun: Pieni määrä happea (1–5 %) argon- tai argon-CO₂-seoksissa voi parantaa kaaren vakautta ja tunkeumaa, mutta se voi myös lisätä hapettumisen riskiä. Typpi puolestaan voi parantaa hitsin mekaanisia ominaisuuksia tietyissä seoksissa, mutta sen käyttö on rajallista, koska se voi aiheuttaa huokoisuutta ja haurautta useimmissa hitsatuissa materiaaleissa.
• Käyttökohteet: Happea käytetään erityisesti ruostumattoman teräksen ja hiiliteräksen hitsauksessa, kun taas typpeä käytetään harvemmin ja lähinnä erikoisseosten hitsauksessa.

Suojakaasun valinta eri hitsaussovelluksissa

Suojakaasun valinta riippuu monista tekijöistä, kuten hitsattavasta materiaalista, hitsausprosessista, hitsin laadusta ja tuotantokustannuksista. On tärkeää valita oikea kaasu tai kaasuseos, joka sopii parhaiten käytettävään sovellukseen ja joka tarjoaa parhaan mahdollisen hitsauksen laadun.

1. MIG/MAG-hitsaus: Argon-CO₂-seokset ovat yleisimmin käytettyjä, koska ne tarjoavat hyvän tasapainon tunkeuman ja hitsausjäljen välillä. Erityisesti teräksen hitsauksessa käytetään 75–95 % argonia ja 5–25 % CO₂

sisältäviä seoksia.

2. TIG-hitsaus: Argon on suosituin suojakaasu TIG-hitsauksessa sen inerttien ominaisuuksien ja vakauden vuoksi. Heliumia tai argon-helium-seoksia käytetään, kun tarvitaan parempaa tunkeumaa tai kuumempaa kaarta, erityisesti paksummille materiaaleille.
3. Erikoismateriaalien hitsaus: Erikoismateriaalit, kuten alumiini ja kupari, vaativat usein argonia, heliumia tai niiden seoksia. Alumiinille argon on yleensä paras valinta, kun taas kuparille helium tai argon-helium-seokset voivat olla parempia syvemmän tunkeuman ja lämmön takia.

Yhteenveto

Suojakaasuilla on merkittävä vaikutus hitsauksen laatuun ja tehokkuuteen. Oikean kaasun tai kaasuseoksen valinta voi parantaa hitsin tunkeumaa, vähentää roiskeita, parantaa kaaren vakautta ja optimoida hitsauksen suorituskyvyn. On tärkeää ymmärtää eri suojakaasujen ominaisuudet ja niiden vaikutus hitsausprosessiin, jotta voidaan valita sopivin kaasu tai seos kullekin hitsaussovellukselle. Näin varmistetaan, että hitsaus on tehokasta, turvallista ja tuottaa laadukkaita tuloksia.