MIG- ja TIG-prosessien käyttö 5000- ja 6000-sarjan alumiiniseosten hitsauksessa

Abstract

Alumiini on maankuoren kolmanneksi yleisin alkuaine ja raudan jälkeen teollisuuden käytetyin metalli. Sen keveys ja erinomainen korroosionkesto tekevät siitä suositun vaihtoehdon moniin näitä ominaisuuksia vaativiin käyttökohteisiin, kuten laivoihin. Useat alumiinin käyttökohteet vaativat liitoksen toivotun muodon saavuttamiseksi. Hitsaus on erittäin tehokas ja suosittu menetelmä kestävien alumiiniliitosten valmistamisessa. Teollisuudessa suosituimmat menetelmät ovat MIG- ja TIG-hitsausprosessit. Tämän työn on tarkoitus kasvattaa hitsaustietoutta kyseisestä aihepiiristä. Työ kytkeytyy ja palvelee Lappeenrannan-Lahden teknillisen yliopiston (LUT) hitsaustekniikan yksikön alumiinihitsaushanketta nimeltään AluWeld projekti.

Tässä kandidaatintyössä tehdään kirjallisuustutkimus alumiineista ja niiden hitsattavuudesta, keskittyen erityisesti 5000- ja 6000-sarjan alumiiniseoksiin, sekä MIG- ja TIG-hitsausprosesseihin. Työssä toteutetaan myös käytännön hitsauskokeet. Kokeissa vertaillaan pulssi-MIG-hitsausta Linde AG:n valmistamaan suurteho plusnapa TIG-hitsausprosessiin, jota yhtiö kutsuu nimellä Arcline pp. Kokeen tavoitteena on tarkoitus saada mahdollisimman suuri hitsausnopeus hyvällä hitsinlaadulla ja noin 4 millimetrin a-mitalla. Hitsattava kappale muodostuu kahdesta 8 millimetriä paksusta EN AW-5083 levystä, jotka yhdistetään toisiinsa t-liitoksella PB hitsausasennossa.

Kokeellisen osuuden tutkimustuloksissa pulssi-MIG-hitsauksen hitsausnopeudeksi saatiin 17 mm/s. Arcline pp TIG-hitsausprosessi puolestaan pystyi 5,17 mm/s hitsausnopeuteen.

Aluminium is the third most abundant element in the Earth's crust and the most widely used metal in industry after iron. Its lightness and excellent corrosion resistance make it a popular choice for many applications that require these properties, such as ships. Many applications of aluminium require welding to achieve the desired joint shape. Welding is a very effective and popular method for producing strong aluminium joints. The most popular methods in industry are the MIG and TIG welding processes. The aim of this work is to increase welding knowledge on this topic. The work is linked to and serves the aluminium welding project of the Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT) welding technology unit called AluWeld project.

This bachelor's thesis conducts a literature review of aluminium and its weldability, focusing particularly on 5000 and 6000 series aluminium alloys, and MIG and TIG welding processes. The work also includes practical welding experiments. The experiments compare pulsed MIG welding to the high-power plus pole TIG welding process developed by Linde AG, which the company calls Arcline pp. The aim of the experiment is to achieve the highest possible welding speed with good weld quality and an effective throat thickness of approximately 4 mm. The test piece consists of two 8 mm thick EN AW-5083 aluminium sheets, which are joined together with a T-joint in welding position PB.

The research results of the experimental part showed that the welding speed of pulsed MIG welding was 17 mm/s. The Arcline pp TIG welding process, on the other hand, was able to achieve a welding speed of 5.17 mm/s.