TIG-HITSAUSKAMMIO TITAANIN HITSAUKSEEN

Abstract

Työn tarkoituksena on ratkaista pienten titaanikappaleiden hitsaukseen liittyen ongelmia ja suunnitella titaanin hitsauskammio TIG-hitsaus menetelmälle. Kammion tarve ilmeni, koska Metropolia Ammattikorkeakoulun formulatiimi tarvitsi toimivan järjestelmän hitsatakseen titaanisia pakoputkistoja. Titaani reagoi herkästi hapen, typen ja vedyn kanssa. Kammion on tarkoitus eristää kappaleen hitsaus ja jäähtyminen ilmassa olevilta kaasuilta.

Kammio päätettiin suunnitella ja valmistaa itse kustannusten säästämiseksi. Valmistusma-teriaalina päädyttiin käyttämään suurelta osin alumiinia keveyden vuoksi. Tärkein toiminnallinen kriteeri suunnittelussa oli kammion kyky pitää suojakaasu hitsauksen ja jäähtymisen suojana kammiossa. Kammion käytännöllisyyden kannalta keveys oli myös oleellinen kriteeri, jotta hitsauskammiota olisi helppo siirrellä työpajassa tarpeen tullen. Myös käyttömukavuuteen yritettiin panostaa miettimällä työergonomiaa.

Suojakaasuna kaapin sisällä käytetään titaania hitsatessa argonia. Suunnittelussa on pyritty sijoittamaan suojakaasun tulo- ja poistoaukot järkeviin paikkoihin kammioon, jotta voitiin varmistua parhaiten huuhtelusta.

Työn tuloksena suunniteltiin ja rakennettiin itsenäinen ja toimiva titaanin hitsauskammio, jolla saa aikaan laadukasta titaani hitsiä. Kammiossa hitsataan pieniä ja muodoltaan hitsattavaksi vaikeita kappaleita.

The purpose of this graduate study was to solve problems according titanium welding and to design TIG-welding chamber to weld titanium. Need for this welding chamber came from Metropolia’s Formula Student-team that wants to make a titanium exhaust system for the formulacar. Titanium is reactive metal with athmospheric gases such as hydrogen, oxygen and nitrogen. The welding chamber is made to isolate welding process from athmospheric gases.

The welding chamber was made by-self, aiming low costs. The main material for the chamber was aluminium because it is light in weight and strong durability material. The most important functional criteria for the chamber was to keep shielding gas around the welding and cooling process. Chamber is made to be practical and light weight to make working with it easy and enjoyable. Ergonomical thinking has been part of the design pro-cess by thinking of working positions and comfortabilty.

When using the chamber to weld titanium, shielding gas has been designed to be at least 99,996 or above pure argon. Inlets and outlets of the chamber have been designed the way that they improve argon shield inside the chamber.

The result of this project is designed and built TIG-welding chamber for titanium welding that gives circumstances to have good quality titanium weld. Chamber is practically easy to use and has developed to work with small pieces that are hard to weld and shield with normal shielding gas technigues.