Laser- ja hybridihitsauksen käyttökohteet
Transcription
Laser- ja hybridihitsauksen käyttökohteet
Laser- ja hybridihitsauksen käyttökohteet TAKEOFF! -seminaari Savonia-ammattikorkeakoulu, Kuopio, 21.5.2015 Ilkka Lappalainen, Ionix Oy LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Sisältö 1. 2. 3. 4. 5. 6. Työstölaserin periaate Laserhitsauksen periaate ja sovellusesimerkkejä Laserhitsauksen kustannukset Laserhitsauksen edut Laserhitsauksen rajoitukset Johtopäätökset 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 2 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET TYÖSTÖLASERIN PERIAATE 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 3 TYÖSTÖLASER Tavallinen valo vs. laservalo TAVALLINEN VALO LASERVALO Säteilee satunnaisesti joka suuntaan Useita aallonpituuksia (eli värejä) Erivaiheista Yhdensuuntaista Samaa aallonpituutta Samanvaiheista → Huono fokusoitavuus → Erinomainen fokusoitavuus 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 4 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET CO2-laser (10 600 nm) 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 5 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Kuitu- ja diodilaserit (808-1 080 nm) 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 6 LASERHITSAUS Kuitujohdatteisen laserin fokusointi kollimointilinssi siirtokuitu 21.5.2015 kuituliitin © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi fokusointilinssi fokuspiste 7 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Työstöpää Leikkauspää 21.5.2015 Hitsauspää peilioptiikalla © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Hitsauspää linssioptiikalla 8 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET LASERPROSESSIT Erottavat Poistavat Liittävät Lisäävät Muokkaavat Leikkaus Poraus Hitsaus Pinnoittaminen Karkaisu Kaiverrus Juotto Stereolitografia Taivutus Laservalaminen Sulatus Sintraus Värinmuutos 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 9 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET LASERHITSAUKSEN PERIAATE JA SOVELLUSESIMERKKEJÄ 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 10 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Erilaisten materiaalien hitsaus Metalli 21.5.2015 Lasi © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Muovi 11 LASERHITSAUS Sulattava laserhitsaus sula lasersäde hitsi 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 12 LASERHITSAUS Sulattava laserhitsaus Työstösuunta sula lasersäde lasersäde hitsi hitsi sula Lappalainen, 2010 Lasersäde sulattaa materiaalin pinnan ja lämpö siirtyy kappaleen sisään sekoittumalla ja johtumalla. Hitsin leveys on tyypillisesti tunkeumaa suurempi. 21.5.2015 Lappalainen, 2010 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 13 LASERHITSAUS Alumiinilevyn sulattava laserhitsaus t=1,0 mm P=4 kW v=4,8 m/min Nuvonyx 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 14 LASERHITSAUS Akkukotelon sulattava laserhitsaus Ruostumaton teräs t=0,3 mm P=200 W v=1,5 m/min Kaasutiivis hitsi Laserline 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 15 LASERHITSAUS Paljekytkimen sulattava laserhitsaus IPG YLR-100 SM P=100 W v=500 mm/s IPG Laser GmbH 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 16 LASERHITSAUS Keittiöaltaan sulattava laserhitsaus Ruostumaton teräs P=4 kW v=5 m/min Laserline 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 17 LASERHITSAUS Syvätunkeumalaserhitsaus sula lasersäde hitsi 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 18 LASERHITSAUS Syvätunkeumalaserhitsaus Työstösuunta lasersäde sula metallihöyry/plasma hitsi avaimenreikä hitsi lasersäde avaimenreikä sula Lappalainen, 2010 Tehotiheyden kappaleen pinnalla ylittäessä 10 kW/mm2, materiaali alkaa höyrystyä ja lasersäde tunkeutuu kappaleen sisään muodostaen ns. avaimenreiän. 21.5.2015 Lappalainen, 2010 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 19 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Avaimenreiän ja hitsisulan koko eri hitsausnopeuksilla (seostamaton teräs, t=1 mm, P=12 kW) Luleå Tekniska Universitet 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 20 LASERHITSAUS Tunkeuma vs. hitsausnopeus 30,0 KARKEA PEUKALOSÄÄNTÖ TERÄKSILLE: 1 m/min hitsausnopeudella jokaista 1,5 tunkeumamillimetriä kohden tarvitaan 1 kW lasertehoa. 25,0 Tunkeuma [mm] 2 kW 4 kW 6 kW 8 kW 10 kW 12 kW 15 kW 20 kW 20,0 15,0 Kuitulaser, d=0,4 mm Ruostumaton teräs, 1.403 10,0 5,0 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 Hitsausnopeus [m/min] IPG Laser 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 21 LASERHITSAUS Palkin laserhitsaus kahdesta C-profiilista, RAEX 650 MC OPTIM, t=3 mm LUT 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 22 LASERHITSAUS Putkilämmönsiirtimen putki-levy-liitos P=8 kW 10-kertainen tuotantonopeus TIG:iin verrattuna Mangiarotti 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 23 LASERHITSAUS Synkronointirenkaan laserhitsaus P=2 kW v=3,5 m/min Rofin 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 24 LASERHITSAUS Voimansiirron komponenttien laserhitsaus, C 45 /QStE 420 TM Fraunhofer IWS 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 25 LASERHITSAUS Kuparin laserhitsaus Putken päittäissauma, t=1,4 mm Putken pitkittäissauma, t=1,4 mm Kuitulaser, laserteho 3-5 kW Fraunhofer IWS 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 26 LASERHITSAUS Eripariliitokset • Laserhitsaus tyypillisesti helpompaa kuin muilla sulahitsausmenetelmillä: – Nopea lämpösykli – Kapea hitsi – Säteen kohdistuksella voidaan säädellä seostumista RST+Cu Teräs+RST Al + Cu (1,0 mm) Cu (0,1 mm) Teräs (0,5 mm) JK Lasers 21.5.2015 TWI Fraunhofer USA © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Fraunhofer USA 27 LASERHITSAUS Eripariliitokset: Materiaaliparien hitsattavuus ♦ Erittäin hyvä ● Hyvä ○ Riittävä Hyvä hitsattavuus edellyttää: - sulamispisteet lähellä toisiaan - materiaalit eivät muodosta hauraita faaseja keskenään Lisäaineen lisäys mahdollistaa usein muuten mahdottoman eripariliitoksen. Rofin, 2004 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 28 LASERHITSAUS Voimansiirron komponenttien laserhitsaus, valurauta-karkaistu teräs Fraunhofer IWS 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 29 LASERHITSAUS Lisäaineettoman hitsausprosessin rajoitteet • • • Hitsiä ei voida seostaa Liian suuri ilmarako aiheuttaa ongelmia: – Lasersäde menee liitoksesta läpi sulattamatta liitospintoja – Vajaa täyttö ilman lisäainetta – Tavoitteena ilmaraoton liitos tai vakiona pysyvä kapea rako: • huomioitava tuote- ja kiinnitinsuunnittelusssa • päittäisliitoksen railonvalmistus on usein tehtävä laserleikkaamalla tai koneistamalla Lasersäteen paikoitus oltava tarkka 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 30 LASERHITSAUS Ohjeellisia maksimiarvoja ilmaraolle ja asetusvirheelle LIMILIITOS PÄITTÄISLIITOS 0,1t (max 0,2 mm) 0,2t (max 0,2 mm) t t 0,3t Arvot pätevät syvätunkeumalaserhitsauksella. Suuremmat arvot ovat sallittuja käytettäessä lisäainetta tai muilla tekniikoilla. 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 31 LASERHITSAUS Menetelmät ilmarakotoleranssin kasvattamiseksi A. B. C. D. E. F. Suurempi polttopiste hitaampi, suurempi lämmöntuonti Twin-spot Säteen vaaputus Säteen pyöritys Lisäaineellinen laserhitsaus (lanka tai jauhe) Laserhybridihitsaus A B C D 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 32 LASERHITSAUS Hitsaus sädettä vaaputtamalla • • • • • Alumiinikotelon laserhitsaus t=3 mm P=4 kW v=1 m/min Erinomainen hitsin laatu ja vähäiset muodonmuutokset! Carl Cloos Schweißtechnik GmbH 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 33 LASERHITSAUS Lisäaineellinen laserhitsaus • • Kylmä tai esilämmitetty lisäaine (tyypillisesti lanka tai jauhe) sulatetaan lasersäteellä hitsiin Tavoitteena railotoleranssien kasvattaminen tai hitsin seostus Jokinen & Karhu, 2003 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 34 LASERHITSAUS Lisäaineellinen laserhitsaus: Tasauspyörä GJS-600 (pallografiittivalurauta, C=2,5-3,6 %) 16MnCr5 (hiiletysteräs, C=0,14-0,19 %) Lisäaine: 1071: SC NiFe-1 (N~60 %), Ø 1.0 mm Laserteho, P=2800 W Nopeus, v=1,5 m/min Langansyöttönopeus, vf=4,5 m/min 4 mm Trumpf 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 35 LASERHITSAUS Etälaserhitsaus • • Hitsaus pitkällä (jopa yli 1 m) polttovälillä mahdollistaa säteen kuljettamisen kappaleen pinnalla erittäin suurella nopeudella ohjaamalla sädettä peileillä Käytetään tyypillisesti ohutlevyjen limiliitoksissa kappaleissa, joissa paljon lyhyitä hitsejä siirtymäajat hitsien välillä käytännössä poistuvat Trumpf 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 36 LASERTYÖSTÖN KIINNITINTEKNIIKKA LSS – Laser Seam Stepper 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 37 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET LSS:n esimerkkisovellus: Skoda Rapidin oven hitsaus 12mm 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 38 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET LSS:n esimerkkisovellus: junanvaunun hitsaus IMAWIS GmbH, Rostock 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 39 LASERHYBRIDIHITSAUS Laserhybridihitsaus lasersäde sula valokaari hitsi 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 40 LASERHYBRIDIHITSAUS Laserhybridihitsaus lasersäde kosketussuutin lasersäde metallihöyry/plasma avaimenreikä sula hitsi poltin sula lisäainelanka (tyypillisesti MIG/MAG, TIG tai plasma) lisäainelanka hitsi valokaari valokaari avaimenreikä Lasersäde ja valokaari toimivat samassa sulassa. Hitsin muoto riippuu energialähteiden tehosuhteesta. 21.5.2015 Lappalainen, 2010 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Lappalainen, 2010 41 LASERHYBRIDIHITSAUS Laserhybridihitsin muoto Lappalainen, 2010 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 42 LASERHYBRIDIHITSAUS ESIMERKKI: Hydraulisylinterien hybridihitsaus P=10 kW v=2 m/min t=12 mm Luja teräs (560 Mpa) 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 43 LASERHYBRIDIHITSAUS ESIMERKKI: Jäykisteen laserhybridihitsaus, rakenneteräs, t=10 mm SLV Rostock 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 44 LASERHYBRIDIHITSAUS ESIMERKKI: Jäykisteen laserhybridihitsaus, rakenneteräs, t=10 mm, v=1,5 m/min Penn State 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 45 LASERHYBRIDIHITSAUS Alumiiniprofiilin laser-MIG-hybridihitsaus EN AW-6008, t=8 mm v=8 m/min PL=10,5 kW AlSi5, Ø1,2 mm BIAS 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 46 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Teräksen laser-MAG-hybridihitsaus, v=2 m/min BIAS 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 47 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Levylakanan laser-MAG-hybridihitsaus • • • Laserleikatut levynreunat Pohjapalko: laser-MAG-hybridi Pintapalko: Tandem-MAG 20 mm IMG Rostock 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 48 LASERHITSAUS LASERHITSAUKSEN KUSTANNUKSET 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 49 LASERHITSAUS Kustannukset • • Laserhitsauksessa investoinnista johtuvat kiinteät kustannukset muodostavat usein suurimman osa hitsauskustannuksista Mikäli laserhitsauskoneen käyttöaste saadaan riittävän korkealle, on investointi usein hyvinkin kannattava 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 50 LASERHITSAUS CASE: Hitsattu koteloprofiili Tuotantovolyymi 560 000 m/vuosi MAG-hitsattu palkki Laserhitsattu palkki 6 6 21.5.2015 Uumalevyn reunoihin koneistetaan 6x6 mm viisteet © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 7 Uumalevyn reuna koneistetaan (voidaan jättää pois, jos reunan leikkauslaatu on riittävä) 15 7 15 6 6 51 LASERHITSAUS # 001 TEHOLLISET TYÖTUNNIT VUODESSA 002 Työtunteja vuorokaudessa 003 Työpäiviä vuodessa 004 Työtunteja vuodessa 005 Koneen käytettävyys 006 Tehollisia työtunteja vuodessa 007 008 HITSAUSPÄIDEN MÄÄRÄ SEKÄ TAHTIAIKA JA SÄDE-/KAARIAIKASUHDE 009 Yksittäisen hitsin pituus 010 Hitsien määrä 011 Hitsien pituus yhteensä 012 Hitsausnopeus 013 Hitsausaika yhdellä hitsauspäällä 014 Hitsauspäiden määrä 015 Hitsausaika koko koneella 016 Asetusaika 017 Tahtiaika 018 Säde-/kaariaikasuhde 019 020 KÄYTTÖSUHDE 021 Vuosituotanto 022 Vuosituotanto 023 Tuotantomäärä tunnissa 024 Vuosituotantoon menevä aika 025 Käyttösuhde 21.5.2015 Laser Laser-MAG Tandem-MAG h pv h % h 14,0 250 3 500 90 % 3 150 14,0 250 3 500 90 % 3 150 14,0 250 3 500 85 % 2 975 m kpl m m/min min kpl min min min % 10,0 4 40,0 5,0 8,0 1 8,0 5,0 13,0 62 % 10,0 4 40,0 5,0 8,0 1 8,0 5,0 13,0 62 % 10,0 4 40,0 1,5 26,7 4 6,7 5,0 11,7 57 % 14 000 560 000 4,4 3 033 96 % 14 000 560 000 4,4 3 033 96 % 14 000 560 000 4,7 2 722 92 % kpl/vuosi m/vuosi kpl/h h % © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 52 LASERHITSAUS # 027 KIINTEÄT KUSTANNUKSET 028 Hankintahinta 029 Jäännösarvo 030 Poistoaika 031 Laskentakorko 032 Perushankintahinta 033 Annuiteetti 034 Koneen viemä lattiapinta-ala 035 Vuotuinen laskennallinen neliövuokra 036 Vuotuinen laskennallinen vuokra 037 Vuotuinen kunnossapitokustannus 038 Kiinteät kustannukset vuodessa 039 Kiinteät kustannukset tunnissa 21.5.2015 Laser € € vuotta % € € m2 €/m2 € € € €/h © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Laser-MAG 700 000 175 000 5 5% 562 883 130 012 100,0 80,00 8 000 5 000 143 012 47,15 750 000 187 500 5 5% 603 089 139 298 100,0 80,00 8 000 5 000 152 298 50,21 Tandem-MAG 350 000 87 500 5 5% 281 441 65 006 200,0 80,00 16 000 5 000 86 006 31,59 53 LASERHITSAUS Laser KUSTANNUKSET SÄHKÖSTÄ Sähkönkulutus tuotannon aikana Sähköenergian hinta Sähköenergia kW €/kWh €/h Hybrid 39,05 0,05 1,95 Tandem-MAG 39,83 0,05 1,99 155,36 0,05 7,77 120,00 KUSTANNUKSET SUOJAKAASUSTA Suojakaasunkulutus tuotannon aikana Suojakaasun hinta Suojakaasu l/min €/m3 €/h 3,00 - 15,38 3,00 2,77 64,00 3,00 11,52 KUSTANNUKSET LISÄAINELANGASTA Lisäaineenkulutus Lisäaineen hinta Lisäaine kg/h €/kg €/h 1,50 - 2,29 1,50 3,43 30,60 1,50 45,90 m3/min €/m3 €/h 1,20 0,03 0,04 1,20 0,03 0,04 0,25 0,03 0,01 KUSTANNUKSET PAINEILMASTA Paineilman kulutus Paineilman hinta Paineilma Lisäaine Suojakaasu Paineilma Kulutusosat Sähköenergia Työ 100,00 80,00 60,00 40,00 KUSTANNUKSET KULUTUSOSISTA Kulutusosat €/h 1,50 4,00 7,65 KUSTANNUKSET TYÖSTÄ Työn hinta Operaattorien lukumäärä Työ €/h hlö €/h 30,00 1,0 30,00 30,00 1,0 30,00 30,00 2,0 60,00 MUUTTUVAT KULUT YHTEENSÄ €/h 33,49 42,23 132,84 21.5.2015 140,00 20,00 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Laser Laser-MAG Tandem-MAG 54 LASERHITSAUS 079 KUSTANNUKSET YHTEENSÄ 080 Tuotantokustannukset tunnissa 081 Tuotantokustannukset vuodessa 082 Hitsauskustannus 083 Säästö vuodessa 084 085 TAKAISINMAKSUAIKA 086 Muuttuvat kulut tunnissa 087 Kustannukset vuodessa (pl. hankinta) 088 Säästöt vuodessa muuttuvista kuluista 089 Takaisinmaksuaika €/h €/vuosi €/m € 80,64 244 593 0,44 203 035 92,44 280 393 0,50 167 234 164,43 447 628 0,80 €/h €/h €/h vuotta 33,49 114 581 268 040 2,3 42,23 141 095 241 526 2,7 132,84 382 622 Hitsauskustannukset vuosituotannon funktiona Hitsauskustannus [€/m] 4,50 4,00 Laser 3,50 Laser-MAG 3,00 Tandem-MAG Esimerkkilaskelmassa Tandem-MAG – prosessi tulee edullisemmaksi, kun vuosituotanto jää alle 4000 kotelopalkkiin. Tämä tarkoittaa noin 4 h tuotantoa päivässä. 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 Vuosituotanto [kpl] 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 55 LASERHITSAUS LASERHITSAUKSEN EDUT 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 56 LASERHITSAUS Laserhitsauksen edut Tehokkuus Vähemmän jälkityöstöä Vähemmän railonvalmistelua Ohuiden materiaalien hitsaus Pienemmät koneistusvarat Paksut materiaalit yhdellä palolla Säästö lisäaineessa EI TARVETTA LISÄAINEELLE Eripariliitokset Metallurgiset edut SYVÄ JA KAPEA HITSI Vähemmän muodonmuutoksia Ei langansyöttöongelmia 21.5.2015 ULOTTUVA TYÖKALU Tehokkuus Hitsi lähellä lämpöherkkiä komponentteja Matala lämmöntuonti SUURI HITSAUSNOPEUS Pieni hitsisula Vähemmän huuruja Hitsi voi sijaita kapean raon pohjalla Hitsaus viimeisenä työvaiheena Ei työkalun kulumista Lakiasento mahdollinen Mahdollisuus jättää suojakaasu pois © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi Suuret paksuuserot liitettävissä työkappaleissa mahdollisia KOSKETUKSETON PROSESSI Hyvä automatisoitavuus Korkea laatu PROSESSIN HYVÄ HALLITTAVUUS 57 LASERHITSAUS Vähäiset muodonmuutokset CASE: Levylakanoiden valmistus telakalla, laivanrakennusteräs NVE36, t=6 mm JAUHEKAARIHITSAUS LASER-MAG-HYBRIDIHITSAUS Kontkanen, 2007 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 58 LASERHITSAUS Liitosmuotoja 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 59 LASERHITSAUS LASERHITSAUKSEN RAJOITUKSET 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 60 LASERHITSAUS Laserhitsauksen rajoitukset UUSI TEKNOLOGIA Esi-/jälkilämmitys Lisäaine Investointi edellyttää korkeaa käyttöastetta Metallurgiset ongelmat Ei salli ilmarakoa Vaatii hyvän kiinnittimen Vaatii tarkat kappaleet LASERTURVALLISUUS 21.5.2015 SUURI HITSAUSNOPEUS Matala lämmöntuonti KAPEA HITSI Työaseman kotelointi Edellyttää käyttäjän perehtymistä aiheeseen Suuri säteen paikoitustarkkuusvaatimus Railonseuranta SUURIKOKOINEN HITSAUSPÄÄ Kaikki perinteisillä menetelmillä hitsattavat kappalegeometriat eivät ole mahdollisia © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 61 LASERHITSAUS YHTEENVETO 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 62 LASER- JA HYBRIDIHITSAUKSEN KÄYTTÖKOHTEET Laserhitsaus Suomessa • Toimijat: – Koulutus- ja tutkimuslaitokset, 9 kpl, mm.: • Lappeenrannan ja Tampereen teknilliset yliopistot • Winnova (Laitila), Koneteknologiakeskus Turku, HAMK (Riihimäki), ELME Studio (Nivala), Jaloterässtudio (Tornio) • Jatkossa myös Savonia! – Koneenrakentajat ja asiantuntijat, mm.: • Pemamek (Loimaa), Kemecweld (Lahti), Ionix (Hämeenlinna), Apricon (Riihimäki), Weldcon (Lappeenranta) – Alihankkijat, ≥7 kpl, mm.: • Hakaniemen Metalli Oy (Vantaa), HT Laser Oy (Haapamäki), Kenno Tech Oy (Riihimäki), Laserle Oy (Helsinki), SSAB Oy (Uusikaupunki), Rautatyö Kröger Oy (Jyväskylä), Compusteel (Savonlinna) – Omia tuotteita hitsaavat, >10 kpl, mm.: • Ecocat Oy (Vihtavuori), Valmet Oy (Valkeakoski), Metso Power Oy (Tampere), Outokumpu Oyj (Tornio), Outokumpu Stainless Tubular Products Oy Ab (Pietarsaari), Outotec Turula Oy (Outokumpu), Levator Oy (Hanko), Stalatube Oy (Lahti), STX Finland Oy (Turku), Valmet Automotive Oy (Uusikaupunki), Cathodex Oy (Parkano) 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 63 LASERHITSAUS Johtopäätökset 1. 2. 3. 4. 5. Laserhitsaus on erittäin monikäyttöinen teknologia, jonka edut liittyvät usein tehokkuuteen ja korkeaan laatuun Perinteisesti ohutlevyjen liittämismenetelmä, mutta käyttö laajenee jatkuvasti paksumpiin materiaaleihin Tyypillisesti laserhitsauksen käyttöä rajoittavat investoinnin suuruus sekä aihioiden riittämätön laatu ja tarkkuus Erilaiset erikoisprosessit laajentavat laserhitsauksen sovelluskenttää jatkuvasti Erikoisprosessien sekä laserteknologian laskevien hintojen myötä laserhitsaus tulee yleistymään teollisuudessa myös Suomessa 21.5.2015 © Copyright Ionix Oy 2015. All rights reserved. | www.ionix.fi 64 Kiitos!