1. No category

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!