Muita hitsausmenetelmiä

Muita hitsausmenetelmiä

Hitsausmenetelmät voidaan erotella sen mukaan, millä menetelmällä hitsauksessa tarvittava lämpö tuotetaan ja miten lisäaine syötetään hitsiin. Käytettävä hitsausmenetelmä valitaan sen mukaan, mitkä ovat hitsattavat materiaalit ja niiden paksuudet, millaista tuotantotehokkuutta edellytetään ja kuinka siistiä hitsiä halutaan saada aikaan.

Lisäksi on olemassa muitakin erityistarkoituksiin sopivia hitsausmenetelmiä, kuten laserhitsaus, plasmahitsaus, pistehitsaus, jauhekaarihitsaus, ultraäänihitsaus ja kitkahitsaus.

Laserhitsaus

Laserhitsauksen periaate on yksinkertainen: hiilidioksidi- tai NdYAG-laserilla aikaansaatu lasersäde kohdistetaan hitsattavaan kohteeseen, jolloin kappaleet hitsautuvat yhteen. Suojakaasua käytetään estämään hitsattavan materiaalin hapettumista ja suojaamaan hitsauslaitteen optisia osia.

Laserhitsauksen etuja ovat suuri hitsausnopeus, kapea hitsausjälki ja pieni lämpöalue, joten se on parhaimmillaan silloin, kun vaaditaan pientä lämpövaikutusta.

Laserhitsaus on tarkkaa. Se mahdollistaa kapeat hitsit ja aiheuttaa hitsattaviin kappaleisiin vain pieniä muutoksia. Toisaalta se vaatii hitsattavien kappaleiden tarkkaa sovittamista ja jigien käyttöä, joten sitä ei ole taloudellista käyttää yksittäisten kappaleiden liittämiseen.

Jauhekaarihitsaus

Jauhekaarihitsaus on kaarihitsausmenetelmä, jossa valokaari palaa hitsausjauheen alla. Lisäaine tuodaan hitsiin erikseen syötettävällä hitsauslangalla tai langansyöttölaitteella. Hitsattaessa hitsaussauman päällä oleva hitsausjauhe sulaa hitsin pinnalle suojaavaksi kuonakerrokseksi. Hitsausjauhe voi sisältää myös metallijauhetta, joka sulaa hitsauksen aikana hitsiin lisäaineeksi.

Jauhekaarihitsaus toteutetaan lähes aina vähintään osittain mekanisoidusti, joten pitkiä hitsejä hitsattaessa sillä päästään suureen tuottavuuteen. Jauhekaarihitsausta käytetään paljon keskiraskaassa ja raskaassa konepajateollisuudessa sekä telakoilla.

Plasmahitsaus

Plasmahitsaus on kaasukaarihitsausprosessi. Plasmalla tarkoitetaan erittäin korkeaan, jopa 15000 – 25000 celciusasteen lämpötilaan kuumennettua kaasua, jonka sisällä valokaari palaa suojakaasun ympäröimänä sulamattoman volframielektrodin ja työkappaleen välillä.

Plasmahitsauksessa käytetään yleensä lisäainetta, joka tuodaan hitsisulaan lankana. Jauheplasmahitsauksessa lisäaine tuodaan hitsisulaan suojakaasun mukana metallijauheena.

Plasmahitsauksen suuri energiatiheys tekee mahdolliseksi myös työkappaleen lävistävän valokaaren. Plasmahitsaus soveltuu erityisesti mekanisoituihin hitsausprosesseihin, ja sitä käytetään esimerkiksi ruostumattoman teräksen hitsauksessa.

Pistehitsaus

Pistehitsaus on vastushitsausprosessi, jossa hitsattavat kappaleet kuumennetaan sähkövirran avulla pistemäisesti lähes sulaan tilaan ja puristetaan toisiaan vasten, jolloin kappaleet hitsautuvat kiinni toisiinsa. Pistehitsausta käytetään ohutlevytöissä.

Kitkahitsaus

Kitkahitsauksessa käytetään kitkaa hitsauksessa tarvittavan lämmön muodostamiseen. Liitospintoja puristetaan vastakkain ja niitä pyöritetään toisiinsa nähden. Sen jälkeen pehmeäksi kuumentuneita liitospintoja puristetaan lujasti toisiaan vasten, jolloin pinnat hitsautuvat yhteen. Kitkahitsausta käytetään esimerkiksi akselien ja tankojen liittämiseen.

Räjähdyshitsaus

Räjähdyshitsauksessa kaksi erilaista metallilaatua liitetään toisiinsa hallitun räjähdyksen avulla. Räjähdyksellä synnytetään metallilevyjen väliin suuri paine, joka saa metallit liittyvät toisiinsa atomitasolla. Näin saatu yhdistelmärakenne on erittäin korkealaatuinen ja metallurgisesti yhtenäinen.

Räjähdyshitsausta käytetään kohteissa, joissa kaksi erilaista metallilaatua on liitettävä toisiinsa lujalla liitoksella.

Kaarijuotto

Kaarijuotto eli MIG-juottaminen tuli käyttöön 1990-luvulla. Se muistuttaa suuresti MIG/MAG-hitsausta. Suurin ero on lisäainelangoissa ja perusaineen sulamisessa, sillä kaarijuotossa perusaine ei sula.

Lämmöntuonti on kaarijuotossa huomattavasti vähäisempää kuin MIG/MAG-hitsauksessa, minkä vuoksi kaarijuotto sopii erityisen hyvin esimerkiksi autoteollisuudessa käytettävien sinkkipinnoitettujen levyjen liittämiseen. Vähäisen lämmöntuonnin ansiosta levy ei vääntyile eikä sinkkipinnoite vaurioidu. Tästä syystä autoteollisuuden kiinnostus kaarijuottoa kohtaan onkin erittäin suuri. Myös autokorjaamoissa käytetään paljon kaarijuottoa.

Hitsausautomaatio

Hitsauksen mekanisointi jaetaan neljään eri tasoon sen mukaan, kuinka suuri osa hitsauksen työvaiheista tehdään mekaanisesti hitsauslaitteen avulla:

• Käsinhitsauksessa hitsaaja siirtää hitsauspäätä käsin sekä valvoo ja ohjaa hitsausprosessia.
• Puoliautomaattisessa hitsauksessa hitsauslaite tekee jonkin työvaiheen. Tällainen hitsausmenetelmä on esimerkiksi MIG/MAG-hitsaus, jossa langansyöttölaite syöttää lisäainelangan hitsauspistoolin kautta.
• Mekanisoidussa hitsauksessa hitsauslaite tekee fyysisen työn, mutta hitsaaja ohjaa ja valvoo prosessia jatkuvasti.
• Automaattisessa hitsauksessa hitsauslaitteisto tekee kaiken itsenäisesti ennalta laaditun ohjelman mukaisesti.

Hitsausrobotiikka edustaa pitkälle vietyä hitsauksen mekanisointia ja automatisointia. Siinä hitsausautomaatti hoitaa sekä hitsauspään kuljetusliikkeen että hitsausprosessin ohjauksen ennalta laaditun ohjelman mukaisesti. Robotti voidaan myös ohjelmoida uudelleen käytettäväksi erilaisissa työkohteissa.

Parempi tuottavuus ja tasaisempi laatu

Hitsauksen automatisoinnilla pyritään yleensä parempaan hitsaustyön tuottavuuteen, suurempaan tuotantokapasiteettiin, tasaisempaan laatuun ja kustannustehokkuuteen.

Hitsausrobotiikassa kustannusrakenne painottuu hankinnan alkupäähän, laitteistokustannuksiin, testaukseen ja käyttäjien koulutukseen. Siksi hitsaustyön robotisointi edellyttää aina tarkkaa etukäteissuunnittelua. Nykyinen hitsaustuotanto on analysoitava kaikkine työvaiheineen ja niiden kustannukset on eriteltävä. Lisäksi tuotteiden soveltuvuus robotisoitaviksi on tutkittava.

Parhaiten robotisoitu hitsaus soveltuu tuotteille, joissa on paljon hitsejä moneen suuntaan, hitsit ovat lyhyitä ja hitsattavat pinnat kaarevia. Robotisointi ei välttämättä edellytä sitä, että kyseisiä tuotteita valmistetaan jatkuvasti suuria määriä. Nykyaikainen teknologia mahdollistaa yhä pienempien sarjojen kustannustehokkaan hitsauksen, jopa yksittäiskappaleiden valmistusta on menestyksekkäästi robotisoitu.

Robottihitsauksen tehostaminen

Robottihitsausta voidaan tehostaa esimerkiksi pienentämällä railotilavuutta. Mekanisoidussa ja automatisoidussa hitsauksessa hitsit ovat tasalaatuisia, joten ne voidaan mitoittaa minimiinsä. Automatisoidussa hitsauksessa hitsautumissyvyyttä eli tunkeumaa voidaan hyödyntää osana näkyvää a-mittaa. Tämä perustuu siihen, että automatisoitu hitsaus tapahtuu aina samalla tavoin, joten kerran saavutettu ja mitattu tunkeuma toteutuu todennäköisesti myös muilla hitsauskerroilla.

Robottiasemassa kannattaa käyttää nimenomaan robotisoituun hitsaukseen suunniteltuja hitsauslaitteistoja, joissa hitsauslangan kulkuominaisuudet ovat hyvät ja langansyöttö tasaista. Robotisointiin erikseen suunnitelluissa hitsauslaitteissa kaikkia toimintoja pystytään ohjaamaan robotin toimesta. Erilaiset signaalit ja takaisinkytkennät on suunniteltu robottisovellusten korkeiden laatu- ja tehokkuustavoitteiden mukaisiksi. Tällä vältetään turhat käyttökatkokset ja parannetaan laitteiston kaariaikasuhdetta.

Industria webshopin hitsausvalikoiman löydät täältä.

Lähde: Kemppi.fi

<< Takaisin