Page 48 - SHY2012

Basic HTML Version

6/2007
[ www.shy-hitsaus.net ]
46
jaetaan laser- ja MAG-parametreihin, joista
taulukossa 1. on esitetty tärkeimmät. Olem-
me havainneet parametri-ikkunoiden olevan
laserhybridihitsauksessa erittäin pienet.
Toinen haaste on langansyöttö tarkasti oike-
aan kohtaan. Hitsin virheettömyyden suhteen
tämä on osoittautunut erittäin tärkeäksi eri-
tyisesti pienahitsauksessa. 1-2 millin heitto
optimikohdasta aiheuttaa täysin kelvottoman
hitsin.
High Metal Production Oy:n
laser- ja hybridilaitteisto
High Metal Production Oy:llä on käytössä ku-
vassa 1. näkyvä Trumpf GmbH:n valmistama
CO
2
-laser työasema. Sen laser teho on 4 kW.
Aseman työalue on 4*1.5*0.5 m, mutta sillä
pystytään valmistamaan huomattavasti suu-
rempiakin kappaleita. Suurimmat tuotteet
ovat olleet yli 12 metriä pitkiä ja lähes 2
metriä leveitä. High Metal Production tekee
laitteistolla ruostumattomien terästen laser-
leikkausta, laserhitsausta sekä nyt myös
laserhybridihitsausta. Työasema on ns. 3D-
asema, jossa on viisi (5) liikkuvaa akselia, ja
näistä kaksi (2) kier tyviä. Tämä takaa erittäin
hyvän luokse päästävyyden monimutkaisia
kappaleita hitsattaessa (kuva 2.).
Laserhybridin MIG-laitteistoksi valittiin ro-
bottihitsauskäyttöön suunniteltu ja pulssio-
minaisuudella varustettu Kempin ProMIG
520R-MXE, ja vir talähteeksi PRO EVOLUTI-
ON 4200, jonka kuormitettavuus on 400 A
100 % käyttösuhteella. Valintaan päädyttiin
osaksi siksi, että halusimme valmistajan ole-
van lähellä asennusvaiheessa mahdollisesti
tarvittavaa yhteistyötä var ten.
Hitsauspään langansyöttö, kaasuntuonti ja
vir tasuutinratkaisu ovat High Metal Produc-
tion Oy:n omaa suunnittelua. Mitään vakio
MIG-poltinta ei haluttu yhdistää nykyiseen
laserhitsauspäähän. Tavoitteena oli tehdä
niin kompakti hitsauspää kuin mahdollista,
ja siinä myös onnistuttiin erittäin hyvin. Ku-
vittelimme suunnitteluvaiheessa hitsauspää-
hän kohdistuvat lämpökuormat mahdollisiksi
ongelmakohdiksi, mutta tehdessämme hit-
saustyötä huomasimme, että tällaista on-
gelmaa ei synny. (Kuvaa hitsauspäästä ei
voida julkaista).
MIG-laitteiston integrointi
laserin ohjaukseen
Asennustavan tavoitteena oli saada MIG-lait-
teisto toimimaan laserin ohjauksella. Tavoit-
teeseen päästiin kuviteltua helpommin laser-
valmistajan ja hitsauslaitevalmistajan asian-
tuntemuksen avulla. Vaikka laitevalmistajat
eivät tunteneet toistensa tuotteita, integroin-
tiongelmat ratkaistiin helposti molempien
yritysten edustajien ollessa samanaikaisesti
paikalla. MIG:n hitsauksen aloitusta, lopetus-
ta, kaasuntuontia ja ohjelmakanavia hallitaan
nyt laserin hitsausohjelmasta. Näin operaat-
torin vastuulle jäävät vain kappaleen vaihdot
sekä suuttimen puhdistus roiskeista.
Laser työasemaan asennettiin uudet ener-
giansiir toketjut MIG-laitteiston vir ta- ja oh-
jauskaapelia sekä suojakaasu- ja jäähdytys-
vesiletkuja var ten. Langansyöttölaite asen-
nettiin laseriin niin, että lankapituus saatiin
mahdollisimman lyhyeksi syöttöongelmien
välttämiseksi. Syöttöongelmia ei ole havaittu
edes hitsattaessa suurilla langansyöttöno-
peuksilla.
Käyttöönotto ja hitsauskokeet
Hitsauskokeiden tekeminen oikeiden para-
metrien löytämiseksi aloitettiin välittömästi
laiteasennuksien jälkeen (kuva 3.). Testejä
tehtiin koepaloihin, mutta myös todellisiin
tuotteisiin. Tuotteet, joita ensivaiheessa tul-
laan hitsaamaan, sisältävät paljon alapienaa
ja ne ovat myös kohtuullisen suuria. Langan
syöttötarkkuus oli ensimmäinen ongelma,
johon törmättiin. Suuret hitsausnopeudet
(noin 3.0 m/min) olivat prosessille asetta-
miamme tavoitteita, joten langan on osuttava
erittäin tarkasti oikeaan kohtaan jouhevan
liittymisen ja liitosvirheiden välttämiseksi
pienahitseissä (kuva 4.). Rakensimme langa-
noikaisulaitteen, jolla ongelma saatiin pitkälti
ratkaistuksi. Myös magneettista puhallusta
oli syytä epäillä ongelmien aiheuttajaksi, min-
kä vuoksi lisäsimme maadoituspisteitä.
Olemme kokeilleet useita suojakaasuyhdis-
telmiä ja havainneet, että näillä on erittäin
suuri merkitys palon ulkomuodon ja rois-
keisuuden suhteen. Lähdimme liikkeelle
Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa
tutkittujen suojakaasuseoksien pohjalta.
Olemme havainneet, että riittävä heliumin
määrä suojakaasussa on noin 30- 40 %.
Koska parametriyhdistelmiä on erittäin suuri
määrä, voidaan prosessia optimoida varmasti
loputtomiin. Meidän tavoitteenamme on ollut
löytää arvot, joilla hitsaus onnistuu mahdol-
lisimman virheettömästi ja roiskeettomasti.
Hyviä neuvoja saimme toki koko ajan niiltä
muutamilta asiantuntijoilta, joilla on ollut ko-
kemusperäistä tietoa laserhybridihitsauksen
soveltamisesta teolliseen mittakaavaan.
Ensikokemuksia
laserhybridihitsauksesta
Vaikka alku oli taistelemista parametriyhdis-
telmien kanssa, nyt on päästy tilanteeseen,
jossa operaattorit pystyvät itsenäiseen hitsa-
ukseen. Yrityksen työntekijät ovat ottaneet
Kuva 1. Trumpf TLC 1005 laser työasema.
Kuva 2. Laserhybridihitsausta.