Page 38 - SHY2012

Basic HTML Version

2/2009
[ www.shy-hitsaus.net ]
36
5) Juottaminen
Juottaminen on metallien yhteenliittämistä
käyttäen lisäainetta eli juotetta, jonka sula-
mislämpötila on alempi kuin liitettävien pe-
rusaineiden. Juottamista käytetään paljon
sähkö- ja elektroniikkateollisuudessa sekä
vesijohtoputkissa. Lyijyn myrkyllisyyden takia
sellaisia juotteita, joissa on lyijyä, ei enää
käytetä. Vaikka korvaavia, lyijyä sisältämättö-
miä juotteita on markkinoilla, ne eivät sovellu
kaikkiin käyttökohteisiin, joten kehitystyötä
tarvitaan edelleen.
Lujat liitokset metallien ja keraaminen vä-
lillä tehdään juottamalla. Tässä tapaukses-
sa juotteet ovat täysin erilaisia metalleja ja
metalliseoksia riippuen käyttökohteesta ja
juotettavista materiaaleista. Perinteellisen
juottamisen rinnalle on tullut ns. kaarijuotto
käyttäen aikaisemmin mainittuja “kylmäkaa-
rimenetelmiä”, joita käytetään erityisesti
autoteollisuudessa sinkittyjen ohutlevyjen
liittämiseen, mutta toki myös muualla.
6) Liimaus
Liimausta käytetään enenevässä määrin
sekä metallien että muovien liittämiseen.
Liimaus on “kylmäliittämismenetelmä”, min-
kä ansiosta se soveltuu erityisesti lämmölle
arkojen materiaalien liittämiseen. Liimojen
kehittymisen ansiosta on nykyään mahdollis-
ta liittää toisiinsa hyvinkin erilaisia materiaa-
leja, joiden liitosten pitkäaikaiskestävyys on
hyvä suhteellisen laajalla lämpötila-alueella.
Kuitenkin hyvin matalata lämpötilat (esim. al-
le -50 oC) ja korkeat lämpötilat (esim. yli 180
oC) ovat edelleen ongelma-alue. Liimausta
käytetään enemmän ja enemmän myös lu-
juutta vaativissa rakenteellisissa liitoksissa.
7) Mekaaninen liittäminen
Muita “kylmäliittämismenetelmiä” ovat me-
kaaninen liittäminen ja muovausliittäminen.
Mekaanisia liittämismenetelmiä ovat esim.
puristusliittäminen (clinching, toxing) tai nit-
taus osittain ontolla niitillä (punch riveting),
joiden tyypillisiä käyttökohteita ovat ohutle-
vyjen liittäminen, esim. keittiötuotteet, auto-
teollisuus ja ilmastointilaitteet.
8) Hybridiliittäminen
Kuten hitsausmenetelmienkin niin myös
liittämismenetelmien yhdistäminen on mah-
dollista. Tässä on tehty paljon kehitystyötä.
Vastuspistehitsauksen ja liimauksen yhdis-
telmää käytetään paljon autoteollisuudessa.
Tässä yhdistyy liitosten suuri luotettavuus ja
jäykkyys, hyvä korroosionkestävyys ja suuri
valmistusnopeus. Nykyään näitä liitoksia pys-
tytään tarvittaessa myös korjaamaan.
Liimauksen ja mekaanisen liittämisen yh-
distäminen parantaa myös kolarikestävyyttä
verrattuna pelkästään mekaaniseen liittä-
miseen. Tätä käytetään myös teräksen ja
alumiinin liittämiseen. Eri metallien eripa-
riliitoksissa voidaan käyttää hitsauksen ja
juottamisen yhdistelmää, hitsaus alumiinin
puolella ja juottaminen teräksen puolella.
9) Mikroliittäminen
Vaikka mikroliittäminen on useinkaan tuskin
nähtävissä, sitä käytetään nykyään kuitenkin
monissa tuotteissa, mm. viihdeteollisuudes-
sa, elektroniikkateollisuudessa, autoteolli-
suudessa. Se on tehnyt myös monien tuot-
teiden valmistamisen mahdolliseksi. Erin-
omainen esimerkki näistä tuotteista ovat
kännykkäpuhelimet. Liittämisteknologioita
käytetään yhä pienempiin komponentteihin.
Näitä menetelmiä ovat:
· juottaminen
· liimaus
· mekaaninen liittäminen
· lanka- ja suulakeliittäminen
· hitsaus (vastus- ja laserhitsaus)
Tulevaisuus elektroniikassa merkitsee yhä
pienempiä komponentteja, toimintojen yhdis-
tämistä, suurempia termisiä ja mekaanisia
kuormituksia sekä ksvavat vaatimukset luo-
tettavuudelle ja kustannusten alentamiselle.
Nykyisiä teknologioita pitää hyödyntää fysi-
kaalisille äärirajoilleen saakka ja kehittää
uusia.
C) Liittämisteknologian
taloudellinen merkitys
Tuotteiden valmistamisessa yhä enemmän
kiinnitetään huomiota liittämisteknologiaan
taloudelliseen merkitykseen. Merkitystä voi-
daan tarkastella liittämis- ja hitsausteknologi-
an osuudella koko tuotteiden valmistamisen
arvosta. Tässä on erotettava kaksi vaikutus-
ta: ensiksi liittämisteknologian tuotteiden
tuotanto ja toiseksi liittämisteknologian so-
veltaminen eri teollisuuden aloilla. Seuraa-
vassa annetaan muutamia lukuja vuodelta
2007.
Liittämisteknologian tuotteet ja palvelut
Ensimmäinen vaikutus: liittämisteknologian
tuotteiden ja palvelujan tuotanto (koneet, lait-
teet, lisäaineet, suojakaasut, työturvallisuus-
tuoteet ja koulutus) vaikuttavat lisäarvoon
Saksan ja Euroopan talouksissa. Tämän
kokonaisarvo Saksassa on laskettu olevan
1,86 miljardia euroa, mikä työllisti 32.000
henkilöä. Euroopassa nämä luvut on arvioi-
tu olevan 6,60 miljardia euroa ja 122.000
henkilöä. Toinen vaikutus koskee liittämistek-
nologia soveltamista eri teollisuuden aloilla.
Saksassa arvon on laskettu olevan 22,50
miljardia euroa, minkä tuottamiseen osal-
listui 447.000 henkilöä. Koko Euroopassa
vastaavat luvut olivat 90,5 miljardia euroa
ja 2,5 miljoonaa henkilöä.
Liittämisteknologian käyttö
Saksassa liittämisteknologian tuotteiden
valmistuksen ja palvelujen lisäarvo oli vuon-
na 2007 24.4 miljardia euroa. Ala työllisti
478,000 henkeä. Vuoden 2003 vastavaavat
luvut olivat 22.8 miljardia euroa ja 557,000
henkeä. Henkilödtön määrä lasku johtuu pää-
asiassa tuottavuuden kasvusta.
Lisäarvo ja henkilöstön määrä
Liittämisteknologian tuoma lisäar vo sekä
valmistamisessa että käytössä Euroopassa
on arvioitu olevan vuonna 2007 noin 97 mil-
jardia euroa. Ala työllisti yli 2.6 miljoonaa
työntekijää. Laitteiden yms. valmistuksen
ar vo oli 2,6 miljardia euroa ja se työllisti
55.000 henkeä.
Joining
Components
Material
Fabrication
i
Material processing for joining
process to optimize the
mechanical and chemo-physical
weldment properties
Material selection for load
with respect to joint
dependent designing and
yielding
yielding
load
load
capacity
capacity
of
of
component and weldment
Joint dependent designing for
selection
se
of suited (tailored)
joining process with minimizing of
production costs and quality
assurance attended by process
Joining reliability
Joining suitability
Joining capability
Structure
t
t
Kuva 5. Liitt misteknologian, rakent en, materiaalin j valmistuksen yhteys (Magdeburgin
Saksa).
Arc Welding
low heat input processes
Arc Brazing
Soldering / Brazing
lead free oldering
L s rbeam Welding
Electron Beam Welding
Hybrid Welding
Hybrid Joining
Other Welding Processes
Adhesive Bonding
Resistance Welding
Micro Joining Techniques
Plastics Welding
Mechanical Joining
Friction / Friction Stir Welding
Diffusion Welding
Industry Poll
DVS 12/2004
1.448 indications
Q
highly important
important
Kuva 6. Tutkimuskohteet / Liittämismenetelmät (DVS, Saksa).
Kuva 5. Liittämisteknologian, rakenteen, materiaalin ja valmistuksen yhteys (Magdeburgin
Yliopisto, Saksa).