Page 39 - SHY2012

Basic HTML Version

21/2009
[ www.shy-hitsaus.net ]
37
Saksassa koko lisäarvo oli noin 25 miljar-
dia euroa. Tästä määrästä hieman vajaa 1
miljardi euroa tuli liittämisteknologian laittei-
den yms. valmistamisesta, mikä työllisti noin
16.000 ihmistä. Suurin osuus lisäarvosta
tuli kuitenkin liittämisteknologian käytöstä,
yli 20 miljardia euroa.
Kuten luvuista huomataan, valtaosa lisäar-
vosta ja työllistämisestä tulee liittämistek-
nologia käytöstä.
D) Kehityssuuntia
liittämisteknologiassa
1) Uusien teknisten tuotteiden kehittämi-
sessä ja olemassa olevien tuotteiden pa-
rantamisessa on kiinnitetty paljon huomiota
materiaalien optimaaliseen käyttöön ottaen
huomioon paikalliset jännitykset. Yhä enem-
män myös yksittäisissä komponeteissa käy-
tetään useita eri materiaaleja. Esimerkkinä
on räätälöidyt aihiot (tailored blanks), joissa
on useita eri eripaksuisia ja erilailla pintakä-
siteltyjä teräslajeja tai komponentit, jotka on
paikallisesti käsitelty kestämään korroosiota
tai kulumista. Lisäksi teräksen ja kevyiden
materiaalien tai muovien yhdistämistä käyte-
tään entistä enemmän kevyissä rakenteissa.
Nikkelipohjaisia seoksia käytetään lisäänty-
västi voimalaitosmateriaaleina ja ilmailute-
ollisuudessa.
2) Liittämismenetelmiä tarvitaan kasvamas-
sa määrin tähän tarkoitukseen ja tulevaisuu-
dessa ne tulevat olemaan ydintekijöitä, jotta
saadaan tuotanto nopeaksi, vaivattomaksi,
virheettömäksi ja luotettavaksi. Tässä suh-
teessa ne tullaan integroimaan osaksi val-
mistusketjua. Näin liittämisteknologia tulee
jäämään taloudellisesti merkittäväksi ja se
tulee muodostamaan oman tärkeän osuuten-
sa valmistavan teollisuuden arvosta. Sillä on
myös kasvun mahdollisuudet. Liittämistek-
nologialla tulee olemaan tärkeä osa tuoteen
eliniän kaikissa vaiheissa: suunnittelu, val-
mistus, käyttö, kunnossapito ja korjaus se-
kä uudelleenkierrätys ja hävitys. Tätä var ten
tar vitaan tutkimuksen, kehityksen, valmis-
tuksen ja käytön yhteistyötä, jotta pystytään
yhteensovittamaan tuotteen, valmistuksen
ja materiaalikehityksen tuomat vaatimukset.
3) Mekanisointi ja automatisointi kasvavat
edelleen samalla, kun teollisuusrobottien
käyttö liittämiseen tulee myös kasvamaan.
Taloudellisista syistä prosessien ja ominai-
suuksien simulointi on tulossa tärkeäksi
avaintekijäksi liittämismenetelmien, materi-
aalien ja valmistuksen kehittämisessä. Me-
netelmät ja materiaalit, jotka eivät sovellu
simulointiin, menettävät merkitystään tule-
vaisuudessa. Simuloitavien liittämismenetel-
mien ansiosta voidaan käyttää tosiaikaista
tarkastusta. Liittämismenetelmien optimointi
antaa mahdollisuuden etukäteen suunnitel-
la laadunvarmistustoimenpiteet. Samalla se
antaa jo aikaisessa vaiheessa myös tietoa
valmistus-, kunnossapito- ja korjaushenki-
lökunnan koulutusta var ten. Tavoitteena pi-
tää olla koko prosessiketjun simulointimalli
koostuen prosessin, rakenteen ja materiaalin
simuloinnista.
4) Hitsattavuuden määritelmä (valmistuksel-
linen, rakenteellinen ja perusaineen hitsatta-
vuus) täytyy korvata käsitteellä liitettävyys,
jonka määritelmään kuuluvat liittämismah-
dollisuus, liitettävyys ja liittämisen luotetta-
vuus. Tämä terminologia ottaa huomioon, et-
tä hitsauksen lisäksi on myös muita liittämis-
menetelmiä, kuten juottaminen, liimaaminen
ja mekaaninen liittäminen, joita käytetään
enemmän ja enemmän.
Kuvassa 5 on esitetty rakenteen, materiaalin
ja valmistuksen muodostama kolmiyhteys.
5) Korjaus- ja kunnossapitotoimintaan on
kiinnitettävä enemmän huomiota, erityises-
ti kuljetusvälineissä. Korjaus täytyy liittää
osaksi tuotteiden kehittämistä ja sen otet-
tav huomioon suurilujuisten terästen kasva-
va käyttö, kevytmetallit, muovit ja tailored
blanks sekä laserhitsauksen, liimauksen ja
mekaanisen liittämisen käyttö tuotteissa. Tä-
mä on tärkeätä, koska käytetyillä liittämisme-
netelmillä voi olla suuri vaikutus mahdollisiin
kuljetusvälineiden korjauskustannuksiin. Liit-
tämismenetelmät, jotka ovat nopeita, mutta
aiheuttavat kuitenkin suuria kustannuksia
korjaustilanteissa, voivat olla kokonaisuuden
kannalta kalliita. Modulaarisia menetelmiä,
jotka soveltuvat korjauksiin, käytetään erityi-
sesti kulkuvälineiden valmistamisessa. Uu-
sia korjausmenetelmiä var ten on kehitetty
myös pätevöintikoulutus.
6) Ympäristönsuojelu asettaa suuria odotuk-
sia teknologian kehittämiselle, mikä koskee
myös liittämisteknologiaa, esim. primääri- ja
toisioenergian taloudellinen käsittely, raaka-
aineiden säästäminen, jätemateriaalin vält-
täminen tai eliminointi tai varastointi, sekä
kierrätysprosessit liitetyille komponenteille.
Lisäksi terveys- ja turvallisuusasiat liittämis-
teknologiassa pysyvät tärkeinä.
7) Tulevaisuudessa kilpailu eri liittämisme-
netelmien välillä kiihtyy monissa käyttökoh-
teissa. Termiset menetelmät eivät kilpaile
ainoastaan toistensa kanssa vaan myös eri-
laisten “kylmäliittämismenetelmien” kanssa.
Kuvassa 6 on esitetty yhteenveto liittämisme-
netelmiin kohdistuvasta tutkimustoiminnas-
ta. Seuraavassa on lueteltu kehityssuuntia
eri liittämismenetelmissä:
• Kaasukaarihitsaus pitää hallitsevan ase-
mansa ja viimeisin tutkimus vahvistaa
käyttöä ja kehittää uusia muunnoksia
näistä menetelmistä. Kaasukaarihitsaus
ei kuitenkaan kasva tulevaisuudessa niin
ripeästi kuin aikaisemmin.
• Vastushitsaus säilyttää vankan asemansa
tuottavuutensa ja suorituskykynsä ansios-
ta. Kuitenkin se menettää jonkin verran
käyttökohteita, erityisesti mekaaniselle
liittämiselle ja liimaukselle. Tulevaisuu-
dessa jää nähtäväksi, jos uudet hybridi-
menetelmät, kuten vastuspistehitsauksen
ja liimauksen yhdistäminen, menestyvät.
Joining
J
Components
Material
Fabrication
r
Material
a
processing for joining
process to optimize th
mechanical and chemo
m
-physical
weldment properties
Material
t
selection for lo d
with respect to joint
dependent designing and
yielding load capacity of
component and weldment
e
Joint
i
dependent
e
designing
g
for
o
selection of suited
t
(tailored)
joining process with minimizing of
o
production
ro o
costs and quality
y
assurance attended by process
cess
Joining reliability
Joining suitability
Joining capability
Structure
e
Kuva 5. Liittämisteknologian, rakenteen, materiaalin ja val istuksen yhteys (Magdeburgin Yliopisto,
S ks ).
Arc Welding
low heat input processes
Arc Brazing
Soldering / Brazing
lead free soldering
Laserbeam 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 6. Tutkimuskohteet/Liittämismenetelmät (DVS, Saksa).