Hitsausmenetelmävalintojen vaikutus tuottavuuteen

Transkriptio

1 Hitsausmenetelmävalintojen vaikutus tuottavuuteen HITSAUSSEMINAARI puolitetaan kustannukset Lahti Dipl.ins. Kalervo Leino VTT

2 HITSAUSMENETELMÄN TEHOKKUUS = 1 / HITSAUSAIKA HITSIMÄÄRÄ HITSIAINEEN TUOTTO KAARIAIKASUHDE HITSAUSMENETELMÄ LIITOS, RAILOMUOTO, MITOITUS HITSAUSPROSESSI HITSAUSPARAMETRIT SUORITUSTEKNIIKKA 2

3 1 HITSIAINEEN TUOTTO MIG/MAG HITSAUS: 2 10 (14) kg/h JAUHEKAARIHITSAUS: 4 16 kg/h napaisuus: % kylmä, kuumalanka: % metallijauheen syöttö: % twin arc, tandemhitsaus: (100) kg/h SUURTEHO MIG/MAG PROSESSIT suojakasu LS: m/min A (φ 1,2 mm) kg/h v: 1,5 m/min MONILANKA MIG/MAG PROSESSIT twin arc tandem LS: m/min; A (φ 1,2 mm) 2 * (4 10) kg/h v: 2+ m/min 3

4 SYNERGINEN PULSSI MIG HITSAUS LYHYTKAARIHITSAUKSEN LÄMMÖNTUONTI JA HALLITTAVUUS + KUUMAKAARIHITSAUKSEN AINEENSIIRTYMINEN AUSTEN. RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET puikko: 0,4 1 kg/h; (SP)MIG: 1 4 kg/h ALUMIINI JA ALUMIINISEOKSET TIG: < 0,5 kg/h; (SP)MIG: 1 2 kg/h 4

5 2 HITSIMÄÄRÄN VÄHENTÄMINEN RAILOTILAVUUDEN PIENENTÄMINEN TUNKEUMAN HYÖDYNTÄMINEN HITSIEN TARKKA MITOITUS JA HITSAUS HITSAUSTA KORVAAVIEN VALMISTUSMENETELMIEN KÄYTTÖ 5

6 RAILOTILAVUUDEN MINIMOINTI KAPEARAILOTEKNIIKAT TIG, JAUHEKAARI, MIG Kannattava (15 ) 20 mm PLASMAHITSAUS sulku I railo (V = 0) ruostumaton teräs: 3 10 mm seostamaton teräs: 4 8 mm alumiini: 3 12 mm titaani: 3 18 mm tehokkuus: ~ 2 5 * MIG; 3 20 * TIG 6

7 SÄDEHITSAUSPROSESSIT ELEKTRONISUIHKU HITSAUS (EB) 0,05 80 (200) mm tyhjökammio LASERHITSAUS (LB) 0,05 10 (20) mm Suojakaasu LASERHYBRIDIHITSAUS LB + GMAW (GTAW, FCAW) 3 10 mm Päittäis, T liitokset Yhdistää prosessien edut HITSAUSMENETELMÄ = TUOTTEEN KOKOONPANOMENETELMÄ 7

8 TUNKEUMAN HYÖDYNTÄMINEN Hitsimäärä ~ hitsaustyö ~ railon korkeus h 2, pienahitseillä a 2 JAUHEKAARIHITSAUS: jopa 10 mm; MAG HITSAUS: 5 8 mm Päittäishitseillä juuripinnan kasvattaminen pienempi railo Railon poikkipinta ala [mm 2 ] V railo X railo Levynpaksuus & juuripinta [mm] 8

9 TUNKEUMAN HYÖDYNTÄMINEN Pienahitseillä pienempi a mitta Esim. a10 a5 + 5 mm tunkeumaa: hitsaustyösäästö 75 % Edellyttää mekanisoitua kuljetusta kohdistus ja nopeus vakio Argonvaltainen suojakaasu sormimainen tunkeumaprofiili Kuumakaarihitsaus Robottihitsauksen vaaputtava railonseuranta ei esteenä 9

10 Normaali pienahitsaus Pistoolin kohdistuskulma 45 a mitta ~5 mm Tunkeuma 6,5 mm Tunkeumasta hyödynnettävissä ~ 2 mm 10

11 Pienahitsien vertailua Perinteinen Alapiena Kohdistuskulma 45º 7 palkoa 325 A / 29 V A / 26 V A mitta ~ 10 mm Hitsin tehollinen paksuus ~ 14 mm Hitsausaika 16,7 min/m 11

12 Pienahitsien vertailua Syvätunkeuma Alapiena Kohdistuskulma 25º 1 palko 420 A / 36 V A mitta ~ 5 mm Hitsin tehollinen paksuus ~ 11 mm Hitsausaika 2 min/m 12

13 3 KAARIAIKASUHTEEN PARANTAMINEN = Hitsauksen mekanisointi ja automatisointi KÄSINHITSAUS: % YKSINKERTAINEN MEKANISOINTI: % HITSAUSROBOTIT, AUTOMAATIT: % ROBOTTI ~ 3 KÄSINHITSAAJAA?? käsin 6 kg/h, robotti kg/h robottiaseman käyntiaika 1700/3500 h/v > 6000 h/v robotti ~ käsinhitsaajaa KETTERÄ HITSAUSAUTOMAATIO 13

14 hitsauskustannukset [ /m] Kaariaikasuhde vs. hitsauskustannukset 15 % 25 % 50 % 75 % 90 % , ,5 a mitta [mm] 14

15 Kaariaikasuhde kustannukset: mekanisointi KÄSINHITSAUS 18 /h 1800 h/v MEKANISOITU 50 % : 900 h kaariaikaa 15 %: 270 h kaariaikaa 35 %: 630 h kaariaikaa kapasiteetti % hitsaustyön hinta 5 /h kust.säästö /v kapasiteetti +40 % hitsaustyön hinta 11 /h kust.säästö /v 15

16 Robottihitsauksen kustannukset / kannattavuus PERINTEINEN ROBOTTIHITSAUS Investointi Pääomakustannukset /h (2/1 vuorotyössä) Operaattori 25 /h Kokonaiskustannukset /h Vastaava käsinhitsauskustannus 75 /h (sama hitsausteho) 150+ /h (tuottavat prosessit) Vastaava käsinhitsaustyö: /h HITSAUKSEN FMS Investointi (0,3 ) 1 ( 3) M 6000 h/v : 55 /h Operaattorit 3600 h/v: 15 /h Kokonaiskustannukset 70 /h Vastaava käsinhitsauskustannus 10 hitsaajaa: 250 /h 20+ hitsaajaa: >500 /h Vastaava käsinhitsaustyö: /h Yo. laskelmassa oletuksena 1 hitsaava robotti. Entä, jos 1,3 M :n investoinnilla hankitaan järjestelmä, jossa 2 hitsaavaa robottia? 16

17 Hitsausmenetelmä + kaariaikasuhde vs. kustannukset 70 hitsauskustannukset [ /m] , ,5 a mitta [mm] MAG käsinhitsaus mekanisoitu MAG hitsaus 2 lanka MAG robottihitsaus suurteho MAG robottihitsaus mekanisoitu jauhekaarihitsaus mekanisoitu 2 lankajauhekaarihits. 17

18 4 SUORITUSTEKNIIKKA Hitsausasennon merkitys suurempi kuin kaariaikasuhteen kohottamispotentiaali!!! alapiena vaakapiena pystypiena hitsauskustannukset [ /m] , ,5 a mitta [mm] 18

19 TEHOKKAAN HITSAUKSEN EDELLYTYKSIÄ o SOVELTUVA TUOTEKONSTRUKTIO o TARKASTI VALMISTETUT JA LAADUKKAAT HITSAUSRAILOT! POLTTOLEIKKAUS: 2 3 / m LASTUAVA TYÖSTÖ: 3 10 / m SOVITUS, HITSAUS, KORJAUS: 20 min/m 19