AUTO MinarcMig Auto 190/220 -hitsauslaitteet on suunniteltu erityisesti liikkuvaan työhön. Tutustu osastollamme NORDIC WELDING EXPO A101 | 19.–21.3.2024. Sen vuoksi niissä yhdistyvät kannettavan ja kevyen koneen mukavuus sekä tehokkaat MIG/MAG-hitsausominaisuudet
(09) 773 2199 Ilmoitukset Advertisements Hanna Torenius/T:mi Petteri Pankkonen puh. Finlands Svetstekniska Förening r.f. 050 553 6895 markku@oridea.fi Levikki Circulation 3000 Kukin kirjoittaja vastaa itse artikkelinsa sisällöstä eikä Hitsaustekniikka-lehdellä ole mitään vastuuta siitä. 76. (09) 773 2199 www.hitsaus.net Toimitus Editorial Staff Päätoimittaja Editor in Chief Juha Lukkari puh. 0500 414 045 juha.lukkari@shy.fi Toimitussihteeri Editorial Assistant Angelica Emeléus puh. 2 Antti Salminen TEEMA: Laser ja lisäävä valmistus 1/2024 Muuta Kysy vielä jotakin Hitsaustekniikasta! 45 Hitsausstandardipalsta 46 SHY – Tiedottaa 48 Pilapiirros Eero Nykänen 48 SHY – Tiedottaa 50 Tuoteja toimialahakemisto 56 Nordic Welding Expo Mukana messuilla 58 Nordic Welding Expo 2024 Messuinfo 60 Artikkelit Laser World of Photonics 2023, München 27 – 30.6.2023 4 Timo Kankala, Erkki Virkki ja Antti Salminen Turussa järjestetty Nolamp19-konferenssi oli yksi suurimmista sen koko historiassa 7 Antti Salminen ja Anna Huusko Käsilasereiden käyttö teollisuudessa 9 Janne Tuominen Käsikäyttöisten lasereiden turvallisuus, ei ihan helppo asia 11 Aki Piiroinen, Ilkka Lappalainen, Anna Fellman, Antti Salminen ja Aluehallintoviraston työsuojelun asiantuntijaryhmä From the Battery to the Ship’s Hull 14 Luisa-Marie Heine and Markus Bauman Suurnopeuslaserpinnoitus (EHLA) – Uutta kehitystä kulumisja korroosiosuojauksessa 17 Jari Tuominen Inconel 718 hitsaukset sekä eripariliitokset käyttäen 3D-tulostettuja materiaaleja 20 Eetu Kivirasi ja Markku Lindqvist Plasma lasertyöstössä ja ainetta lisäävässä valmistuksessa – prosessikaasun vaikutus 22 Bo Williamsson ja Bartek Kaplan Schlieren-kuvantamisen hyödyntäminen suojakaasuvirtausten tutkimuksessa 24 Tatu Hirvonen ja Juha Kauhanen Suurten metallikappaleiden 3D-tulostus WAAM-teknologialla 29 Santeri Varis Teollisen 3D-tulostuksen kehityksen kiihdyttäjä Suomessa ja maailmalla – FAME-ekosysteemi 31 Eetu Holstein Henkilökuva Pertti Kokko 32 Ilkka Poutiainen ja Marika Hirvimäki Kesätyöntekijöistä kasvaa tulevaisuuden tekijöitä Suomen teollisuuteen 34 Reetta Verho IWQ-klubin seminaari Tampereella jälleen yleisömenestys 36 Juha Lukkari SHY Turun paikallisosasto täytti 70 vuotta! 41 Juha Kauppila. The Welding Society of Finland puh. vuosikerta volume ISSN 0437-6056 Member of The International Institute of Welding European Welding Federation Tilaushinta Suomessa 80 € +alv Subscriptions from abroad 140 € +VAT Seuraavat numerot ilmestyy 2/2024 NWE 2024-messukatsaus 19.4.2024 3/2024 Laatu ja NDT, myös DT ja tuotannon laatu 14.6.2024 4/2024 Eri materiaalien hitsaus 13.9.2024 Pääkirjoitus Mitä lasertekniikalle kuuluu 2024. Lehden aineisto voidaan julkaista uudelleen verkossa. 040 152 4241 hanna.torenius@pp-marketing.fi Osoitteenmuutokset Address changes angelica.emeleus@shy.fi Kirjapaino Printers Oridea Oy Keskustie 32 35300 ORIVESI puh. Julkaisija Publisher Suomen Hitsausteknillinen Yhdistys r.y. (09) 773 2199 tai 050 373 9559 angelica.emeleus@shy.fi Toimituskunta Editorial Committee Angelica Emeléus, Minna Herrala, Juha Kauppila, Ari Koskinen, Jani Kumpulainen, Juha Lukkari, Eero Nykänen, Pauliina Selinheimo, Ville Setälä, Tuomas Skriko Toimisto Office Mäkelänkatu 36 A 2 00510 HELSINKI Puh
seuraavat teollisuuden alat, joiden kehitys on täysin lasertyöstöteknologiasta riippuvaisia: elektroniikkateollisuus, avaruusteollisuus ja sähköinen liikkuvuus. Tässäkin lehdessä asiaa käsitellään ja asiaan kannattaa silmittyä. Laserteknologialla on kuitenkin joitakin etuja, jotka tulevat näkyviin eri sovelluksissa eri aikakausina. Ei voinut silloisilla lasereilla, sillä järjestelmät perustuivat hiiilidioksidilaseriin, joiden käyttö ei ollut kovin realistista edes teollisuusrobotilla. Kuten tiedämme, historiallinen kasvu ei ole tae tulevaisuuden kasvusta. Lasertyöstö on yhteisnimi erilaisille laserille tehtäville työstöprosesseille. Antti Salminen Professori, digitaalinen valmistus Turun yliopisto, Koneja materiaalitekniikan laitos antti.salminen@utu.fi PÄÄKIRJOITUS PÄÄKIRJOITUS Laseria on käytetty teolliseen valmistamiseen 1970 luvulta asti, mutta vasta parin viimeisen vuosikymmenen aikana sen asema normaalina konepajan työkaluna on vakiintunut. Kun lasertyöstön kehitys ja käyttö Suomessa alkoi, niin yleinen kysymys teollisuuden puolelta oli: ”Milloin tuota voi käyttää käsinhitsaukseen”. www.hitsaus.net 2 1/2024 . Laserleikkaus on näissä paksuissa materiaaleissa halvempi kuin plasma ja tuottaa paremman leikkauspinnan laadun. Mitä lasertekniikalle kuuluu vuonna 2024?. Kuitenkin kaikki sovellukset, joissa kustannussyistä on valittu laserin korvaava teknologia, kannattaa laskea uudestaan taajalla syklillä. Laserin osalta tulevaisuus näyttää raikkaalta ja kirkkaalta, uusia sovelluksia ja uusia valmistajia, mutta nopeasti alenevat lasereiden hinnat ovat trendejä, jota kannattaa seurata ja hyödyntää, jotta yrityksen kilpailukyky pysyy hyvänä myös tulevaisuudessa. Tämäkin sovellus edellyttää kuitenkin sädeturvallisuuden huomioimista tuotannossa. Vastaavasti työstökonemarkkinat ovat kasvaneet n. 3 % vuotuisella nopeudella. Tällä hetkellä tunnistetaan esim. Erilaisia prosesseja ja sovelluksia on löytynyt vuosien varrella tasaisesti uusia ja työstölasermarkkinat onkin kasvaneet lähes 10 % vauhtia 1980 luvun puolivälistä, jolloin Suomessakin teknologiaa alettiin kehittää, näihin päiviin asti. On hyvin oletettavaa, että laserleikkauksen sovellukset laajenevat edelleen yhä paksumpiin materiaaleihin lähivuosien aikana. Kaikki nämä teollisuuden alat asettavat myös paineita laserteknologian kehittämiseen ja tarjoavat hyvin suuren markkinan valmistustekniikalle. Esimerkiksi tärkeät sähköisen liikkuvuuden sovellukset ovat onnistuneet vain laserhitsauksella, jolloin teknologiaa on räätälöity tarpeeseen. Maassamme on jo 30 kW:n leikkauslasereita, jotka tuovat laserleikkauksen etuja yhä paksumpiin materiaaleihin. Sellaiset sovellusalueet, joissa on ollut muu vaihtoehto, ovat usein väistäneet laserin käyttöä kustannussyistä. Laserleikkauksessa on tapahtunut iso muutos viimeisen 10 vuoden aikana, kun leikkauksen lasertehoja on lisätty huomattavasti, ja esimerkiksi happileikkaus on jäämässä sivuun, koska laserteholla voidaan ylittää polttoleikkauksen suorituskyky. On huomioitava myös laserleikkauksen osalta sellainen tosiasia, että laserleikkauksen osuus ohutlevyjen leikkauksesta on ollut noin 90% jo noin 2015. Teknologian käyttökohteet siis muuttuvat ajan trendien mukana, mutta jotkut aiheet pysyvät merkittävinä. Tällainen kattava nimi on tarpeen, sillä teollisuudessa käytettäviä erilaisia lasersäteellä tehtäviä työstöprosesseja on käytössä useita kymmeniä. Esimerkiksi Kiinassa on testattu leikkaukseen jopa 60 kW:n lasereita, jotka pystyvät leikkaamaan yli 200 mm paksuista rakenneterästä nopeammin ja halvemmalla kuin plasmaleikkaus. Kaikkien käsikäyttöisten lasereiden kanssa pitää huolehtia käyttäjän ja ympäristön turvallisuudesta aivan kuten on teollisten lasereiden kanssa tehty teknologian teollisen käytön alusta asti. Käsikäyttöisten lasereiden markkinaennuste on sellainen, että laservalmistuksessa on siirryttävä kehittyneeseen automaatioon ja näyttää siltä, että lasereiden hinnat putoava lähivuosien aikana lähelle tasoa 1000 €/1000 W, jolloin laser on halvin lämmönlähde. Viimeisen 3-4 vuoden aikana olemme saaneet käyttöömme käsihitsauslasereita, joita kerrotaan olevan maassamme jo yli 100 kappaletta. Eli tässä kohtaa käsihitsauslaserteknologian kehittäminen kesti ensimmäisestä laserista lähes 60 vuotta, todennäköisesti käsihitsauslaitteet ymmärrettiin mahdollisiksi vasta viimeisen 10 vuoden aikana. Käsikäyttöiset laserit nostavat heti sädeturvallisuuden esiin
020 779 0586 asiakaspalvelu.finland@airliquide.com fi.airliquide.com Kaasuja kaikkiin tarpeisiin fi.airliquide.com We know gas. Air Liquide Finland Oy Puh. • Harrastajista suuryrityksiin • Kaasupulloissa, nesteytettyinä säiliöautotoimituksina tai tuotantona paikan päällä Helppokäyttöiset ja turvalliset kaasupullot vuokralle tai omaksi • Sisäänrakennetut mittarit • Pikaliitin Paikallinen asiakaspalvelu • Asiakaspalvelupiste Suomessa • Tavoitat nopeasti Asiantuntija-apua • Alueellinen myynti • Maailmanlaajuinen verkosto Ilmastofiksut Eco Origin -kaasut • Vähennämme toimitusketjun hiilidioksidipäästöjä • Sertifioitu menetelmä, jossa toiminnan vaikutus ilmastoon voidaan mitata Asiakkaana • Tilaa kaasua silloin, kun sinulle sopii 24/7 fi.airliquide.com • Seuraa tapahtumiasi reaaliajassa Kotisivuillamme • Sovellukset toimialallesi • Mielenkiintoiset asiakastarinat • Viimeisimmät uutiset ja tapahtumat • Jälleenmyyjämme Maailman johtava teollisuuden ja terveydenhuoltoalan kaasuja, teknologioita ja palveluja tuottava yritys. Air Liquide Finland on osa Air Liquide -konsernia. Air Liquide toimii 73 maassa 67 100 työntekijän voimin ja se palvelee yli 3,9 miljoonaa asiakasta
Skannerien avulla esim. Automatica oli kansainvälinen näyttely automaatiolle ja robotiikalle. Optiikoiden suunnittelun ja valmistuksen ongelmana on tyypillisesti yhä suuremmat lasertehot, jotka aiheuttavat optisiin komponentteihin suuremmat termiset kuormat. Suomalaiset edelläkävijät löysivät messut jo 90-luvun alkupuolella. Näillä messuilla oli yli 1,300 näytteilleasettaja, ja vierailijoita oli 40,000 noin 70 eri maasta. Toinen tärkeä osa-alue messuilla on työstölasereiden työstöoptiikka eli optiikka, jolla lasersäde muokataan eri prosesseihin. leikkausoptiikoiden tehonkesto yltää jo 60kW:n tehoihin, eli laserlaitteita on saatavilla varsin paksun teräksen leikkaukseen. Tällä hetkellä esim. www.hitsaus.net 4 1/2024 . Lasertekniikka ja optiikka, jota LWoP esittelee, liittyy oleellisesti noiden kahden muun aihepiirin toteutuksen. Lasermessuja on järjestetty vuodesta 1973 aina parittomina vuosina, joten käsillä oli 26. Tällä hetkellä laservalmistajia on satoja myös suurteho-luokassa, , on joka messuilla pari uutta valmistajaa, Viime messuilta yli 10 kW tehoisten lasereiden toimittajia löytyy jo yli 10 ja 60 kW:n laserien toimittajiakin 3-4. Timo Kankala, Erkki Virkki ja Antti Salminen Müchenin lasermessut Saksassa ovat olleet kansainväliselle laseryhteisölle tärkein kohtaamispaikka maailmassa. Jotkut työstölaseralan trendit jatkuvat koko ajan, vaikka useampaan kertaan on kuviteltu, että raja tulee vastaa. 2 m/min nopeudella. 27.6.2025, Münchenissä. Tyypillisesti saatavilla olevat työstölaserin tehot ovat korkeammat kuin sopivan optiikan. Leikkauspäissä lasertehon kestävyydet ovat kasvaneet viime vuosina.. Näitä trendejä ovat olleet jo pitkään: laitteiden pienempi koko, suurempi teho, parempi Laser World of Photonics 2023, München 27 – 30.6.2023 Laserien koko pienenee vuosi vuodelta. Tämän päivän 60 kW:n yksikön koko vastaa kooltaan suunnilleen 10 kW:n yksikön kokoa noin 10-vuotta sitten. Müchenin messut ovat olleet kansainväliselle laseryhteisölle tärkein kohtaamispaikka maailmassa. World of QUANTUM tarjosi alustan kvanttiteknologiayhteisölle. säteenlaatu, parempi integroitavuus ja alempi hinta. Mainittakoon maailman tunnetuimmilla ja suurimmilla hitsausmessuilla SCHWEISSEN & SCHNEIDEN Essenissä Saksassa syksyllä messuvierailijoita oli noin 40,000 yli 120 33333maasta ympäri maailmaa ja näytteilleasettajien määrä oli yli 800, jotka tulivat yli 403 eri maasta. Samalla messut vietti 50-vuotisjuhlavuotta. Toinen kehittyvä optiikan alue on erilaiset skanneriratkaisut, joilla voidaan tehdä ns. robottihitsauksen nopeutta voidaan nostaa huomattavasti ja lisäksi skanneriin voidaan integroida esimerkiksi optinen railonseuranta ja sen Precitecin leikkauspäitä. Kuvassa IPG Photonicsin lasereita. Tehon voi suhteuttaa niin, että oikeilla arvoilla 10 kW:n laserilla hitsaa n 10 mm paksuun teräkseen läpitunkeuman yksipalkohitsauksena I-railoon 2 m/min nopeudella ja 60 kW:n laserilla 50 mm paksuun teräkseen läpitunkeuman yksipalkohitsauksena I-railoon n. Luvun loppupuolella messujen kupeeseen on kasvanut 2-3 (vähän vuosista riippuen) aihepiiriin liittyvää konferenssia, joissa käsitellään konepajan lasertyöstöjä, elektroniikan valmistusta, lääketieteen sovelluksia ja viime aikoina myös kvanttitietokoneisiin liittyvää kehitystä. kerta. Seuraava LASER World of PHOTONICS ja World of QUANTUM yhdessä Automatican kanssa pidetään 24. Lasermessujen lisäksi järjestettiin rinnakkaistapahtumana World of QUANTUM ja Automatica. etätyöstöä, eli optiikka on kaukana työkappaleesta ja esimerkiksi osan hitsaus voidaan tehdä hyvin tarkasti ja nopeasti. Messuilla oli esillä erilaisia hitsaukseen, leikkaukseen, pintakäsittelyihin ja 3D-tulostukseen. Joka toinen vuosi on sopiva tahti, jolloin uutuuksia on tullut esille tasaisesti ja messuilla on helposti kulunut 3-4 päivää uutuuksista oppiessa ja tuttuja tavatessa. Messuilla tärkeimmät esiteltävät tuottee ovat uudet laserit, niiden tarjonnan kasvu on myös yksi alan trendeistä
Lessmüllerin osastolta oli esittelyssä laserhitsauksen laadunvarmistukseen kehitetty reaaliaikainen monitorointijärjestelmä. Yksi kehityskohde laserhitsauksen ja muun lasertyöstön puolella on antureiden lisääminen prosessiin. Tämä on ollut sen kymmeniä vuosia jatkuneen käytön tasaisen kasvun taustalla. Muokkauksella pyritään saavuttamaan mm. Kuvassa MAX laserin laite. Muillakin toimittajilla vastaavia laitteita esillä. suurempaa leikkausnopeutta, vähentämään hitsausvirheitä ja lyhentämään läpäisyaikoja. Esim. Avaimenreikähitsausta varten on kehitetty interferometriaan perustuva mittaustekniikka, jolla voidaan mitata avaimenreiän syvyys, sulan pinnan muodot, syntyneen hitsipalon muoto tai tehdä railonseurantaa. Erilaisilla antureilla mitataan prosessia ja siihen liittyviä ilmiöitä ja mittaustietoa hyödynnetään prosessin tuottaman laadun mittaukseen. Laitteisto tarvitsee huomattavasti pienemmän fyysisen tilan ja kuluttaa huomattavasti vähemmän energiaa kuin perinteinen ratkaisu. Laser löytää uusia käyttökohteita jatkuvasti. Photonics Finland osastolla oli suomalaisia näytteilleasettajia 12 kpl. akkujen foilien pinnoitteiden kuivauslaitteistoja. Li-ion akkujen, piikiekkojen, lietteiden, maalien ja jauhemaalauksen kuivauksessa sekä teollisten pinnoitteiden kovettamisessa. Etähitsaus ja muita skannerijärjestelmiä oli esillä usealta alan toimittajalta. Käsihitsauslasereiden käyttämisessä on ymmärrettävä laserturvallisuus, joka ei ole kaikilla toimijoilla hallinnassa. Laserline on johtava diodilasereiden valmistaja ja esitteli mm. Tällä hetkellä yksi uusimmista sovelluksista on laserin, tyypillisesti diodilaserin, käyttö kuivaussovelluksissa. Laseretähitsausta esitteli robottitoimittaja FANUC, joka demosi ohutlevytuotteen laserhitsausta. Messuilla oli kaikkiaan 17 suomalaista yritystä näytteilleasettajina.. Säteen muokkauksella pyritään optimoimaan lasersädettä (muoto ja tehojakauma) kuhunkin käyttötarkoitukseen sopivaksi. Käsihitsauslasereita oli esillä useilla toimittajilla. Tällaisia laitteita on esimerkiksi IPG Photonicsilla, Plasmolla ja Precitecillä. Sovelluksia käytetään mm. Oheisessa kuvassa on Lessmüllerin hitsauspäähän integroitu mittalaite. www.hitsaus.net 5 1/2024 liikeradan korjaus varsin yksinkertaisesti. auton akkujen foilien pinnoiteiden kuivaus on perinteisesti tehty uuneilla, ja vähemmän tehokkailla infrapunalampuilla, mutta tällä hetkellä useampi laitevamistaja esitteli ratkaisuja, joissa kuivaus tehdään laserilla. Uuden laserit ja uudet optiset ratkaisut mahdollistavat uusia sovelluksia. Säteen muokkaukseen soveltuvia laitteita oli useilla näytteilleasettajalla esittelyssä
Lasersäteen analysointiin ja tehon mittaukseen oli nähtävillä mm. PRIMESIN tuotteet. CAILABS:n laitteita, joista esimerkkinä CANUNDAPULSE laitteen muokkaamista säteistä. konepalvelu osa Konepalvelu Osa Oy | Ruunikkokatu 12, Turku | 040 868 0501 | www.osa.fi SIIRRY KÄSILASER-AIKAAN! TUOTTAVUUTTA HITSAAMISEEN Tervetuloa tutustumaan Konepaja / Nordic Welding Expo -messuille Tervetuloa tutustumaan Konepaja / Nordic Welding Expo -messuille Tampereelle 19-21.3, Tampereelle 19-21.3, OSASTOLLEMME A-HALLI / 1238 OSASTOLLEMME A-HALLI / 1238 Katso opasvideo nettisivuiltamme https://osa.fi/uutiset. www.hitsaus.net 6 1/2024 Timo Kankala, Koneteknologiakeskus Turku Oy timo.kankala@koneteknologiakeskus.fi Erkki Virkki, Koneteknologiakeskus Turku Oy erkki.virkki@koneteknologiakeskus.fi Antti Salminen, Turun yliopisto, DMS tutkimusryhmä antti.salminen@utu.fi Laseria hyödynnetään useissa kohteissa sähkömoottorien valmistuksessa. Muutkin sähkömoottorivalmistajat käyttävät kuvassa näkyvää laserhitsattua kuparista ”hair-pin”-teknologiaa sähkömoottorin valmistuksessa. Säteen muokkaukseen oli nähtävillä mm
Yhdessä kutsuttujen luentojen kanssa esitelmiä oli yhteensä kuutisenkymmentä. Antti Salminen ja Anna Huusko Ensimmäinen Nolamp-konferenssi (Nordic Laser Material Processing) pidettiin Oslossa vuonna 1987, ja perinne on jatkunut siitä lähtien, joka toinen vuosi järjestettävänä konferenssina vuorotellen neljässä eri Pohjoismaassa ja sen historia on kestänyt 36 vuotta. Konferenssin tieteellisestä sisällöstä vastasi Turun yliopisto ja käytännön järjestelyistä Aboa Services. Kaiken kaikkiaan konferenssin saatiin 47 vertaisarvioitua tieteellistä julkaisua ja kahdeksan ns. DED-Arc prosessia ollut mukana lainkaan. Ti-6Al-4V, Inconel 781, AISI 316L) jälkikäsittelyjä ja materiaalin karakterisointia. Julkaisuille tehtiin vertaisarviointi, jossa niiden laatu tarkistettiin. Digitaalisuuden kasvu näkyy myös konferenssin esitelmissä peräti 23 % käsitteli digitaalisuutta, monitorointia tai tekoälyä. Tämän jälkeen aiheet ovat hieman muuttuneet ja digitaalisesta valmistuksesta on tullut keskeinen teema konferenssissa vuosien saatossa. Tällä kertaa konferenssissa kuultiin yhteensä 60 esitelmää. Turussa järjestetty Nolamp19konferenssi oli yksi suurimmista sen koko historiassa . Suorakerrostusartikkelit käsittelivät laserpohjaisia menetelmiä, joissa tutkittiin esimerkiksi TiC-nanopartikkeleilla seostetun AA7075-alumiinin tulostusta, MMC-pinnoitteiden käyttöä kupari-beryllium-seoksiin, alumiinipronssilastujen kierrätystä suorakerrostukseen ja suurnopeuspinnoitusta laserilla. Sen jälkeen sen osuus on kasvanut tasaisesti ja tänä vuonna tieteellisistä esitelmistä 55 % liittyi jollakin tavalla 3D-tulostukseen. Koska konferenssi on pääasiassa laserkonferenssi ei esim. Lisäävän valmistuksen artikkelit keskittyivät jauhepetitulostukseen ja suorakerrostukseen. teollista esitystä. Jälkikäsittelyt olivat lämpökäsittelyjä ja laserkiillotusta. Tärkeä aihe oli myös prosessien matemaattinen mallinnus ja jauheen ikääntymisen vaikutus tulosteen laatuun. Leikkauksen artikkeleita oli vain kaksi, mutta hitsauksen osuus oli edelleen 25 %. Gopaluni, A., Nayak, C., Piironen, A., Kantonen,T., Salminen, A., Effect of Powder Recycling on PBF-LB/M printed SS316L parts, 2023.. 7 www.hitsaus.net 1/2024 Esityksistä yli puolet käsitteli 3D-tulostusta Viime kesänä Turussa järjestetty konferenssi pidettiin viidettä kertaa Suomessa ja ensimmäistä kertaa Turussa. Osallistujia konferenssissa oli sata yhdeksästä eri maasta. Ensimmäisissä Nolamp-konferensseissa aiheet käsittelivät leikkausta, hitsausta, pintakarkaisua ja pinnoitusta. 3D-tulostus oli ensimmäistä kertaa ohjelmassa omana sessionaan 2013 Göteborgissa pidetyssä Nolamp14konferenssissa. Laserprosessit tarjoavat mahdollisuuden hitsausparametrien arvojen nopeaan säätöön, ne ovat myös nopeita prosesseja, jonka vuoksi on-line-laadunvarmistus Jauhepetitulostuksella valmistettavan materiaalin testaus edellyttää erilaisten ja riittävän monen eri asennoissa olevan testikappaleen tulostamisen. Myös tulosteen hitsattavuutta tutkittiin useammassa hitsausartikkelissa. Jauhepetitulostuksesta raportoitiin erilaisten materiaalien (mm
Konferenssissa esitetyt kaksi leikkausartikkelia olivat kuitenkin erittäin kiinnostavia ja merkittäviä. Hitsausesitelmissä käsiteltiin tuttuun tapaan ultralujien terästen hitsausta, lasersäteen muokkauksen vaikutusta hitsaukseen, tulostettujen materiaalien laserhitsausta. Mäkelänkatu 36 A 2, 00510 Helsinki Puh./Tel. Leikkaukseen liittyvien artikkelien vähäisyyden ymmärtää teemaan kohdistuvan tutkimuksen vähäisyydestä johtuvaksi. Käytössä oli erilaisia fotodiodi-, kamera-, hyperspektrikamera-, mikrofoniantureita, joita tyypillisesti tulkittiin tekoälyyn perustuvilla järjestelmillä. Toinen artikkeli käsitteli leikatun reunan väsymislujuutta, jossa on joissakin sovelluksissa havaittu puutteita. Oli todella mielenkiintoista nähdä, että jo 90-luvulla esitelty vesisuihkulaserleikkaus on edelleen voimissaan, vaikka se ei ole ollut Suomessa suuremmalti esillä. On-site-konferenssit ovat varsin mukava tapa käydä läpi eri tutkimusryhmien tutkimuksen ja kehityksen etenemistä ja keskustella yhteistyöstä. Leikkauksen huomioi myös Klaus Löffler esitelmässään, jossa hän esitteli laserleikkauksen etenemistä paksujen terästen leikkauksessa. Nämä sovellukset ovat yleensä alumiinin, kuparin tai niiden seosten hitsausta ja laserhitsaus eri muodoissaan tarjoaa näiden liitosten hitsaukseen ainoan järkevän vaihtoehdon. Kuitulasereiden kehitys on tuonut siihen uusia mahdollisuuksia ja lämmönherkkien osien leikkauksessa se näyttää edelleen olevan erittäin pätevä. Hitsausesitelmissä Klaus Löffler (Precitec GmbH & Co. Perinteisesti leikkauksen kehitys on tullut laitteistojen kehityksen kautta. +358 9 773 2199 www.hitsaus.net on tarpeen. KG, Germany) puhui Kiinan vaikutuksesta tulevaan lasermarkkinaan ja siitä, kuinka eurooppalaisen teollisuuden pitäisi asia ottaa vastaan. Tällä hetkellä monitorointiin liittyy usein myös tekoäly ja koneoppiminen. Mukaan pohjoismaiseen laseryhteisöön pääsee vuoden 2025 Nolamp20-konferenssissa, joka järjestetään elokuussa 2025 Kööpenhaminassa. Teemu Tolonen (Teemu Tolonen, Pemamek Ltd., Finland) kertoi, kuinka laserkaarihybridihitsausta voidaan käyttää raskaan teollisuuden hitsauksen automaatiossa ja miten sitä voidaan hyödyntää valmistuksessa. Kiinassa on asennettu 60 kW:n laser plasmaleikkauskoneeseen ja leikattu jopa 250 mm paksua terästä. Nopeus ja leikon laatu on parempi kuin plasmaleikkauksessa. www.hitsaus.net 8 1/2024 VAIKUTTAMINEN KOULUTUS HITSAUSTIETOUS Hitsaavien yritysten kehityksen edistäminen ja toimintaedellytysten varmistaminen Kansainvälisen hitsauskoulutuksen organisointi Hitsaustiedon kokoaminen ja jakaminen SUOMEN HITSAUSTEKNILLINEN YHDISTYS RY. Erilaisissa prosesseissa on prosessin aikaista mittausta käytetty jo pitkään. Tervetuloa! Konferenssin vertaisarvioidut artikkelit löytyvät oheisesta linkistä: https://iopscience.iop.org/ issue/1757-899X/1296/1 Konferenssin järjestäjät haluavat vielä kiittää tilaisuuden sponsoreita: Kultasponsori: Linde Gas, Hopea sponsori: Hamamatsu, Pronssisponsorit Cavitar Oy, EOS Finland Oy, ADL optics, Sponsorit, Photonics Finland, Prein lippulaiva, 4D-photonics, Koneteknologiakeskus Turku Oy, Turun Ammattikorkeakoulu ja tukijoita: Turun kaupunki, VisitTurku Antti Salminen, professori Turun yliopisto, Koneja materiaalitekniikan laitos antti.salminen@utu.fi Anna Huusko, projektikoordinaattori Turun yliopisto, Koneja materiaalitekniikan laitos anna.huusko@utu.fi. Asian käsittely on tärkeää ja sen mielessä pitäminen ja huomioiminen lujista tai ultralujista teräksistä valmistettujen tuotteiden suunnittelussa ja valmistuksessa on hyvin tärkeä asia. Hitsaus on pitänyt pintansa edelleen ja sillä on merkittävä osuus. Lisäksi verrattiin hybridihitsausta perinteiseen hitsaukseen ja laserhitsaukseen sekä eripariliitosten laserhitsausta. Mikko Vänskä (Meyer Turku Oy) esitteli telakkateollisuuden sovelluksia. Laserleikkaus on siis valloittamassa markkinaa seuraavaksi plasmaleikkaukselta. Keynote-artikkelit keskittyivät hitsaukseen ja 3D-tulostukseen Mukana oli yritysmaailman esityksiä ja tutkimuspuolen uusimpia tuulia. Laserteknologiassa nämä usein etenevät sovelluspuolella jopa samaa tahtia. Esitelmä korosti lasereiden hinnan voimakasta alenemistrendiä ja miten se tulee vaikuttamaan teolliseen valmistukseen. Dhruv Bhatt (Valmet Automotive Oy) puhui laserin käytöstä akkujen valmistuksessa ja sähkömoottorien valmistuksessa sekä suurjännitesovellusten hitsaussovelluksista. Nolamp19-konferenssissa näitä teknologioita käsiteltiin 18 % artikkeleista ja niissä käsiteltiin suorakerrostusta langalla ja jauheella, kuparin hitsausta, jauhepetitulostusta ja avaimenreikähitsausta
Hankaluuksiakin hitsaamiseen liittyy ja ensimmäisenä tietysti tuo työturvallisuus, josta ei selkeitä yhtenäisiä ohjeita tahdo löytyä mistään. . Tässä vaiheessa mekaniikkasuunnittelija alkaa miettimään missä muualla tällä tekniikalla saisi kilpailuetua ja voin vakuuttaa, kohteita on paljon. Laserhitsaamalla voidaan siis hitsata tuet kokonaan lävitse ja kokomatkalta, eikä tuotteelle tule oikomisen tarvetta. Tästä syystä, hitsaajan ja menetelmän pätevöittämisessä, on koordinaattorin huolehdittava, että asia huomioidaan riittävällä vakavuudella. Vickers-kovuuksien tulokset ovat kovimmillaan lujan 650MC (t=3 mm) Tliitoksen perusaineessa 282 HV, HAZ-vyöhykkeellä 293 HV ja hitsissä 306 HV, kuva 1. Laser on hyvin tunnoton tässä asiassa ja tämän valvonta jää hitsaajalle itselleen. Käsilaserilla hitsatessa on syytä ottaa huomioon polttimen kulma, jotta säde taittuisi hitsattavaan päittäisliitokseen oikeaan kohtaan kappaleiden väliin, eikä umpiaineeseen. Sittemmin on käsilaserhitsauksen hyödyt ymmärretty ja mitä kaikkea sillä voi tehdä paremmin kuin esimerkiksi TIGtai MIG/MAG-hitsauksessa. Tuotteiden esivalmistuksessa tulee olla tarkat toleranssit. Liitos on tehty yhdellä palolla läpihitsattuna yhdeltä puolelta. Ensimmäinen kosketus itselläni aiheeseen tuli noin neljävuotta sitten, kun pääsin kyseistä laitetta testaamaan käytännössä. Joidenkin tietojen niitä on jo yli 100 laseria. Kuva 1. Lämmöntuonti kappaleeseen on noin kymmenen kertaa pienempää, kuin MAG-hitsauksessa. Tämä parantaa hitsin t t8/5 jäähtymisaikaa, jolloin hitsiliitos pysyy lähempänä perusainetta varsinkin lujilla teräksillä. Hitsin poikkileikkauksen makrorakenne lujan teräksen S650MC (paksuus 3 mm). Yli 0.2 mm välyksillä hitsiliitos ei tahdo onnistua vaan ilmarako on oltava nollan ja 0.2 mm välissä. teloiden, pintapeltien ja puomien hitsaamiseen. HT Laserilla olemme ratkaiseet asian siten, että olemme käyneet kaikki mahdolliset vaaratilanteet lävitse ja luoneet niiden välttämiseksi turvallisuutta lisäävän fyysisen turva mekanismin, sekä toteuttaneet sen käytäntöön. Hyvän tunkeuman ansiosta tuotteita on mahdollista hitsata yhdeltä puolelta ja hitsausliitos saadaan kappaleiden väliin, jossa siitä on enemmän hyötyä, kuin liitoskohdan vieressä. Janne Tuominen Käsilasereiden käyttö teollisuudessa Turvallisuuden takia moni empi käyttöönottoa toden teolla ja koneen hankintaa sai perustella todella hyvin. Tämä lisää osavalmistus tarkkuuden vaateita, mutta on hyvin tehtävissä laserleikkureilla ja moderneilla särmäyspuristimilla. Käsilasereitä käytetään tällä hetkellä paljon tukien, säiliöiden, koKäsilasereita on Suomen niemelle tullut nyt kuin sieniä sateella. Monesti joudutaan jäykisteitä hitsaamaan tuotteisiin pätkähitseillä, jotta hitsattava kappale pysyisi muodossaan ja tämän jälkeen joudutaan massaamaan liitokset, jotta rakokorroosio ei aiheuttaisi ikäviä ruostenoroja tuotteen kylkeen. Paljon on vielä keksimättä, onhan menetelmä varsin uusi vielä Suomessa. Työntekijät saavat tarkan opastuksen käyttöön ja varmistetaan opin perille meneminen tentillä. Muoto on jouhea ja läpi sulanut.. Siihen mennessä näitä oli näkynyt vain YouTube videoissa, joiden takia kuhistiin laitteiden turvallisuudesta käyttäjille. Koneistaa ei esivalmisteita kuitenkaan tarvitse ja muutokset tuotteisiin ovat hyvin pieniä. Onhan kyseessä kuitulaser, jonka valon aallonpituus on tuhoisa silmän verkkokalvoille ja suora säde polttaa syvälle ihon alle. 9 www.hitsaus.net 1/2024 Kuljetusnopeus pienahitsissä a5 mm hitsissä on MAG-hitsauksella välillä 150 mm/ min-350 mm/min, kun käsilaserilla päästään 550 mm/min nopeuksiin. Muutokset kovuudessa ovat maltillisia, jolloin teräs säilyttää hyvin lujuutensa, eikä hitsistä tule hauras
Menetelmäkokeet, pätevöittämiset ja hitsausmerkinnät menevät käsilasereissa standardien mukaan, vaikkakin ne hieman Ruostumattoman teräksen (2 mm) käsilaserhitsausta käyttäen kylmää lisäainetta. 040 152 4241 hanna.torenius@pp-marketing.fi. Hitsaus tapahtuu käsilasereilla käytännössä päittäisliitoksiin ja automatisoidussa laserhitsauksessa myös limiliitoksiin. SFS-EN ISO 13919-1: Electron and laser-beam welded joints Requirements and recommendations on quality levels for imperfections Part 1 Steel, nickel, titanium and their alloys . Janne Tuominen Tuotekehityspäällikkö R&D Manager, HT Laser Oy janne.tuominen@htlaser.fi www.htlaser.fi Janne Tuominen. SFS-EN 1011-6: Welding Recommendation for welding of metallic materials Part 6 Laser beam welding.pdf . Käytännössä käsilasereissa puhutaan päittäishitseistä ja niiden tunkemasta. SFS-EN ISO 15614-11: Hitsausohjeet ja niiden hyväksyntä metalleille Menetelmäkokeet Osa 11 Elektronisuihkuja laserhitsaus . On vain ajankysymys, koska myös TIG-hitsaukseen tullut kuumalanka tulee myös käsilasermaailmaan ja pienentää tehohäviötä, kun lankaa ei tarvitse lasersäteellä lämmittää. Nykyisissä käsilasereissa on mukana kylmälanka, joka auttaa railojen täytössä. Kun mukana on kylmälanka, merkintänä voi olla 52-C Aiheeseen liittyviä standardeja . Käsilaserprosessilla ei ole toistaiseksi ainakaan omaa numerotunnusta, joten hitsauskuvissa voi käyttää SFS-EN ISO 4063 standardin kohdan 3 mukaista, yleistä 52 Laserhitsaus tunnusta. SFS-EN ISO 13919-2 (2021): Electron and laser-beam welded joints Requirements and recommendations on quality levels for imperfections Part 2 Aluminium, magnesium and their alloys and pure copper. SFS-EN ISO 15609-4: Specification of welding procedures for metallic materials Part 4 Laser beam welding . Tällöin jää kalliit kiinnitinja ohjelmointikulut pois ja se tarkoittaa laserhitsauksen ulottamista yksittäiskappaleisiin ja muodoltaan hankalampiin tuotteisiin. ALANSA AINOA AMMATTILEHTI Teemat ja aikataulut 2024: NRO TEEMA Ilmoitusvaraukset ilmestyy 2/2024 Konepaja/Nordic Welding Expo/3D&New Materials -messut 22.3.2024 19.4.2024 3/2024 Laatu, NDT, DT sekä tuotannon laatu 17.5.2024 14.6.2024 4/2024 Materiaalitietous 16.8.2024 13.9.2024 5/2024 Suunnittelu 11.10.2024 8.11.2024 6/2024 Hitsaava Suomi (SHY 75 vuotta) 15.11.2024 13.12.2024 Muutokset mahdollisia. www.hitsaus.net 10 1/2024 Käsilaser mahdollistaa sen, mitä portaali ja robottilaserkombinaatioilla eivät voi kustannustehokkaasti tehdä. laahaavat sisällöltään perässä. Tuotteita suunnitellessa on hyvä miettiä luoksepäästävyyttä, hitsauspää on hieman kookkaampi kuin MIG hitsauksessa. Ilmoitusmyynti: Hanna Torenius / T:mi Petteri Pankkonen puh
Työsuojelulainsäädäntö kuitenkin vaatii, että riskienarviointi on työympäristössä (työympäristöstä ja koneesta) tehtävä ja sitä on päivitettävä riittävän usein. . Nyt käsikäyttöisten laserien yleistyessä olemme tilanteessa, jossa käytämme kaiken vaarallisimman turvallisuusluokan 4 laseria ja meidän pitää ymmärtää kuinka pystymme työskentelemään niin, ettei lasersäteestä aiheudu varaa laseria käyttäville työntekijöille eikä ympäristössä oleville sivullisille henkilöille ja omaisuudelle. Laseralan ammattilaisille on myös syntynyt sellainen kuva, että useat konepajoissa toimivat päättäjät eivät ihan ymmärrä lasertyöstön vaarallisuutta ja mahdollisten työtapaturmien vakavuutta. Työympäristön riskianalyysissä on selvitettävä ja huolehdittava ainakin seuraavista asioista: . Standardi SFS-EN ISO 11553-1 määrittelee laserlaitteen turvallisuusvaatimukset yleisesti ja osa 2 keskittyy nimenomaan käsikäyttöisten laserlaitteiden turvalliKäsikäyttöisten lasereiden turvallisuus, ei ihan helppo asia . Samalla myös kolmansista maista tulevat lasertyöstön kuluttajatuotteet rikkovat räikeästi turvallisuusvaatimuksia myymällä kuluttajille luokan 4 lasertyöstö laitteita ilman minkäänlaista kotelointia tai suojausta. Työnantajan tulee hankkia ja velvoittaa työntekijöitä käyttämään vaadittavia suojaimia ja työnantajalla on velvollisuus valvoa, että niitä käytetään. Jos työntekijän epäillään altistuneen liikaa lasersäteilylle, työnantajan on järjestettävä hänelle välittömästi terveystarkastus mahdollisten silmätai ihovaurioiden toteamiseksi. Työsuojelutarkastuksilla valvotaan työntekijöiden ja työmenetelmien turvallisuutta sekä työvälineiden(koneiden) vaatimustenmukaisuutta. Säteily (mm. Standardi SFS-EN 60825-1 määrittelee laserlaitteiden luokittelut ja osa 4 antaa ohjeita lasertyöstöaseman suojaukseen liittyen. Vastuu on kuitenkin lopulta työnantajalla. On kuitenkin yrityksiä, joilla ei ole ollut minkäänlaista käsitystä lasersäteilyn riskeistä eikä ymmärrystä siitä, että laservalo on näkymätöntä eikä suojautumista tehdä häikäistymisen estämiseksi. Olemme tottuneet suojaseinillä suljettuihin laitteisiin, jotka ovat käyttäjille laserturvallisuusluokalta luokan 1 lasereita eivätkä ole vaatineet henkilökohtaisten lasersuojavarusteiden käyttöä tai erillistä ympäristön säteilysuojausta. Laserturvallisuus on otettava huomioon työterveyshuollon toimintasuunnitelmassa ja työpaikkaselvityksessä sekä altisteisen työn terveystarkastuksissa. Luokan 4 laitteet ovat samassa tilassa käytettynä kaikki vaarallisia käyttäjälleen ja samassa tilassa työskenteleville, ellei turvallisuudesta huolehdita asianmukaisesti. Valtaosa tapaamistamme yrityksistä osaa suhtautua laseriin vaadittavalla vakavuudella. Aki Piiroinen, Ilkka Lappalainen, Anna Fellman, Antti Salminen ja Aluehallintoviraston työsuojelun asiantuntijaryhmä Lasertyöstöä on totuttu tekemään suljetuilla laitteistoilla ja järjestelmillä. Lisäksi Internet on pullollaan kolmansien maiden käsilasertyöstövideoita (hitsaus, puhdistus, leikkaus ja merkkaus) joissa suojaimien käytöstä ei ole tietoakaan. Lasertyöstön kanssa työskentelyä aloittaville suositellaan silmänpohjien ja näkökyvyn tutkimusta työterveystarkastuksen yhteyteen. käsilaserhitsaus) on mukana valvonnassa kuten muutkin fysikaaliset tekijät. suusvaatimuksiin. Haastavia ovat varsinkin tilanteet, joissa yritys on tuonut laserlaitteet itse maahan ilman asiantuntevaa suomalaista myyntiorganisaatiota. 11 www.hitsaus.net 1/2024 Johdanto Yleisesti ottaen laserin käyttäjät Suomessa eivät ole tottuneet työskentelemään samassa tilassa luokan 4 laserlaitteiden kanssa. Standardit antavat tärkeitä ohjeita ja määräyksiä, joita noudattamalla otetaan huomioon lasertyöstön tuomia riskejä ja minimoidaan niiden toteutuminen. Kuinka hyvin tämän toteutumista ja riskienarvioinnin laajuutta seurataan, riippuu täysin yrityksen työsuojeluorganisaatiosta, sen aktiivisuudesta ja asiantuntemuksesta. Tällä tavoin voidaan kirjata mahdolliset aiemmin tulleet vauriot ”lähtötilanteena” ja työnantaja voi seurata henkilöittäin altistumisen aiheuttamia muutoksia tilanteeseen ja mahdollisia vaurioita. Työpisteen turvallisuus, työpiste on eriytettävä muista tiloista paloturvallisella ja heijastamattomalla materiaalilla. Sillä ei edistetä turvallista työskentelyä. Olennaisimmat standardit lasertyöstön työturvallisuuden huomioinnin osalta ovat standardit SFS-EN 60825-1 ja -4, SFS-EN ISO 11553-1 ja -2 sekä SFS-EN 207. Käsilasertyöstö on työmenetelmänä vielä varsin uusi, joten tieto sen turvallisuudesta vaarojen selvittämisen ja vähentämisen sekä suojautumisen osalta on pirstaleista ja vaatii täten yritykseltä asiaan perehtymiseen merkittävää panostusta. Standardi SFS-EN 207 sen sijaan antaa ohjeet vaadittavien suojalasien suojausluokan valintaan. Samalla hänen on selvitettävä altistumisen syy. Heillä on tiedossa lasersäteilyyn liittyvät riskit tai ainakin, että ”jotenkin se laser on vaarallista silmille”. Vastuuthan ovat samat kuin kaikessa työturvallisuudessa. Valvonta, riskikartoitus ja työterveys Laserlaitteiden turvallista käyttöä työpaikoilla valvoo työsuojeluviranomainen (aluehallintovirastojen työsuojelun vastuualueet). Asiaa ei helpota se, että laser turvallisuuden vakavuutta vähätellään ja ihmetellään turvallisuusstandardien tiukuutta. Voimakkaan lasersäteilyn vaikutuksen huomiointi paloja räjähdysvaaraan.
Lasertyöstöön testatut työhanskat https://yk-yamamoto.co.jp/en/product/list/category/69/91/93/ Kuva 2. www.hitsaus.net 12 1/2024 . Tällä hetkellä tietoisuutta aiheesta voi lisätä esimerkiksi osallistumalla Amerikan laser-instituutin järjestämään ”maailman johtavaan” laserturvallisuuskonferenssiin (International Laser Safety Conference (ILSC®)). Suojalasit eivät myöskään välttämättä riitä yksistään käsilasertyöstökäyttöön, koska etäisyys säteen lähteestä suojalaseihin on käsilasertyöstössä niin lyhyt (< 500 mm) ja prosessin tuoma kirkasvalo sisältää myös muita valon aallonpituuksia kuin suojalasien suodattamia aallonpituuksia. Kuva 1. Laserhitsausmaski https://www.lasermet.com/laser-safety-products/passive-alf-laser-welding-helmet/. Tilanne ei ole suojavarusteiden maahantuojillekaan helppo, sillä suojalaiteet ja varusteet pitää olla testattuja ja hyväksyttyjä lasertyöstökäyttöön ja asia on heillekin uusi. Lasit eivät myöskään suojaa kasvoja työstön aikaiselta heijastukselta, joten on suositeltavaa käyttää myös juuri lasertyöstöön kehitettyä suojamaskia, kuva 2. Euroopassa linssin lisäksi myös kehyksen on täytettävä turvallisuusvaatimukset ja tämän vuoksi myös esimerkiksi Amerikan markkinoilla myydään suojalaseja, jotka eivät sovellu eurooppalaiseen käyttöön. . Sädeturvallisuusvastaavan on suoritettava laserturvallisuuteen pätevöittävä kurssi. Laserlaitteiden käyttäjät ja käyttöalueella työskentelevät saavat tiedot laitteistosta ja henkilönsuojaimien tarpeesta. Lasertyöstöön tarkoitetuille hanskoille olisi hyvä tehdä esim. Lasersäteilyyn (suoraan ja heijastuvaan säteilyyn) liittyvät tekniset suojaustoimet ja hitsauksessa syntyviin muihin altisteisiin (mm. Tämän lisäksi eurooppalaisen hitsauksen kehittämisen ja hitsauskoulutuksen kattojärjestöllä EWF:llä on myös olemassa oma ohjeistus European Laser Safety officer / Laserturvallisuusasiantuntijan (ELSO) koulutuksen pitämiselle ja tähän perustuen on koulutuksia Euroopassa saatavilla. Laserlaitteiston käyttäjien nimeäminen, koulutus ja perehdytys (turvalliset työtavat). Koulutettuja laserturvallisuusvastaavia kutsutaan maailmalla laser safety officer nimikkeellä (LSO). Lasertyöstö prosessit tuottavat myös kirkasta valoa, joten myös muilta valon aallonpituuksilta kuin juuri laser säteen aallonpituudelta on hyvä suojautua. Hyväksyttyjä ja testattuja tuotteita ei ole kovin paljon edes maailmallakaan vielä saatavilla. Kohdepoistot . Paljon myydyt EN 12477 -standardin mukaisesti sertifioidut työhanskat on suunniteltu hitsaustyöhön, mutta tämä ei osoita hanskoilla olevan riittävä suojaus lasertyöstön säteilyä vastaan. Lasersuojalaseja myydään esimerkiksi maamittauslaserin käyttöön, mutta näiden suojaustaso ei ole riittävä konepajateholuokan laserille, vaikka suojauksen säteen aallonpituus olisikin oikea. Tämän lisäksi myös kaikkia muita työntekijöitä on hyvä tiedottaa uudesta työmenetelmästä ja sen aiheuttamista vaaroista työympäristölle. Ihon ja silmien suojaaminen lasersäteilyltä soveltuvin henkilösuojaimin ja paloturvallisella vaatetuksella (pelkkä silmien suojaaminen ei riitä). Vaara-alueen merkintä, alueelle pääsyn estäminen laserlaitteistoa käytettäessä ja pääsyn valvonta . standardin EN 12254:2010 mukainen 100 s säteen altistumistestaus juuri sen aallonpituuden laserilla, jonka kanssa työtä hanskoilla tehdään. Henkilökohtaiset suojavarusteet Tällä hetkellä Suomessa tilanne on vielä sellainen, että käsilaserien kanssa käytettäväksi soveltuvien henkilönsuojainten saatavuudessa on suuria haasteita. . Silmiensuojaimien valinnassa huomioitava lasersäteilyn aallonpituus ja tehotiheys. Kurssi on rakennettu OStrV:n vaatimusten ja TROS General Sectionin kohdan 5.2.2 f ja kansainvälisen standardin IEC 60825-1 mukaisesti. Kuvassa 1 on esimerkki työhanskoista, joille on altistumistestaus suoritettu 1070 nm laserilla ja turvallisuusluokka määritetty. Vielä haastavampi henkilösuojavaruste on lasersuojalasit, joita on markkinoilla tarjolla kirjava joukko, joista osa ei suojaa lasersäteilyn vaaroilta lainkaan, osa suojaa huonosti ja osa on standardin mukaisia. Hengityksensuojaimet . Luotettavat perinteiset suojavarustemaahantuojat eivät ole vielä tutustuneet uusin tuotteisiin riittävästi, jotta olisivat tuoneet niitä Suomen markkinoille. Kuulonsuojaus (melu) . Meillä ei Suomessa vielä tällä hetkellä ole tahoa, joka ylläpitäisi laserturvallisuusrekisteriä koulutetuista ihmisistä tai järjestäisi laserturvallisuuspäiviä. Työalueelle on lisäksi varmistettava: . Tällä hetkellä on vaikea arvioida, kuinka laajasti kouluttamista on Suomessa tehty ja millä tasolla. Mikäli käytössä on luokan 1 laser (esimerkiksi normaali eurooppalainen CE merkitty tasoleikkauslaseri) sädeturvallisuusvastaavaa ei tarvita. UV säteily, huurut, melu). Lasertyöstöön soveltuvat työhanskat ovat tästä hyvä esimerkki. Laitteiden myyjät ovat järjestäneet omia koulutuksiaan, sekä yritykset ovat pitäneet omia koulutustilaisuuksiaan, mutta selkeää organisoitumista asian suhteen ei vielä ole syntynyt. Palosuojatut suojavaatteet Koulutus Lasertyöstöasemaan ja työpisteeseen pääsyvaatimuksena olisi hyvä olla vähintään 2–4 tunnin laser-turvallisuuskoulutusta, jossa käydään läpi lasersäteen ominaisuuksia ja vaaratekijöitä sekä vaaroilta suojautumista, jotta käyttäjät osaisivat varoa näkymätöntä lasersädettä. Vaikka lainsäädäntö Suomessa ei vaadi, niin yrityksessä olisi hyvä olla myös laserturvallisuusvastaava esimerkiksi osana turvallisuuspäällikön tehtäviä. Esimerkiksi Saksassa yrityksen pitää nimittää laserturvallisuusvastaava, mikäli yrityksessä on käytössä luokan 3B, 3R tai 4 laser. Suojalasien käyttäjän pitää osata tunnistaa tuotteiden testattu ja merkitty suojausluokka (tehotiheyden kesto) sekä laserin aallonpituus
Valtioneuvoston asetus laserlaitteista ja niiden tarkastuksesta annetun valtioneuvoston asetuksen 2 §:n muuttamisesta (Vna 645/2013) . Ratkaisuna tähän voi olla kuvan 4 mukaiset kehykset verhoissa, joiden avulla verhoista tulee seinäkemäisiä ja suojaukseen saadaan ovi, joka on varustettu turvapiirillä. Lasersuojakoppi verhoilla https:// www.jutec.com/en/laser-protection-systems/ Lisätietoa aiheesta Riskien arvioinnissa ja laitteiden markkinointitilanteiden turvallisuusarvioinnissa voi käyttää apuna Stukesin opasta suuritehoisen laserlaitteen käyttöön yleisöesityksissä: https://stuk.fi/laseresitykset. Laser Systems Europen artikkeli käsilaserien turvallisuudesta: https://www.lasersystemseurope. Säteilylaki 859/2018 19 luku, 161 §, 2 kohta. Vaikka käsikäyttöiset laserit eivät ole niin. Työympäristön suojaus Hitsaavan konepajan turvallisuusvastaavalta voisi kysyä, että tekisitkö hitsien röntgenkuvausta ilman ympäristön suojausta tilassa, jossa on ympärillä useita ohikulkevia ihmisiä. W/m 2 ). Esimerkiksi työstöä vierestä seuraavan henkilön suojalasien suojaustason vaatimus on eri kuin käsilasertyöstöä päivittäin työkseen tekevän henkilön. Ei ole olemassa suojalaseja tai työhanskoja, jotka soveltuvat tietylle lasersäteen teholle, vaan on olemassa eri tehotiheyksiltä suojaavia materiaaleja (esim. Huomioitavaa on, että tavalliset kaarihitsaukseen suunnitellut suojaverhot eivät suojaa lasersäteen heijastumilta. Toinen verhojen ongelma laser säteen sammuttaminen, kun ulkopuolinen henkilö pyrkii pääsemään verhojen sisäpuolelle. Lisäksi lasertyöskentelyalue tulee merkitä selvästi asianmukaisin varoituskyltein, kuva 3. Verho pysäyttää UV-säteilyn, mutta lasersäteen aallonpituus menee ainakin osittain verhosta läpi. Työturvallisuuslaki (2002/738) . Jos jotain tästä artikkelista pitäisi jäädä muistiin, niin se on lasersäteen tehotiheyden käsite. Käsihitsauslasersäteen heijastuma voi aiheuttaa näkövamman yli 100 m etäisyydeltä, joten vaara-alueella työskentelevien ja liikkuvien henkilöiden tulee varustautua henkilökohtaisilla suojavarusteilla (lasersuojalasit, kasvosuojaus ja suojavaatetus). Röntgen säteily on samanlailla näkymätöntä vaarallista säteilyä kuin infrapunalaserin näkymätön lasersäde. Tämän tiedon avulla voidaan sitten määrittää suojavarusteiden riittävän suojaustason. Käytännössä vaara-alue rajataan pienemmäksi suojaseinien avulla, tai suorittamalla hitsaus erillisessä huoneessa. Ionisoimattoman säteilyn aiheuttaman altistuksen rajoittaminen. Myöskään lasertyöstöön tarkoitettujen verhojen tehonkestot eivät ole riittäviä usean kilowatin tehoisen käsilaserien suoralle säteen alittumiselle, vaan nekin on suunniteltu laitteistoille, joissa säde on alaspäin ja seiniin voi osua vain epäsuora heijastuma. Valtioneuvoston asetus työpaikkojen turvallisuusja terveysvaatimuksista (Vna 2003/577) . Valtioneuvoston asetus työvälineiden turvallisesta käytöstä ja tarkastamisesta (Vna 2008/403) . Valtioneuvoston asetus kemiallisista tekijöistä työssä (Vna 2001/715) . Erona on vain, että lasersäteen tapauksessa tapaturmat tulevat ilmi välittömästi eikä vasta vuosien päästä. Lasersäteily . . Mikäli hitsauspiste sijaitsee lähellä suojaseinää, tulee ohut suojaseinä suojata paksummalla levyllä (esim. Lisäksi voimakas lasersäteen heijastuma voi sulattaa hetkessä verhoon reiän. Kulkuovi lasertyöskentelyalueelle tulee varustaa laserteholähteen turvapiiriin kytketyllä turvakytkimellä, joka sammuttaa laserin, mikäli alueelle tullaan kesken hitsauksen. www.hitsaus.net 13 1/2024 Suojavarusteiden kohdalla olisinkin suotavaa, että yrityksen turvallisuusvastaava tai tarvittaessa yhdessä asiantuntijan kanssa määrittäisi itse riskianalyysissä etäisyydet sille, kuinka lähellä työntekijä lähimmillään käy sädettä ja mikä on tällöin säteen tehotiheys. Valtioneuvoston asetus laserlaitteista ja niiden tarkastuksesta (Vna 291/2008) . Valmistajan tai tämän valtuutetun edustajan ja maahantuojan velvoitteet . Sopiva seinämateriaali määritetään aina tapauskohtaisesti. com/analysis-opinion/ questioning-safety-handheld-laser-welding Työsuojeluhallinnon verkkopalvelu opastaa selkeästi mm. Valtioneuvoston asetus koneiden turvallisuudesta (400/2008) 5 §: Liite I 1.5.10. Valtioneuvoston asetus työntekijöiden suojelemiseksi optiselle säteilylle altistumisesta aiheutuvilta vaaroilta (Vna146/2010) . Mikäli laitetoimittajasi ei osaa sinua opastaa etäisyyden vaikutuksesta tehotiheyteen, niin ”ammu” säteellä muutamalta vakioetäisyydellä pintoihin, jossa näet säteen tekemän jäljen ja laske tämän jäljen pinta-alan mukaisesti (teho/pinta-ala), mikä on sinun laitteistosi tuottama tehotiheys ja vertaa tätä arvoa henkilökohtaisten suojaimiesi suoritusarvoihin. Aki Piiroinen Laboratorioinsinööri, konetekniikka Turun yliopisto aki.piiroinen@utu.fi Kuva 3. työnantajan vastuista: https://tyosuojelu.fi/tyoolot/ fysikaaliset-tekijat/optinen-sateily Käsilasertyöstöön sovellettava lainsäädäntö: . Laki työsuojelun valvonnasta ja työpaikan työsuojeluyhteistoiminnasta (44/2006) . sanottuja esitys käyttöön tarkoitettuja lasereita, ne aiheuttavat samoja vaaroja vieläkin tehokkaammalla lasersäteilyn voimakkuudella. Laki eräiden teknisten laitteiden vaatimustenmukaisuudesta (2004/1016). Suojaseinien materiaalin tulee olla palamatonta sekä kyseistä laserin aallonpituutta ja tehotiheyttä läpäisemätöntä materiaalia ja useimmissa tapauksissa sopiva materiaali on 1–2 mm paksu terästai alumiiniohutlevy. Lasersuojakoppi https://www.ionix.fi/tuotteet/lasersuojakopit/ Kuva 4. 5 mm) kohdista, joihin heijastumat saattavat osua. Valtioneuvoston asetus työntekijöiden suojelemisesta melusta aiheutuvilta vaaroilta (Vna 2006/85) . Tehotiheys ei myöskään ole laserlaitteilla vakioarvo, vaan se riippuu tehosta, säteen hajaantumiskulmasta ja kohteen etäisyydestä. Säteily ja Liite I 1.5.12
Given these characteristics, it is hardly surprising that two of the most important welding innovations in recent history are attributed to the diode laser: the revolution in copper welding made possible by the development of blue diode lasers, and the leap in performance in shipbuilding promised by welding thick plates with particularly powerful IR diode lasers. However, due to the high thermal conductivity of copper, this approach renders controlled heat conduction welding impossible from the outset and may even result in the partial destruction of the component. Thanks to their adjustable power output within milliseconds and the wide range of available processing optics, diode laser systems can now be adapted to almost all component structures and process configurations. an innovative laser welding tool can ultimately be of interest for entirely different application areas. The diode laser, which experienced a breakthrough in the late 1990s and is now considered one of the most effective welding tools, has played a significant role in driving this development. With an electrical efficiency of up to 50 percent, they also have the highest energy efficiency among industrial lasers, and therefore contribute to climate protection. Two of the most important welding innovations in recent times the heat conduction welding of copper and the laser-based joining of thick steel sheets in shipbuilding – have been made possible by this type of laser. Thanks to this progress in welding technology, very thin copper sheets. Blue Diode Lasers Enable Heat Conduction Welding of Copper Indeed, the blue diode laser has exceeded expectations more than once and has enabled the development of a new process for generating high-power white light. Their wavelength of 445 nm is ten times better absorbed by copper alloys than IR radiation, which leads to nearly perfect melt pools without pore and spatter formation for sheet thicknesses of up to 2 mm. A research project also indicates that diode lasers developed for welding may even be suitable for underwater cleaning of ships. www.hitsaus.net 14 1/2024 Since its initial use for spot welding in mechanical watches in the early 1970s, laser welding has advanced from a relatively exotic welding technology to one of the most important industrial joining processes. Both application areas are also linked by the fact that blue diode lasers have been discovered as a tool for combating maritime biofouling on ship hulls an instructive example of how From the Battery to the Ship’s Hull The Diode Laser as a Driver of Innovation in Laser Welding The success story of laser welding is closely linked to the development of the diode laser. The Laserline diode lasers of the types LDF blue and LDM blue are technological leaders in this field, with output powers ranging from 400 W to 4 kW and beam qualities between 20 and 60 mm·mrad. With the help of blue diode lasers, melting the surface becomes effortless. The spectrum of possible output powers now ranges from the three-digit watt to nearly three-digit multi-kilowatt range, which opens up a wide range of possible applications in terms of power. IR lasers (IR = infrared) had always failed at this process, as 95 percent of their light is reflected by copper, forcing the user to melt the component surface by force – using very high output powers. However, its real revolutionary achievement lies in the fact that its development allowed the surface-near heat conduction welding of thin copper components for the first time. After cooling, very clean weld seams of the highest stability are obtained. In addition, it’s possible to work with lower output powers than when using IR lasers, significantly improving the energy efficiency of the processes. Its beam quality ensures high gap bridgeability, and its top-hat profile (homogeneous intensity distribution without an energetic peak in the beam center) ensures uniform energy input, creating exceptionally calm melt pools with minimal spatter and pore formation, resulting in weld seams of excellent stability and high optical quality
Initially, such welds required a hybrid process in which a blue laser melted the surface, and an IR laser stabilized the keyhole. www.hitsaus.net 15 1/2024 and copper foils, such as those used in the batteries of electric vehicles, can now be successfully joined. With this laser solution, also developed as part of a three-year research project [2], ship walls up to 25 mm thickness can be welded in a single pass assuming that the roots have been formed. It is often challenging to reconcile the numerous process parameters of the process. Initially, only a hybrid process that combines laser and MIG/MAG welding, leveraging the advantages of both welding technologies, gained traction. A welding tool for copper material processing ultimately becomes a tool for underwater cleaning of ships. The fiber-coupled 60 kW high-power laser system from Laserline now enables overcoming these deficiencies and realizing thick sheet welding based on diode lasers. The biocide-free fouling-release or self-polishing coatings (SPC) used instead somewhat mitigate the problem, but are often damaged by mechanical cleanings, which has been the only viable method to remove the growth so far. Moreover, the laser can reach hardto-access areas, which allows the effective cleaning of rudder systems, ship propellers, kort nozzles and propeller nacelles in addition to the ship’s hull. Thick-sheet Welding in Shipbuilding with IR Diode Lasers The diode laser is also used as a classic welding tool in marine technology, albeit with an infrared rather than blue wavelength configuration. Laser welding is also superior to these conventional processes in terms of post-processing: Its controlled and moderate energy input prevents distortion of the welded components, while the high energy input of MAG welding often leads to component distortion requiring correction, resulting in considerable postprocessing work. The typical challenges of thick sheet welding in shipbuilding or, for example, pipeline construction can therefore be mastered with ease. In the North Sea and Baltic Sea alone, for example, 80 to 100 invasive species can be detected that have entered these marine regions as blind biofouling passengers. The growth of microorganisms, plants, algae, mussels, and barnacles that colonizes the hulls of ships within a short period of time is one of the major challenges in commercial and passenger shipping. The process ensures both high welding depths and a high gap bridgeability and can also score with fast process sequences for medium-thick sheets: Using a 10 kW diode laser, a high feed speed of 3.5 m/min was achieved with 5 mm sheet thickness. Nevertheless, this process struggles with the high energy input of MIG/MAG welding. A follow-up project will now transfer these research results from the laboratory scale to practice and test them on the hull of a North Sea ship. The spot width of conventional diode lasers usually isn’t sufficient to bridge the height offsets and large gaps that are characteristic of welding thick steel components. The results are narrow, smooth and clean weld seams of high stability and homogeneity, and the welding conditions are also reliably fulfilled: Classified to IP protection class 54, the laser systems are robust enough to withstand the harsh conditions in shipyards or pipeline environments. In a three-year research project [1] conducted in the port of the North Sea island of Heligoland, this approach actually proved to be viable: The irradiated growth detaches from the surface after a short time. Between these two extremes, there are numerous other welding solutions based on diode lasers many of which. This makes it possible, for example, to weld copperbased power electronics for electric vehicles electronics that transport battery current to the drive unit. Excursion: Blue Diode Lasers in the Underwater Cleaning of Ships Originally developed for welding copper and other non-ferrous metals, making it suitable for related processes such as copper-based cladding and additive manufacturing, the blue diode laser was also discovered as a tool for a completely different application namely combating biofouling. With double-sided irradiation, even walls up to 50 mm thickness can be welded securely and stably. However, combating fouling proves difficult: Antifouling coatings containing biocides are largely prohibited due to environmental concerns. However, the increase in the maximum output power of blue diode lasers to 4 kW now allows the welding of larger cross-sections without the need for a hybrid process. Today, blue diode lasers are used to realize classic busbar connections with an overlap, whereby the entire spectrum of conventional welding depths from around 0.3 to 2 mm can be implemented with a single laser setup. Additionally, fouling-related species displacement poses a growing threat to sensitive marine ecosystems. Impressive Deep Welding of Power Electronics Beyond heat conduction welding, blue lasers can also be used for keyhole welding of copper components. Against this backdrop, the idea emerged to damage the fouling lethally by irradiating it with blue laser light, so that it would simply be washed away by the shear forces of the water during the next voyage. Conclusion The outlined innovative solutions in copper and thick sheet welding once again highlight the key role that the diode laser plays in laser welding. The applications realized are no less spectacular than the innovations in copper welding Laserline has succeeded in bringing the diode laser into play as a tool for welding thick sheets in maritime steel construction by developing a fiber-coupled 60 kW high-power laser system. It increases flow resistance, causing fuel consumption and CO 2 emissions to rise. The use of additional material can also positively influence the quality of the weld seam. This allows for the easy realization of various welding geometries with convincing results. The high-quality seams withstand even strong currents and ensure excellent electrical conductivity of the copper components at all times. They also show how broad the spectrum of possible welding applications is, which has been opened up by this type of laser: From wafer-thin copper foils to centimeter-thick ship hulls, almost all materials and material thicknesses in the metal sector can now be welded using lasers. With feed speeds of up to 2 m/min and the high efficiency of the diode laser, the process is significantly faster, more energy-efficient and therefore economically more attractive than the established joining processes of submerged arc welding (SAW) or metal active gas welding (MAG). With this spot configuration, gaps of up to 1 mm and height offsets of up to 2.5 mm can be reliably bridged, and even poorly milled sheet edges can be reliably joined. These traditional processes require complex welding preparations and can often only weld sheets over 20 mm thick in multiple layers. The oscillation of the laser spot, which is common in IR welding of copper, can be dispensed with due to the very good absorption and the homogeneous welding depth, as can the start and end ramps. Key to this innovative system solution was the development of a mirror optic that generates a practical spot size of 2.7 mm by focusing with a focal length of 400 mm. With this approach, the laser beam is used to ensure a sufficient welding depth, while a MAG torch fills the joining gap with the help of an additional wire, effectively compensating for suboptimal seam preparations which occur frequently due to the weight of the components. From Hybrid Process to Pure Laser Use For a long time, it seemed unlikely that laser welding alone could achieve welding performance equivalent to submerged arc or MAG welding. For this purpose, a blue underwater diode laser will be developed, which will be moved over the hull surface by a semiautonomous, magnetically adhering underwater vehicle (“crawler”) and will irradiate the fouling directly through a window. The parameterization is also straightforward: Ultimately, only the welding speed and laser power need to be adjusted
17 www.hitsaus.net 1/2024 Menetelmässä yhdistyvät termisen ruiskutuksen suuri tuottavuus (m 2 /h), korkea pinnanlaatu ja alhainen lämmöntuonti laserpinnoitteen erinomaiseen kiinnipysyvyyteen ja korroosionsuojauskykyyn. Suurnopeuslaserpinnoituksen jauheensyöttösuutin ja kaasuatomisoitua metallijauhetta. Kovapinnoitteet olivat erilaisia keskikovia martensiittisia ruostumattomia teräksiä, työkaluteräksiä ja Stelliittejä sekä erilaisilla erittäin kovilKuva 1. Uusiopinnoituksen lisäksi menetelmää voidaan käyttää kalliiden koneenosien korjauspinnoituksessa ja uudelleenvalmistuksessa. Korkea tehotiheys mahdollistaa suuret liikenopeudet (~20-100m/min), jonka ansiosta voidaan valmistaa ohuita (0.1-0.5mm) yksikerrospinnoitteita alhaisella seostumalla. Kuva 2. Lähtöaineena käytettävän jauheen pieni partikkelikoko (10-50µm) mahdollistaa jauhesuihkun kohdistamisen tarkasti myös pienempään polttopisteeseen, kuva 1. Sovelluskohteina ovat esimerkiksi hydraulisylinterien männänvarret. Kehitystyön alla olevia sovelluskohteita ovat maaja kallioporaustyökalut, teollisuusvaihteistojen komponentit sekä liukulaakerit. Pinnoitteet ovat tyypillisesti pehmeitä nikkelipohjaisia superseoksia (Inconel 625) ja keskikovia martensiittisia ruostumattomia teräksiä (431, 420) sekä kobolttipohjaisia Stelliittejä (St21, St6), jotka pystytään valmistamaan säröttömänä ilman esilämmitystoimenpiteitä. Perusaineet ovat tyypillisesti erilaisia rakenneteräksiä, nuorrutusteräksiä ja valurautoja. Suurnopeuslaserpinnoituksen tuottavuus (m 2 /h) riippuu voimakkaasti käytettävissä olevasta lasertehosta ja halutusta pinnoitepaksuudesta, kuva 2. Käytetyt laserit ovat jatkuvatoimisia noin 1 µm:n aallonpituudella toimivia kuitu-, kiekkoja diodilasereita, joiden hinta länsimaisilla valmistajilla on noin 30–40 k€ per kilowatti. Jari Tuominen Suurnopeuslaserpinnoitus (Extreme High-Speed Laser Cladding, EHLA) on laserpinnoituksen ja termisen ruiskutuksen hyvät puolet yhdistävä korkean materiaalitehokkuuden pinnoitusmenetelmä, jolla voidaan valmistaa sulaliitoksella kiinnittyviä ohuita ja täysin tiiviitä metallija metallimatriisikomposiittipinnoitteita jauhemaisista lähtöaineista erilaisten metalliseosten päälle. Korkeimmat käytetyt lasertehot ovat olleet luokkaa 20 kW, joka edellyttää tehokkaasti jäähdytettyä jauheensyöttösuutinta. Suurnopeuslaserpinnoituksen tuottavuus (m 2 /h) pinnoitepaksuuden funktiona.. EHLAmenetelmän olennaisin ero perinteiseen laserjauhepinnoitukseen on korkeampi tehotiheys (W/mm 2 ), joka saavutetaan käyttämällä pienempää polttopistettä (Ø1-2mm). Suurnopeuslaserpinnoitus leviää maailmalla ympäristölle ja ihmiselle haitallisen kuudenarvoisen kovakromauksen korvaajana. Korkeimmat raportoidut tuottavuudet ovat luokkaa ~7 m 2 /h 8 kW:n laserteholla, mikä tekee menetelmästä kustannustehokkaan suurten pinta-alojen kuten esimerkiksi erilaisten telojen pinnoitukseen. Kovilla volframija titaanikarbideilla lujitettuja metallimatriisikomposiittipinnoitteita käytetään muun muassa autojen jarrulevyissä vähentämään jarrupölyn määrää ja parantab) Suurnopeuslaserpinnoitus (EHLA) – Uutta kehitystä kulumisja korroosiosuojauksessa . Inconel 625 -pinnoitteita valmistettiin rakenneteräksen, nuorrutusteräksen, pallografiittija suomugrafiittivalurautojen päälle. maan kulumisja korroosiokestävyyttä. Suurin osa jauheesta pyritään lisäksi sulattamaan matkalla jauhesuuttimesta pinnoitettavaan kohteeseen hieman pinnoitettavan pinnan yläpuolella. Tampereen yliopistolla toteutetussa NOPSA-hankkeessa (2022-2023) selvitettiin menetelmän mahdollisuudet erilaisten korroosionsuojaja kovapinnoitteiden valmistamiseen
Lähtöaineena käytetyn jauheen rautapitoisuus oli 3.8 p.%. EHLA-menetelmällä valmistettujen Inconel 625 -korroosionsuojapinnoitteiden poikkileikkauksia a) 42CrMo4:n, b) GGG50:n ja c) GG25:n päällä. Pinnoitteiden paksuus on noin 0.2 mm ja rautapitoisuus 3.9–4.8 painoprosenttia. Kuvassa 5 on poikkileikkauksia koneistetuista Inconel 625 -pinnoitteista nuorrutusteräs, palloja suomugrafiittivalurautojen päällä. ve CMT-pinnoituksessa. Lämpövaikutusvyöhykkeen (HAZ) syvyys on muutamia kymmeniä mikrometrejä. Lähtöainejauheen laadulla on siten iso merkitys EHLA-pinnoitteiden ominaisuuksiin. Kuva 5. Pinnoitteiden korroosionsuojauskyky on varmennettu 750 tunnin suolasumutesteissä. Hanke oli rahoitettu Euroopan aluekehitysrahastosta REACTEU-välineen määrärahoista osana Euroopan unionin COVID-19-pandemian johdosta toteuttamia toimia. Tampereen yliopiston EHLA-laitteisto koostuu CNC-ohjatusta sorvista, jatkuvatoimisesta kuitulaserista (3kW), kahdella jauheensyöttösuppilolla varustetusta jauheensyöttimestä sekä koaksiaalisesta jauhepinnoituspäästä, kuva 3. Pinnoitteiden Vickers-kovuus on ~310 HV 1 hienojakoisen rakenteen takia. Kuvassa 4 on esitetty makrokuvia Inconel 625 -korroosionsuojapinnoitteista pinnoituksen jälkeisessä ja koneistetussa tilassa sorvatun nuorrutusteräspyörötangon päällä. Kaksi jauheensyöttösuppiloa mahdollistaa esimerkiksi erilaisten monimateriaalija gradienttirakenteiden valmistuksen jauhesuhteita lennossa muuttamalla. Lisäksi tutkittiin alumiinipronssipinnoitteen valmistusta. Tampereen yliopiston suurnopeuslaserpinnoituslaitteisto. Jauhetarve 3.5 kg/m 2 on merkittävästi pienempi kuin perinteisessä laserpinnoituksessa tai lankatarKuva 3. Termiseen ruiskutukseen tarkoitetuista jauheista valmistetut pinnoitteet sisälsivät ajoittain yksittäisiä kuumahalkeamia eivätkä kaikki pinnoitteet läpäisseet testiä. www.hitsaus.net 18 1/2024 la volframija kromikarbideilla lujitettuja nikkelipohjaisia metallimatriisikomposiittejä. Vakuumissa sulatetun ja kaasuatomisoidun jauheen ensisijainen käyttötarkoitus oli metallin 3D-tulostus jauhepetimenetelmällä. Sekundääridendriittikäsien (SDAS) etäisyys on vain noin 300 nm. Pinnoitteiden paksuus koneistettuna on ~0.2mm. EHLA-menetelmällä valmistettuja Inconel 625 -korroosionsuojapinnoitteita 42CrMo4:n (D 100 mm) päällä: a) pinnoituksen jälkeisessä tilassa (Ra ~10µm) ja b) koneistettuna (Ra ~0.25µm). Kuva 4. Kaikki jauhepetitulostukseen tarkoitetusta jauheesta valmistetut pinnoitteet läpäisivät testin. Tasomaisten kappaleiden pinnoituksessa pinnoitettavan kappaleen liikuttelulaitteena käytetään rinnakkaisrakenteista robottia. a b a b c. Pinnoituksen jälkeisessä tilassa olevan pinnoitteen pinnankarheus R a on ~10 µm ja hiotun ~0.25 µm