MOBI-WELD-mobiililaite alumiinilevyjen FSW-kitkahitsaukseen

Research output: Contribution to journalArticleProfessional

Abstract

Mobi-Weld-kitkahitsauslaite on liikkuva robottimainen laite alumiinilevyjen kitkahitsaukseen. Laitteesta on kehitetty prototyyppi Mobi-Weld-projektissa EU:n 7. puiteohjelman PK-yrityksiä tukevan instrumentin rahoituksella. Taustalla on telakkateollisuuden tarve joustavaan ja tehokkaaseen alumiinilevyjen liittämiseen laivojen paneelien, osastojen ja rakenteiden kokoonpanossa. Kitkahitsaus on kiinteän olomuodon aineen liittämistä, joten liitettävät aineet eivät siinä sula. "Sekoittava" kitkahitsaus (Friction Stir Welding) on yleisin kitkahitsausmuoto ja siinä liitettäviä osia painetaan pyörivällä työkalulla siten että materiaalit lämpenevät lähelle sulamispistettä ja työkalun pyörivästä liikkeestä johtuen sekoittuvat. Kitkahitsaus sopii erityisesti pehmeille metalleille kuten alumiinille, jonka sulamispiste on varsin matala, n. 660 °C. Kitkahitsauksen etuna on, että siinä ei tarvita lisäaineita ja syntyvä sauma on tasainen. Mobi-Weld -projektin tavoitteeksi on asetettu, että kevyellä ja helposti liikuteltavalla laitteella voidaan hitsata 3m metriä pitkä sauma 6 mm alumiinilevyyn käyttäen materiaaleina alumiinilaatuja 6082-T6 ja 5083-H111. Mobi-Weld-laite on varustettu 120 Nm maksimiväännön tuottavalla karamoottorilla, joka pyörittää hitsaustyökalua. Laite liikkuu itsenäisesti hitsattavia levyjä pitkin seuraten hitsattavaa saumaa. Ryömintäliike on toteutettu neljällä, synkronoidusti liikkuvilla ja imukupeilla varustetuilla jalkamekanismeilla. Hitsausnopeus pidetään hitsauksen aikana vakiona ja hitsaus tapahtuu määritellyn hitsausprofiilin mukaisesti automaattisesti. Ensimmäiset hitsauskokeet laitteella tehtiin syyskuussa 2014, pituudeltaan 150 mm pitkiä saumoja ja ne varmensivat laitteen perusratkaisujen toimivuuden. Sen jälkeen on hitsattu 1500-3000 mm pitkiä saumoja. Tämä on tiettävästi ensimmäinen kerta maailmassa, kun kitkahitsausta on tehty näin kevytrakenteisella ja liikuteltavalla laitteella.
Original languageFinnish
Article number26
JournalHitsaustekniikka
Volume64
Issue number6
Publication statusPublished - 2014
MoE publication typeD1 Article in a trade journal

Cite this

@article{cd45dea9efaa4b5b937290878c1e0c0b,
title = "MOBI-WELD-mobiililaite alumiinilevyjen FSW-kitkahitsaukseen",
abstract = "Mobi-Weld-kitkahitsauslaite on liikkuva robottimainen laite alumiinilevyjen kitkahitsaukseen. Laitteesta on kehitetty prototyyppi Mobi-Weld-projektissa EU:n 7. puiteohjelman PK-yrityksi{\"a} tukevan instrumentin rahoituksella. Taustalla on telakkateollisuuden tarve joustavaan ja tehokkaaseen alumiinilevyjen liitt{\"a}miseen laivojen paneelien, osastojen ja rakenteiden kokoonpanossa. Kitkahitsaus on kiinte{\"a}n olomuodon aineen liitt{\"a}mist{\"a}, joten liitett{\"a}v{\"a}t aineet eiv{\"a}t siin{\"a} sula. {"}Sekoittava{"} kitkahitsaus (Friction Stir Welding) on yleisin kitkahitsausmuoto ja siin{\"a} liitett{\"a}vi{\"a} osia painetaan py{\"o}riv{\"a}ll{\"a} ty{\"o}kalulla siten ett{\"a} materiaalit l{\"a}mpenev{\"a}t l{\"a}helle sulamispistett{\"a} ja ty{\"o}kalun py{\"o}riv{\"a}st{\"a} liikkeest{\"a} johtuen sekoittuvat. Kitkahitsaus sopii erityisesti pehmeille metalleille kuten alumiinille, jonka sulamispiste on varsin matala, n. 660 °C. Kitkahitsauksen etuna on, ett{\"a} siin{\"a} ei tarvita lis{\"a}aineita ja syntyv{\"a} sauma on tasainen. Mobi-Weld -projektin tavoitteeksi on asetettu, ett{\"a} kevyell{\"a} ja helposti liikuteltavalla laitteella voidaan hitsata 3m metri{\"a} pitk{\"a} sauma 6 mm alumiinilevyyn k{\"a}ytt{\"a}en materiaaleina alumiinilaatuja 6082-T6 ja 5083-H111. Mobi-Weld-laite on varustettu 120 Nm maksimiv{\"a}{\"a}nn{\"o}n tuottavalla karamoottorilla, joka py{\"o}ritt{\"a}{\"a} hitsausty{\"o}kalua. Laite liikkuu itsen{\"a}isesti hitsattavia levyj{\"a} pitkin seuraten hitsattavaa saumaa. Ry{\"o}mint{\"a}liike on toteutettu nelj{\"a}ll{\"a}, synkronoidusti liikkuvilla ja imukupeilla varustetuilla jalkamekanismeilla. Hitsausnopeus pidet{\"a}{\"a}n hitsauksen aikana vakiona ja hitsaus tapahtuu m{\"a}{\"a}ritellyn hitsausprofiilin mukaisesti automaattisesti. Ensimm{\"a}iset hitsauskokeet laitteella tehtiin syyskuussa 2014, pituudeltaan 150 mm pitki{\"a} saumoja ja ne varmensivat laitteen perusratkaisujen toimivuuden. Sen j{\"a}lkeen on hitsattu 1500-3000 mm pitki{\"a} saumoja. T{\"a}m{\"a} on tiett{\"a}v{\"a}sti ensimm{\"a}inen kerta maailmassa, kun kitkahitsausta on tehty n{\"a}in kevytrakenteisella ja liikuteltavalla laitteella.",
author = "Pekka Kilpel{\"a}inen and Tapio Heikkil{\"a}",
note = "Project code: 82699",
year = "2014",
language = "Finnish",
volume = "64",
journal = "Hitsaustekniikka",
issn = "0437-6056",
number = "6",

}

MOBI-WELD-mobiililaite alumiinilevyjen FSW-kitkahitsaukseen. / Kilpeläinen, Pekka; Heikkilä, Tapio.

In: Hitsaustekniikka, Vol. 64, No. 6, 26, 2014.

Research output: Contribution to journalArticleProfessional

TY - JOUR

T1 - MOBI-WELD-mobiililaite alumiinilevyjen FSW-kitkahitsaukseen

AU - Kilpeläinen, Pekka

AU - Heikkilä, Tapio

N1 - Project code: 82699

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Mobi-Weld-kitkahitsauslaite on liikkuva robottimainen laite alumiinilevyjen kitkahitsaukseen. Laitteesta on kehitetty prototyyppi Mobi-Weld-projektissa EU:n 7. puiteohjelman PK-yrityksiä tukevan instrumentin rahoituksella. Taustalla on telakkateollisuuden tarve joustavaan ja tehokkaaseen alumiinilevyjen liittämiseen laivojen paneelien, osastojen ja rakenteiden kokoonpanossa. Kitkahitsaus on kiinteän olomuodon aineen liittämistä, joten liitettävät aineet eivät siinä sula. "Sekoittava" kitkahitsaus (Friction Stir Welding) on yleisin kitkahitsausmuoto ja siinä liitettäviä osia painetaan pyörivällä työkalulla siten että materiaalit lämpenevät lähelle sulamispistettä ja työkalun pyörivästä liikkeestä johtuen sekoittuvat. Kitkahitsaus sopii erityisesti pehmeille metalleille kuten alumiinille, jonka sulamispiste on varsin matala, n. 660 °C. Kitkahitsauksen etuna on, että siinä ei tarvita lisäaineita ja syntyvä sauma on tasainen. Mobi-Weld -projektin tavoitteeksi on asetettu, että kevyellä ja helposti liikuteltavalla laitteella voidaan hitsata 3m metriä pitkä sauma 6 mm alumiinilevyyn käyttäen materiaaleina alumiinilaatuja 6082-T6 ja 5083-H111. Mobi-Weld-laite on varustettu 120 Nm maksimiväännön tuottavalla karamoottorilla, joka pyörittää hitsaustyökalua. Laite liikkuu itsenäisesti hitsattavia levyjä pitkin seuraten hitsattavaa saumaa. Ryömintäliike on toteutettu neljällä, synkronoidusti liikkuvilla ja imukupeilla varustetuilla jalkamekanismeilla. Hitsausnopeus pidetään hitsauksen aikana vakiona ja hitsaus tapahtuu määritellyn hitsausprofiilin mukaisesti automaattisesti. Ensimmäiset hitsauskokeet laitteella tehtiin syyskuussa 2014, pituudeltaan 150 mm pitkiä saumoja ja ne varmensivat laitteen perusratkaisujen toimivuuden. Sen jälkeen on hitsattu 1500-3000 mm pitkiä saumoja. Tämä on tiettävästi ensimmäinen kerta maailmassa, kun kitkahitsausta on tehty näin kevytrakenteisella ja liikuteltavalla laitteella.

AB - Mobi-Weld-kitkahitsauslaite on liikkuva robottimainen laite alumiinilevyjen kitkahitsaukseen. Laitteesta on kehitetty prototyyppi Mobi-Weld-projektissa EU:n 7. puiteohjelman PK-yrityksiä tukevan instrumentin rahoituksella. Taustalla on telakkateollisuuden tarve joustavaan ja tehokkaaseen alumiinilevyjen liittämiseen laivojen paneelien, osastojen ja rakenteiden kokoonpanossa. Kitkahitsaus on kiinteän olomuodon aineen liittämistä, joten liitettävät aineet eivät siinä sula. "Sekoittava" kitkahitsaus (Friction Stir Welding) on yleisin kitkahitsausmuoto ja siinä liitettäviä osia painetaan pyörivällä työkalulla siten että materiaalit lämpenevät lähelle sulamispistettä ja työkalun pyörivästä liikkeestä johtuen sekoittuvat. Kitkahitsaus sopii erityisesti pehmeille metalleille kuten alumiinille, jonka sulamispiste on varsin matala, n. 660 °C. Kitkahitsauksen etuna on, että siinä ei tarvita lisäaineita ja syntyvä sauma on tasainen. Mobi-Weld -projektin tavoitteeksi on asetettu, että kevyellä ja helposti liikuteltavalla laitteella voidaan hitsata 3m metriä pitkä sauma 6 mm alumiinilevyyn käyttäen materiaaleina alumiinilaatuja 6082-T6 ja 5083-H111. Mobi-Weld-laite on varustettu 120 Nm maksimiväännön tuottavalla karamoottorilla, joka pyörittää hitsaustyökalua. Laite liikkuu itsenäisesti hitsattavia levyjä pitkin seuraten hitsattavaa saumaa. Ryömintäliike on toteutettu neljällä, synkronoidusti liikkuvilla ja imukupeilla varustetuilla jalkamekanismeilla. Hitsausnopeus pidetään hitsauksen aikana vakiona ja hitsaus tapahtuu määritellyn hitsausprofiilin mukaisesti automaattisesti. Ensimmäiset hitsauskokeet laitteella tehtiin syyskuussa 2014, pituudeltaan 150 mm pitkiä saumoja ja ne varmensivat laitteen perusratkaisujen toimivuuden. Sen jälkeen on hitsattu 1500-3000 mm pitkiä saumoja. Tämä on tiettävästi ensimmäinen kerta maailmassa, kun kitkahitsausta on tehty näin kevytrakenteisella ja liikuteltavalla laitteella.

M3 - Article

VL - 64

JO - Hitsaustekniikka

JF - Hitsaustekniikka

SN - 0437-6056

IS - 6

M1 - 26

ER -