# Alumiinin laser-hybridihitsaus – Onko se mahdollista tai järkevää?

> Tutustutaan alumiiniin rakennemateriaalina ja tarkastellaan laser-hybridihitsauksen soveltuvuutta alumiinin hitsaukseen verrattuna perinteiseen Mig-hitsaukseen.

## Alumiini rakennemateriaalina
Alumiinia käytetään hitsatuissa rakenteissa selvästi vähemmän kuin terästä. Tyypillisiä käyttökohteita ovat profiilituotteet, alumiiniveneet, valutuotteet ja vanteet. Alumiini on potentiaalinen vaihtoehto kuumasinkityille tai ruostumattomasta teräksestä valmistetuille rakenteille erityisesti silloin, kun halutaan minimoida painoa tai vaaditaan hyvää sään- ja kosteudenkestoa. Materiaali säilyttää lujuus- ja sitkeysominaisuutensa hyvin myös kylmissä olosuhteissa.

## Alumiinin hitsattavuuden haasteet
Alumiinin hitsattavuus riippuu merkittävästi seostuksesta. Kuumahalkeilun riskin perusteella alumiinilaadut jaetaan hyvin hitsattaviin, rajoitetusti hitsattaviin ja huonosti hitsattaviin.

Hitsausprosessia vaikeuttavia tekijöitä ovat:
* **Oksidikerros:** Alumiinioksidin korkea sulamispiste ja taipumus imeä kosteutta (joka synnyttää vetyä ja huokoisuutta).
* **Lämmönjohtavuus:** Hyvä lämmönjohtavuus ja suuret jäähtymiskutistumat lisäävät liitosvirheiden ja huokoisuuden riskiä ainevahvuuden kasvaessa.
* **Lämpövaikutukset:** Hitsauksen lämmöntuonti heikentää muokkauslujitusta ja lämpökäsittelyjen vaikutuksia, mikä voi johtaa rakeenkasvuun ja lujuuden heikkenemiseen (ylivanheneminen) hitsin muutosvyöhykkeellä (HAZ).

## Laser-hybridihitsauksen kokeilu
Tutkimuksessa testattiin laser-hybridihitsauksen soveltuvuutta EN AW-6005A -alumiinilaadulle (keskiluja pursotetuote). Tuloksia verrattiin tuotannossa käytettyyn Mig-hitsaukseen.

* **Prosessin edut:** Hybridihitsauksessa laserin syvä tunkeuma ja Mig-prosessin lisäaineen syöttö voidaan säätää toisistaan riippumatta.
* **Nopeus:** Hybridihitsauksella saavutettiin noin 2,5-kertainen hitsausnopeus verrattuna Mig-hitsaukseen.
* **Laatu:** Hybridihitsin leveys oli kapeampi pienemmän lämmöntuonnin ja erilaisen railomuodon ansiosta. Visuaalinen laatu vastasi Mig-hitsausta.

## Testitulokset
* **Kovuus:** Vickers-kovuus (HV5) oli molemmilla menetelmillä noin 50. Muutosvyöhykkeellä Mig-hitsauksessa havaittiin hieman korkeampi kovuus, mutta eroa ei pidetty merkittävänä.
* **Lujuus:** Staattisessa vetokokeessa hybridihitsatut liitokset osoittautuivat lujemmiksi.
* **Lämpötilakestävyys:** Testit -40 °C lämpötilassa vahvistivat, ettei alumiinin lujuus heikkene kylmissä olosuhteissa.
* **Murtovenymä:** Hybridiliitoksilla saavutettiin yllättäen hieman parempi murtovenymä kuin Mig-hitsauksella.

## Johtopäätökset
Laser-hybridihitsaus on potentiaalinen ja tehokas vaihtoehto alumiinin hitsaukseen. Se tarjoaa nopeamman hitsausprosessin, lujemman liitoksen ja paremman murtovenymän. Lisäksi se vähentää tarvetta liitospintojen viisteytykselle. Ainoana merkittävänä haittapuolena voidaan pitää laserlaitteiston korkeampaa hankintahintaa.

*Lisätietoja aiheesta löytyy Joni Andersin opinnäytetyöstä.*