# Hitsauksen tuottavuusloikka – näin hitsaat tehokkaammin ja laadukkaammin

> Savonia-AMK:n asiantuntija-artikkeli hitsauksen ja robotiikan hyödyntämisestä teollisuuden tuottavuuden ja laadun parantamisessa.

## Johdanto
Hitsaus ja robotiikka, etenkin näiden yhdistelmä, on ollut Savonia konetekniikan TKI-toiminnan kohteena lähes 20 vuotta. Matkan varrella on tehty monia testejä ja tutkimuksia, mutta robotisoitu kaarihitsaus on ollut alusta lähtien toiminnan keskiössä. Vuoden 2015 aikana mukaan otettiin myös laserprosessi.

Tavoitteena on tehdä menetelmän mahdollisuudet laajemmin tunnetuksi, sillä laserin hyödyntäminen hitsauksessa on Itä-Suomen teollisuudessa yhä vähäistä.

## Hitsauksen haasteet: Lämpökuorma ja metallurgia
Vanhan sanonnan mukaan paras hitsi on se, joka voidaan jättää pois. Hitsaus synnyttää rakenteellisia epäjatkuvuuskohtia ja lämpökuorman aiheuttamia jännitystiloja. Jännitykset aiheuttavat muodonmuutoksia, joita on vaikea ennakoida, mitä enemmän rakennetta hitsataan. Paras lääke muodonmuutosten hallintaan on vähentää hitsauksen lämpökuormaa.

Metallurgiset muutokset hitsissä ja lämpövyöhykkeellä (HAZ) ovat myös kriittisiä. Terästen lujuuden kasvaessa (esim. "vihreän siirtymän" myötä kevennettävissä rakenteissa) hitsattavuus voi heikentyä. Liian suuri lämmöntuonti voi muuttaa hitsiliitoksen hauraaksi tai hävittää muokkauslujituksen vaikutuksen HAZ-alueella.

## Hitsausprosessien vertailu
Esimerkkinä tarkastellaan 6 mm Strenx 600 MC -teräslevyn päittäisliitosta, jonka lämmöntuontisuositus on 0,18–0,80 kJ/mm.

### 1. Mag-hitsaus
*   **Ominaisuudet:** Vaatii usein V-railon (esim. 60 astetta).
*   **Haasteet:** Robottihitsauksessa juuren puolen sulan hallinta on vaikeaa ilman juuritukea tai railovaihtelun minimointia.
*   **Parametrit (esimerkki):** 143 A, 21,3 V, 40 cm/min, kaksipalkohitsaus. Kokonaislämmöntuonti 0,72 kJ/mm.

### 2. Syvätunkeuma-Tig-hitsaus
*   **Ominaisuudet:** Valokaaren kuroutus mahdollistaa suuremman tehotiheyden ja tunkeuman (jopa yli kaksinkertainen perinteiseen Tig-hitsaukseen verrattuna).
*   **Edut:** Mahdollistaa yksipalkohitsauksen ilman viisteytystä, mikä säästää railonvalmistuskustannuksissa.
*   **Parametrit (esimerkki):** 320 A, 18,8 V, 30 cm/min, yksipalkohitsaus.

### 3. Hybridihitsaus (Laser + Mag)
*   **Ominaisuudet:** Yhdistää laserin suuren tehotiheyden ja nopeuden sekä Mag-prosessin hallittavan lisäaineen tuonnin.
*   **Edut:** Erittäin suuri hitsausnopeus ja tasaisempi lämpöjakauma.
*   **Parametrit (esimerkki):** 242 A, 7 kW laserteho, 31 V, 180 cm/min, yksipalkohitsaus.

## Yhteenveto ja johtopäätökset
Vaikka erikoismenetelmät kuten hybridihitsaus tarjoavat merkittäviä etuja nopeudessa ja lämmönhallinnassa, Mig/Mag-hitsaus säilyttää vahvan asemansa teollisuudessa. Sen etuja ovat laitteiston edullisuus, laaja osaajien joukko ja monikäyttöisyys.

Hitsausprosessin vaihtaminen vaatii aina kokonaisvaltaista tarkastelua, sillä tehokkuuden tavoittelu voi joskus heikentää tuotannon joustavuutta tai vaatia tuotteen suunnittelun uudelleenarviointia.

***

**Esa Jääskeläinen**
Tutkimus- ja kehityspäällikkö
TKI-tulosyksikkö, Kone- ja energiateollisuus