# Hitsauksen ympäristövaikutukset - Savonia-AMK

> Katsaus eri hitsausmenetelmien ympäristövaikutuksiin ja niiden välisiin eroihin.

## Johdanto
HitLeap-hankkeessa tutkitaan hitsauksen ympäristövaikutuksia osana laajempaa vastuullisuusraportointia. Valmistustekniikoiden ympäristövaikutusten tarkastelu on keskeistä prosessien kehittämiseksi kestävämmiksi. Tutkimuksessa hyödynnetään elinkaariarviointia (LCA) ja elinkaarikustannusten tarkastelua päätöksenteon tukena.

Olennaisimpia muuttujia hitsauksen ympäristövaikutuksissa ovat:
* Energiankulutus
* Materiaalien, suojakaasujen ja lisäaineiden käyttö
* Päästöt ilmaan
* Uusiutumattomien luonnonvarojen käyttö
* Jätteiden synty

Kestävä hitsausprosessi minimoi energiankulutuksen ja materiaalihukan, optimoi raaka-aineiden käytön ja parantaa prosessitehokkuutta.

## Hitsausmenetelmien vertailu
Tutkimuksissa on analysoitu eri menetelmien (TIG, MAG, puikkohitsaus, laserhybridihitsaus, kitkahitsaus) ympäristövaikutuksia.

### TIG-, MAG- ja puikkohitsaus
González-González et al. (2023) tutkimuksessa havaittiin, että:
* **Lisäaineellinen TIG-hitsaus** synnyttää suurimmat ympäristövaikutukset suuren suojakaasun kulutuksen vuoksi.
* **MAG-hitsaus** sijoittuu ympäristövaikutuksiltaan TIG- ja puikkohitsauksen väliin.
* **Puikkohitsaus** todettiin tässä tutkimuksessa ympäristöystävällisimmäksi, koska se ei vaadi suojakaasua.

Toisaalta Doncheva et al. (2024) tutkimuksessa puikkohitsaus arvioitiin ympäristölle haitallisimmaksi suuren energian- ja lisäaineenkulutuksen vuoksi, kun taas MAG-hitsaus todettiin ympäristövaikutuksiltaan pienimmäksi.

### Laserhybridihitsaus
TRUMPF Magazine Laser Communityn (2015) vertailussa laserhybridihitsaus osoittautui ympäristöystävällisimmäksi vaihtoehdoksi. Sen etuja ovat:
* Pieni lisäaineen tarve
* Korkea hitsausnopeus, mikä vähentää energiankulutusta
* Pienemmät railokulmat verrattuna MAG- ja puikkohitsaukseen

### Kitkahitsaus
Shrivastava et al. (2014) vertailivat kitkahitsausta ja MAG-hitsausta alumiinin työstössä. Kitkahitsaus kulutti noin 40 % vähemmän energiaa ja tuotti 31 % vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä kuin MAG-hitsaus.

## Ympäristövaikutusten päätekijät
Tutkimusten perusteella suurimmat ympäristövaikutukset syntyvät seuraavista tekijöistä:
1. **Suojakaasun kulutus:** Voi muodostaa jopa 94,7 % vaikutusluokista.
2. **Lisäaineet:** Hitsipalon kemiallinen koostumus ja määrä vaikuttavat luonnonvarojen ehtymiseen.
3. **Energiankulutus:** Sähkönkulutus on merkittävä tekijä, erityisesti hitaammissa prosesseissa.

## Johtopäätökset
Hitsauksen ympäristövaikutusten arvioinnissa on huomioitava systeemirajaus: osa tutkimuksista rajaa tarkastelun vain itse hitsausprosessiin, kun taas toiset huomioivat laajemmin materiaalit ja laitteiston. 

Yleisesti ottaen:
* Hiilijalanjälki on sidoksissa tuottavuuteen ja hitsausnopeuteen.
* Mitä vähemmän lisäainetta ja suojakaasua prosessi vaatii, sitä pienemmät ovat yleensä sen ympäristövaikutukset.
* Käytännön tuotannossa menetelmävalintaan vaikuttavat myös työturvallisuus, investointikustannukset ja hitsausolosuhteet.

## Lisätietoja
HitLeap-hanke on Savonia-ammattikorkeakoulun, LUT-yliopiston ja Savon ammattiopiston yhteistyöprojekti. Lisätietoja hankkeen toiminnasta ja vastuullisuudesta löytyy osoitteesta [www.hitleap.fi](http://www.hitleap.fi).

**Kirjoittajat:**
* Sonja Kattainen, tutkimusinsinööri
* Jussi Asikainen, TKI-asiantuntija
* Kone- ja energiatekniikan tutkimusala