# Liitossuunnittelu laserhitsausta varten - Savonia-AMK

> Tässä artikkelissa kerrotaan laserhitsauksesta yleisesti ja sen edellytyksistä hitsaavassa tuotannossa.

## Johdanto
Kaarihitsaus on ollut metalliteollisuuden valtavirtaa viimeiset sata vuotta, ja teollisuus on suunniteltu pitkälti sen ehdoilla. Vaikka laserin ensimmäinen patentti on vuodelta 1960 ja se on yleistynyt teollisuudessa 80-luvulta alkaen, se on edelleen harvinaisempi hitsausmenetelmä kuin leikkausmenetelmänä. Laserhitsaus on kuitenkin erittäin tehokas prosessi, jossa hitsausnopeudet voivat olla yli 2 m/min, verrattuna MAG-hitsauksen tyypilliseen 35–50 cm/min nopeuteen.

## Laserhitsauksen prosessit
Laserhitsauksessa käytetään kahta päämenetelmää:
*   **Sulattava hitsaus:** Sulattaa materiaalin samalla periaatteella kuin kaarihitsauksessa.
*   **Syvätunkeumahitsaus (keyhole-hitsaus):** Käyttää suurta tehotiheyttä (>10 kW/mm²) "avaimenreiän" muodostamiseen materiaaliin. Materiaali kuroutuu kiinni reiän takaa.

Nämä menetelmät ovat lähes poikkeuksetta lisäaineettomia.

## Laser-MAG-hybridihitsaus
Hybridihitsauksessa yhdistetään lasersäde ja perinteinen MAG-hitsaus. Tämä menetelmä tarjoaa:
*   Suuremman toleranssin railon ilmaraolle.
*   Lisää muuttujia prosessin hallintaan.
*   Haittapuolena ovat lisäkustannukset MAG-laitteistosta ja lisäaineen kulutuksesta.

## Laserhitsauksen edut ja haasteet
**Edut:**
*   Pieni lämmöntuonti
*   Lisäaineeton hitsaus
*   Hyvä tunkeuma
*   Korkea hitsausnopeus
*   Hyvä tuottavuus
*   Joustava prosessi

**Haasteet:**
*   Railon tarkkuusvaatimus
*   Rajallinen käytettävä aineenvahvuus
*   Kallis laitteisto
*   Vaatii usein hyvät kiinnittimet
*   Menetelmä ei ole kovin tunnettu valmistavassa teollisuudessa

## Liitossuunnittelu ja prosessivaatimukset
Laserhitsaus vaatii tarkkuutta. Päittäisliitokset hitsataan yleensä I-railoon ilman ilmarakoa. Savonian hitsauslaboratoriossa on testattu rakenneteräksen läpäisyä 11,5 mm asti. Riittävä valmistustarkkuus saavutetaan yleensä laserleikkeillä tai koneistamalla railopinnat.

T-liitoksissa poltinkulma on pidettävä pienenä, mikä voi vaikuttaa luoksepäästävyyteen. Vaihtoehtoisesti T-liitos voidaan hitsata levyn läpi selkäpuolelta, mikä toimii hyvin esimerkiksi sideliitoksissa.

## Ohutlevyjen laserhitsaus
Ohutlevyjen kohdalla laser on erittäin tuottava menetelmä. Liitoksia voidaan optimoida:
*   **Laippaliitokset:** Levyjen päihin taivutetaan 10–20 mm laipat, jotka hitsataan läpi tai välistä.
*   **Limiliitokset:** Hyödynnetään esimerkiksi kennolevyjen valmistuksessa, joissa säteen kohdistus ei vaadi äärimmäistä tarkkuutta.

## Tutkimus ja kehitys
Savonian hitsauslaboratoriossa on tutkittu myös säteen vaaputusta (oskillaatiota), joka mahdollistaa onnistuneen hitsauksen jopa 1 mm ilmaraolla. Vaikka hitsi jää ilman lisäainetta hieman vajaaksi, tulokset ovat lupaavia ja vaativat jatkotutkimusta.

## Yhteystiedot ja lisätietoa
Hitsaustekniikkaan liittyen on käynnissä **HitLeap-yhteishanke** (Savonia-ammattikorkeakoulu, LUT-yliopisto ja Savon ammattiopisto), joka järjestää koulutustapahtumia, webinaareja ja työpajoja.

*   **Hankkeen verkkosivut:** [www.hitleap.fi](http://www.hitleap.fi)
*   **Savonia TKI-palvelut:** [Kone ja metalli](https://www.savonia.fi/yrityksille/tuotekehitys-ja-testaus/kone-ja-metalli/)
*   **Kirjoittaja:** Jussi Asikainen, TKI-asiantuntija (Jussi.asikainen@savonia.fi)