Teknologiateollisuus on Suomessa suuri vientiala. Alan yritykset pitävät yllä suomalaista hyvinvointiyhteiskuntaa ja siten alan teollisuuden kehittäminen on tärkeä asia. Metalliteollisuudessa tuottavuuden ja kilpailukyvyn parantaminen on mahdollista hyödyntämällä automaatiota, robotisointia ja mekanisointia. Samalla saadaan aikaan helpotusta työvoimapulaan.

Suomalaisyritykset kehittävät tuotteitaan, tuotantoaan ja toimintatapojaan yhä kilpailukykyisemmiksi. Kehitykselle on nähtävissä kuitenkin esteitä. Esteistä ehkä suurin on työvoimapula. Yrityksillä on vaikeuksia rekrytoida osaavaa työvoimaa. Tämä kertoo metallialan ammatillisen koulutuksen alhaisesta kiinnostavuudesta. Alan koulutus ei ole vuosiin enää vetänyt, eikä siten työpaikkoja saada täytettyä.

Metalliteollisuuden panostettava enemmän tuotannon kehittämiseen. Tuottavuuden ja kilpailukyvyn parantaminen on mahdollista hyödyntämällä mm. automaatiota, robotisointia ja mekanisointia (ts. koneellinen hitsaus). Samalla ne toisivat helpotusta työvoimapulaan. Tuotantotapojen muutos asettaa myös uusia vaatimuksia työntekijöiden ammattitaidoille, osaamiselle ja asenteille.

Tuloksia hitsauksen mekanisoinnilla

Retco Oy on porilainen vuonna 1999 perustettu hitsaustuotteiden maahantuonti- ja myyntiyhtiö. Tuotevalikoimaan kuuluvat lähes kaikki hitsausalan tuotteet, mm. hitsauskoneet, -laitteet, -tarvikkeet ja -lisäaineet sekä leikkauksen tuotteet.

Retco Oy on markkinoinnissaan panostanut merkittävästi metalliteollisuuden tuotantotapojen parantamiseen ja kehittämiseen.

Koneellinen hitsaus yleistyy voimakkaasti ympäri maailman. Hitsaavassa teollisuudessa hitsauksen mekanisoinnilla voidaan varsin helposti ja pienin taloudellisin panoksin parantaa oleellisesti hitsauksen tehokkuutta, laatua ja työergonomiaa. Mekanisoinnin potentiaalin tehokas hyödyntäminen edellyttää kuitenkin, että laitteet ovat toimivia, helppokäyttöisiä ja haluttuja hitsauksen apuvälineitä.

Mekanisoinnilla tarkoitetaan hitsausta, jonka hitsausmuuttujia ohjataan / hallitaan mekaanisesti tai sähköisesti, niitä voidaan muuttaa hitsaustapahtuman aikana. Mekanisoidulla hitsauksesta ymmärretään valokaaren paloajan lisäämistä käyttäen apuna jotain tai joitain mekaanisia apulaitteita. Tällaisia laitteita kutsutaan hitsauskuljettimiksi, pyörityspöydiksi tai – rullastoiksi jne. Paloaikasuhde on kaariajan ja hitsaustyön suorittamiseen käytetyn ajan välinen suhde. Mitä pidempään valokaari palaa suhteessa kokonaistyöaikaan, sitä korkeampi on paloaikasuhde.

Työkustannukset muodostavat suurimman osan kokonaiskustannuksista suomalaisessa hitsaustyössä. Lisäaineiden kustannus jää usein reilusti alle 10% kokonaiskustannuksista eikä sieltä siten ole merkittäviä säästöjä saatavissa. Lisäainevalinnalla on merkitystä, esimerkiksi tehokkaat täytelangat, jotka tuovat merkittäviä parannuksia laadun ja tuottavuuden suhteen.

Koneellinen hitsaus parantaa tuottavuutta, kun se toteutetaan oikein. Se parantaa mm. laatua, työympäristöä, vähentää työkappaleen vetelyä pienentäen oikaisun tarvetta ja usein eliminoi sen kokonaan. Se nostaa paloaikasuhdetta käsin hitsaukseen verrattuna helposti 2-3 -kertaiseksi.

Koneellisella hitsauksen puolesta puhuvat monet seikat. Hitsauksen tuottavuus kasvaa, hitsin laatu on tasainen ja tuotteen ulkonäkö paranee, koska käsin tehdyt hitsauksen muotovaihtelut vältetään. Lisäksi työergonomia ja työturvallisuus paranevat, jälkityö, aloitus- ja lopetuskohtien lukumäärä vähenevät sekä hitsin a-mitta pysyy vakiona tasaisen kuljetusnopeuden ansiosta. Lisäksi tehokkaiden hitsauslisäaineiden käyttö mahdollista.

Retco on toteuttanut asiakkaidensa kanssa lukuisia projekteja, joissa tuotantoa on hitsauksen mekanisoinnilla merkittävästi tehostettu. Seuraavassa muutama esimerkki.

Eurotank Oy, Kangasala

Eurotank Oy suunnittelee ja valmistaa säiliöt ja säiliöperävaunut sekä niiden järjestelmät ja komponentit vaativiin kuljetustarpeisiin. Tuotteet valmistetaan Kangasalla, ja materiaalina on alumiini, haastava hitsattava esim. suuren lämmönjohtavuuden sekä liikuteltavien kuljettimien työkappaleessa kiinnipysyvyyden suhteen (”ei magneettinen” materiaali).

Yrityksessä toteutettiin projekti hitsauksen mekanisoimiseksi, ja Tässä tapauksessa tavoitteena oli mekanisoida säiliön pituussuuntaan tulevat hitsit. Säiliö voidaan kääntää haluttuun asentoon, jolloin hitsattava railo ja kuljetin saadaan edullisimpaan asentoon. Mekanisointilaitteeksi valikoitui akkukäyttöiset, helposti liikuteltavat ja pienikokoiset kuljettimet, Gecko Battery suoraviivaiseen hitsaukseen ja Retco PRO12 oskilloinnilla, kun tarvitaan lisäksi polttimen sivuttaisliikettä. Ko. laitteet ovat myös ns. hybridikuljettimia, jotka hyödyntävät imukuppikiinnitteisiä kiskoja ”ei magneettisten” materiaalien asentohitsauksissa. Seuraava vaihe ko. säiliön mekanisointiasteen nostossa onkin jo otettu ratkaisemalla muuttuvasäteisen säiliön päittäisliitoksen koneellinen hitsaus. Ratkaisun edut: tasalaatuisuus, muotovaihtelujen eliminoituminen, työergonomia ja työturvallisuus paranevat, korkeampi tuottavuus. Lisäksi myös alumiinin asentohitsaus on mahdollista.

Luvata Pori Oy

Retco Oy ja Luvata Pori toteuttivat yhteistyössä italialaisen laitetoimittajan kanssa paksuseinämäisen, noin 300 kg painavan kuparituotteen TIG-hitsaukseen soveltuvan ohjelmoitavan mekanisointilaitteen.

Erityisesti suuren lämmönjohtavuuden johdosta kuparin hitsaus aiheuttaa omat haasteensa. Aikaisemmin hitsaus on suoritettu käsin, jolloin hitsari altistuu erityisesti korkealle lämpösäteilylle ja lisäksi TIG-hitsaus käsin syötettävällä lisäaineella vaatii hitsarilta poikkeuksellisen korkeaa ammattitaitoa. Tavoitteena oli luonnollisesti myös parantaa tuottavuutta ja tasalaatuisuutta. Ohjelmoitava mekanisointiyksikkö valmistettiin Italiassa asiakkaan asettamien vaatimusten mukaisesti. Hitsausmenetelmäksi valittiin mekanisoitu TIG-hitsaus kylmälangansyötöllä. Virtalähteeksi valikoitui tehokas 550 A:n EWM Tetrix 550 ja syöttölaitteeksi Carpano VPR-4WD.

Valmiille laitteelle suoritettiin alustavat koehitsaukset tehtaalla asiakkaan valvonnassa. Hyväksynnän jälkeen asennus ja lopulliset hitsaustestit tehdään tilaajaan tuotantotiloissa ennen tuotannon aloittamista.

Työkierrossa hitsattava sylinterimäinen työkappale kiinnitetään pyörittäjässä olevaan istukkaan ja pneumaattinen kärkipylkkä keskittää työkappaleen ja samalla juurikaasu johdetaan pylkän kautta kappaleen sisäpuolelle. Kosketusnäytöltä valitaan haluttu hitsausohjelma ja konepoltin siirtyy kotiasemalta aloituskohtaan, valokaari syttyy ja valittu työkierto (esilämmitys/hitsaus) alkaa. Hitsauksen jälkeen poltin palaa kotiasemaan.

Saavutettuja etuja ovat tasalaatuisuus, toistettavuus, korkeampi tuottavuus kuin käsihitsauksessa, työturvallisuus ja työergonomia, mm. operaattori altistuu vähemmän kuumuudelle. Lisäksi operaattorin ei tarvitse olla ”se talon paras käsihitsari”.

Stairon Oy, Turku

Stairon Oy on kansainvälinen korkealaatuisten ja teknisten ruostumattomasta / haponkestävästä teräslevystä sekä alumiinista valmistettujen laitteistokokonaisuuksien järjestelmätoimittaja. Kasvavan tuotannon ja yhä kookkaampien tuotteiden tehokkaampaan ja ergonomisempaan valmistukseen yrityksessä toteutettiin projekti ruostumattoman pyörähdyskappaleen hitsauksen ja kokoonpanon mekanisointiin, maksimi halkaisija kappaleilla on yli 5 m ja pituus 20 m. Yhteistyössä Pemamekin kanssa toteutettu rullastokokonaisuus koostui itsesäätyvistä 40 tonnin PEMA A40 4D käyttöyksiköistä ja kannatinyksiköistä. Yksiköt asennettiin kiskovaunuihin, jolloin kappaleen pituuden ja valmistusasteen mukaan voidaan helposti siirtää kiskolla haluttuun paikkaan. Myös yhdistettävän kappaleen asemointi helpottui huomattavasti.

Etuja olivat kappaleen käsittelyn helpottuminen, asemoinnin nopeutuminen ja työergonomian parantuminen. Lisäksi etuja oli tehokkaampi hitsausasento, koneellisen hitsauksen mahdollistaminen, mukautuminen helposti eri pituisille kappaleille kiskovaunujen ansiosta, parempi työturvallisuus ja jälkityön väheneminen.

Farmtools Oy

Farmtools Oy on ylihärmäläinen perheyritys, jonka palveluihin kuuluvat uusien farmarisäiliöiden valmistus sekä vanhojen säiliöiden kunnostaminen. Farmtools Oy:n tuotteita ovat FARMEX farmarisäiliöt, PROMEX-kuljetus- ja työmaasäiliöt, AINO-kiuastuotteet sekä useat muut tuotteet maatilojen, kiinteistöjen sekä yksityishenkilöiden käyttöön. Yrityksessä toteutettiin farmarisäiliön hitsauksen mekanisoinnin projekti.

Aikaisemmin kehähitsit mekanisoitiin siten, että säiliö pyöri pyöritysrullaston päällä ja hitsauspoltin oli kiinnitetty Bug-O polttimenpidinjärjestelmään, jota säädettiin manuaalisesti käsin. Pituushitsit edelleen hitsattiin käsin.

Pohdintaan tuli hitsauksen kehittäminen seuraavalle tasolle. Vaihtoehtoina olivat robotisointi tai aiempaa pidemmälle viety mekanisointi. Kartoituksen jälkeen päädyttiin siihen tulokseen, että robottihitsauksen soveltaminen kyseiseen tapaukseen on haastavaa, ellei mahdotonta.

Laitteeksi valikoitui hitsausasema, joka koostuu kevyestä hitsaustornista AP MICRO-CM15 sekä pyöritysrullastosta. Hitsausmenetelmä on lankahitsaus. Torni liikkuu lattiaan asennetulla kiskolla. Tornin viereen on asennettu kiskojen päällä oleva pyöritysrullasto. Näin saadaan rullien etäisyyttä säädettyä kunkin säiliöpituuden mukaan. Hitsausasemassa on mahdollista hitsata maksimissaan 1600 mm:n halkaisijalla olevaa säiliötä.

Hitsausasema toimii siten, että kehähitsien hitsaus tapahtuu pyöritysrullaston päällä ja pituushitsien hitsaus tornin kiskoliikkeellä. Hitsausvirtaa seurataan automaattisella korkeuden seurannalla. Työkierto on automaattinen ja työkiertojen (ohjelmien) tallennus tapahtuu muistipaikoille. Ohjaus tapahtuu joystickilla tornin vaaka-/pystyliikkeille, kiskoajolle sekä tornin vaakapuomin päässä olevalle luistille.

Projektin myötä mekanisointitasoa pystyttiin nostamaan, koska myös pituushitsit voidaan hitsata mekanisoidusti. Myös työergonomia parantui sähköisen ohjauksen ja automaattisen korkeuden (suutinetäisyyden) seurannan ansiosta. Lisäksi vaihto säiliökoosta toiseen nopeutui. Monen tekijän summana tuottavuus nousi. Säiliöt varustetaan valuma-altailla, joissa on pienaliitoksia. Näissä liitoksissa on jo pitkään hyödynnetty Gecko hitsaustraktoria.

Var-Met Oy, Kuopio

Var-Met Oy on kuopiolainen vuonna 1995 perustettu konepaja. Yrityksen palveluita ovat mm., hitsaus-, polttoleikkaus-, särmäys-, koneistus- ja kunnossapitopalvelut. Monipuolisen konekannan ansiosta yritys tarjoaa asiakkaille joustavia kokonaisratkaisuja. Tällä hetkellä Var-Met Oy työllistää noin 25 henkilöä. Yritys sijaitsee Kuopion Neulamäen teollisuusalueella, missä lähellä ovat sekä märkä- ja jauhemaalaamot, että myös kaksi erilaista sinkityslaitosta. Läheisyydessä sijaitsevien yhteistyökumppaneiden ansiosta, yritys toimittaa tuotteita asiakkaiden haluamilla pintakäsittelymenetelmillä.

Yrityksessä toteutettiin projekti palkin hitsauksen koneellistamiseksi. Yrityksessä hitsattavien palkkien pituus on maksimissaan yli 10 m. Jo vuosia sitten oli selvää, että hitsausta on tehostettava. Tällöin päädyttiin Bug-O akkukäyttöiseen, traktorityyppiseen kuljettimeen, joka varustettiin kahdella hitsauspolttimella. Laatu ja tuottavuus saatiin paremmalle tasolle, mutta palkin ison koon takia vaadittiin yhä kaksi hitsaaja, yksi kummallekin puolelle palkkia.

Perustuen hyviin kokemuksiin kevytmekanisoinnin käytöstä Var-Met Oy:n johto päätti kehittää hitsausta edelleen. Nopealla aikataululla laitteistoksi valikoitui Retco Oy:n toimittama Promotech WA-1000 hitsausasema, 16 metrin kiskopituudella, mahdollistaen maksimissaan 14,4 metrin pituisen kappaleen hitsauksen. Portaali liikkuu lattiaan asennetun kiskon päällä ja laite on varustettu kahdella MAG-hitsauslaitteella mahdollistaen yhtäaikaisen hitsauksen molemmilla polttimilla. Laitteessa on sähkömekaaniset railonseuranta-anturit, jotka ottavat ohjauksen pysty- ja vaakaliikkeille hitsattavasta kappaleesta.

WA-1000 -hitsausaseman luotettavan railonseurannan avulla hitsauksen voi hoitaa nyt yksi henkilö. Työergonomia on parantunut, koska hitsaaja käytännössä vain seuraa hitsaustapahtumaa. Vastaavasti, kun haastavat pohjapalot jouduttiin aiemmin hitsaamaan pääosin käsinhitsauksena, nyt myös pohjapalkojen hitsaus onnistuu mekanisoidusti. Kappaletta ei myöskään tarvitse asemoida kovin tarkasti railonseurannan ansiosta. Lisäksi yksi etu on helppokäyttöinen suomenkielinen ohjauspaneeli.

Telatek Service Oy

Telatek-ryhmä on suomalainen on-site- ja konepajapalveluiden tuottaja.

Telatek Service Oy vastaa asennuksista, kunnossapidosta ja laadunvarmistuksesta, toimipaikat sijaitsevat Kittilässä, Raahessa, Nokialla ja Porvoossa. Telatek-ryhmä on myös mukana konepajojen projektivientiyhtiö SteelDone Group Oy:ssä. Sylinterimäisten ja kartiomaisten kappaleiden ulko- ja sisäpuolinen pinnoitushitsauksen käytössä on PTA- (Plasma Transferred Arc) pinnoitushitsaukseen. Menetelmä vaatii tarkan suutinetäisyyden, joka on yleensä 8mm, poikkeamaa sallitaan +/- 1mm. Olemassa olleet mekanisointilaitteet eivät täyttäneet tarkkuusvaatimusta. Tästä syystä etsittiin mekanisointilaitetta, joka pystyy vaadittuun tarkkuuteen ja pitää suutinetäisyyden vakiona automaattisesti seuraten hitsausjännitettä. Polttimen maksimikorkeus lattiasta on 2500mm. Laitteeksi valikoitui AP MINI -hitsaustorni varustettuna AVC (Automatic Voltage Control) korkeusseurannalla ja lineaarisella oskilloinnilla. Hitsaus tapahtuu siten, että kappale pyörii pyörityspöydässä ja pinnoituksessa vaadittava sivuttaissiirto saadaan aikaiseksi vaakapuomin ohjelmoidulla liikkeellä. Oskillointinopeus ja -taajuus ohjelmoidaan kullekin ohjelmalle halutuksi.

Ohjelmaan voidaan tehdä myös työkierto, mikä ajaa kotipesältä hitsauksen aloituskohtaan, sytyttää valokaaren, tekee pinnoituksen ohjelmoidusti, siirtää polttimen kierroksen tultua täyteen ja lopettaa hitsauksen ja palaa kotipesään, kun ohjelmoitu pinnoitusmatka on saavutettu.

Torniin asennetussa oskillointiyksikössä on vesijäähdytys, joka mahdollistaa esilämmitettyjen, +250 ^oC, kappaleiden hitsauksen. Laitetta käytetään myös pinnoitukseen MIG/MAG menetelmällä, tällöin AVC korkeudenseuranta ohjelmoidaan seuraamaan hitsausvirtaa.

Kokonaisuuden myötä pinnoitushitsauksessa vaadittu tarkka suutinetäisyys voidaan säilyttää automaattisella korkeusseurannalla, ja esilämmitettyjen kappaleiden pinnoitus mahdollistuu. Muut edut ovat helppo ohjelmoitavuus ja laitteen siirreltävyys.

Telatek Service Oy:llä on pitkä kokemus hitsauksen mekanisoinnin hyödyntäjänä ja yritys pyrkii viemään tuotantoaan ja työtapojaan eteenpäin yhä tehokkaammin käyttäen koneellista hitsausta.

Kirjoitettu Retco Welding Products myyntitiimin toimesta: Tj. / Yrittäjä Jukka Setälä IWT, Tekninen Johtaja Janne Haula IWT, Aluemyyntipäällikkö Kari Tuominen IWS ja Tekninen Myyntijohtaja Ville Setälä IWE. Retco Oy kiittää yhteistyökumppaneita julkaisuluvista sekä miellyttävästä ja luontevasta yhteistyöstä.