kempin reduced gap technology (rgt) haastaa perinteiset railomuodon valintakriteerit - whitepaper fi
TRANSCRIPT
Kemppi Oy
Kempin Reduced Gap
Technology (RGT)
haastaa perinteiset
railomuodon
valintakriteerit White paper
Jernström, P., Saarivirta, H. & Uusitalo, J. 10.3.2016
White paper 1(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
RGT-tekniikka muuttaa käsitystä kapearailohitsauksesta
Kapearailohitsauksessa railokulma on tyypillisesti alle 20 astetta tavanomaisen 45 - 60 asteen
sijasta. Tämä vähentää liitoksessa tarvittavien hitsipalkojen määrää, mikä lyhentää hitsausaikaa ja
pienentää hitsauslisäaineen kulutusta. Myös hitsausmuodonmuutokset vähenevät, kun
railotilavuus pienenee. Toisin sanoen railon tilavuuden pienentäminen tuo mukanaan runsaasti
positiivisia vaikutuksia hitsauksen laatuun, tehokkuuteen ja tuottavuuteen.
Railokulman pienentäminen tuo kuitenkin mukanaan myös haasteita. Kapearailohitsauksessa
valokaaren hallinta on vaikeaa, mikä saattaa johtaa laatupoikkeamiin, ellei sitä varten hankita
käyttökohteeseen soveltuvia erikoispolttimia ja -varusteita.
Kempin Reduced Gap Technology-tekniikka (RGT) on erinomainen ratkaisu MIG/MAG-
kapearailohitsaukseen, jossa ainevahvuus on alle 30 mm. Sen avulla voidaan käyttää Kempin
vakiolaitteistoa ja hitsausohjelmistoa kapearailohitsauksessa sekä päittäis- että pienaliitoksilla.
RGT-ratkaisussa hyödynnetään Kempin WisePenetration- ja WiseFusion-ohjelmistoja, FastMig-
hitsauslaitetta ja A5 MIG Rail System 2500 -kiskokuljetinta.
Säätöjärjestelmä takaa valokaaren tarkan kohdistumisen ja vakaan tehon
Kempin kehittämän RGT-kapearailoratkaisun ydin on markkinoiden kehittynein valokaaren
hallintajärjestelmä, joka pitää MIG/MAG-hitsauksessa valokaaren tehon vakiona noin 30 mm:n
suutinetäisyyteen asti (kuva 1). Lisäksi järjestelmä ohjaa valokaarta adaptiivisesti siten, että sen
energiatiheys on jatkuvasti suurimmillaan. Lyhyt, vakaa ja tehokas valokaari minimoi liitosvirheen
ja vajaan tunkeuman riskin, sillä valokaari kohdistuu aina tarkasti haluttuun kohtaan railossa.
RGT-säätöjärjestelmän ansiosta kapearailohitsaus onnistuu luotettavasti noin 30 mm:n
ainevahvuuteen asti ilman erikoisvarusteita.
Järeiden kappaleiden hitsausta voidaan tehostaa merkittävästi railokulmaa kaventamalla. Perinteinen
kapearailohitsaus soveltuu useimmille hitsausprosesseille, mutta siinä on myös haittapuoli: se vaatii
käytännössä aina käyttökohteen mukaan valittuja erikoisvarusteita. Tämän rajoitteen välttämiseksi Kemppi on
kehittänyt uuden Reduced Gap Technology-tekniikan (RGT). Sen avulla kapeaan railoon hitsaaminen onnistuu
luotettavasti ja tehokkaasti ilman erikoisvarusteita noin 30 mm:n ainevahvuuteen asti. RGT-menetelmässä
valokaaren älykäs ohjaus yhdistyy Kempin korkealuokkaiseen virtalähde-, langansyöttö- ja
mekanisointitekniikkaan.
White paper 2(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
Kuva 1 Kuva 1 Kuva 1 Kuva 1 RGT-säätöjärjestelmä toimii niin, että WisePenetration pitää valokaaren tehon vakiona riippumatta suutinetäisyyden muutoksista, ja WiseFusion puolestaan pitää valokaaren jatkuvasti optimaalisen lyhyenä ja fokusoituna adaptiivisen säädön ansiosta.
Lisäarvoa ja kustannussäästöjä Kempin RGT-kapearailoratkaisulla
Railokulman kaventamisen tuomien hyötyjen lisäksi Kempin RGT-ratkaisu tuo mukanaan muitakin
etuja, joista on selkeää lisäarvoa ja taloudellista hyötyä:
• Alle 30 mm:n ainevahvuudella hitsaus onnistuu ilman erikoisvarusteita, joten
investointikustannukset ovat pienet.
• WiseFusion estää kaaren vaeltelun railossa, parantaa hitsisulan hallintaa ja vähentää
magneettista puhallusta. Tämä pienentää liitosvirheen ja vajaan tunkeuman riskiä ja tuo
säästöjä korjauskustannuksiin.
• WisePenetration pitää valokaaren tehon vakiona suutinetäisyyden muutoksista riippumatta,
mikä mahdollistaa suuremman hitsausnopeuden ja hitsiaineentuoton ja johtaa
työkustannusten pienenemiseen.
• WiseFusionin suuri energiatiheys minimoi lämmöntuonnin, joten iskusitkeys paranee lujilla
teräksillä ja muodonmuutokset vähenevät, eli samalla oikomistyön tarve vähenee.
• WiseFusion pitää valokaaren vakiomittaisena. Käyttäjällä ei ole tarvetta säätää valokaaren
pituutta, mikä johtaa parempaan kaariaikasuhteeseen.
• A5 MIG Rail System 2500 -kiskokuljetin on optimoitu toimimaan FastMig-virtalähteiden
kanssa. Virransyöttö kuljettimelle tapahtuu Kempin mekanisointipolttimen kautta ilman
ylimääräisiä kaapeleita, mikä mahdollistaa nopean käyttöönoton ja entistä paremman
kaariaikasuhteen.
• A5 MIG Rail System 2500 -kiskokuljettimen kauko-ohjaimella kuljettimen ja virtalähteen
hitsausparametrien säätö on helppoa ja vaivatonta, joten operaattori voi keskittää huomionsa
hitsauksen valvontaan. Tuloksena on hitsausvirheiden ja samalla korjauskustannusten
väheneminen.
White paper 3(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
Kustannussäästöt näkyvät alustavasta hitsausohjeesta
Kempin RGT-kapearailoratkaisulla on saatu hyviä tuloksia 20 asteen railokulmalla alle 30 mm:n
ainevahvuudella. Kuvassa 2 oleva alustava hitsausohje (pWPS) on hyväksytty
menetelmäkoestandardin mukaisilla testeillä. Se antaa kaikki tarvittavat tiedot Kempin ratkaisun
hyödyntämisestä tuotantohitsauksessa. Tämä pWPS on laadittu päittäisliitokselle, jonka
railokulma on 20 astetta ja ainevahvuus 25 mm. Kuvassa 3 on laskelma menetelmän käytön
tuomasta säästöpotentiaalista. Pienempi 20 asteen railokulma pienentää railon tilavuutta noin 25
% verrattuna 45 asteen railokulmaan.
KKKKuva 2 uva 2 uva 2 uva 2 Alustava hitsausohje (pWPS) päittäisliitoksen kapearailohitsaukseen.
White paper 4(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
Kuva 3 Kuva 3 Kuva 3 Kuva 3 RGT-kapearailohitsausmenetelmän tuoma hyöty railotilavuuden ja hitsauslisäaineen kulutuksen osalta. 45 asteen railoon on laskettu mukaan 1,5 mm:n suuruiset juuripinnat (c). Myös ilmaraon ero (b) on huomioitu. 20 asteen railossa on terävät juurisärmät.
RGT-kapearailohitsauksen laite- ja ohjelmistovaatimukset
Kapearailohitsausmenetelmä on tarjolla Kempin FastMig KMS- ja FastMig M- sekä FastMig Pulse-
ja FastMig X -hitsauskoneisiin. Menetelmän käyttö edellyttää, että laite on varustettu
WisePenetration- ja WiseFusion-ohjelmistotuotteilla. Tarvittavat Wise-ohjelmistot on helppo
hankkia ja asentaa hitsauslaitteisiin myös jälkikäteen. Menetelmää suositellaan käytettäväksi A5
MIG Rail System 2500 -kiskokuljetinjärjestelmän kanssa käytettävyyden ja hitsaustehokkuuden
maksimoimiseksi (kuva 4).
Railon mitatRailon mitatRailon mitatRailon mitat Nykyinen 45Nykyinen 45Nykyinen 45Nykyinen 45°°°° railorailorailorailo Uusi 20Uusi 20Uusi 20Uusi 20°°°° railorailorailorailo
Ainevahvuus s = 25.0 mm s = 25.0 mm
Viistekulma α/2 = 22.5° α/2 = 10°
Ilmarako b = 4.0 mm b = 6.0 mm
Juuripinta c = 1.5 mm c = 0 mm
Juurikupu y = 2.0 mm y = 2.0 mm
Pintakupu d = 2.0 mm d = 2.0 mm
Railon tilavuus A = 372 mm² A = 281 mm²
Hitsin paino G = 2.9 kg/m G = 2.2 kg/m
White paper 5(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
Kuva 4 Kuva 4 Kuva 4 Kuva 4 A5 MIG Rail System 2500: kiskokuljetin, kiskot, FastMig-hitsauslaite ja integroitu kauko-ohjain, jolla ohjataan koko järjestelmää.
Arctech Helsinki Shipyard luottaa Kempin tekniikkaan
Yksi Kempin kehittämän RGT-kapearailohitsausmenetelmän käyttäjistä on Arctech Helsinki
Shipyard Oy (kuva 5), jossa railokulmia on onnistuttu pienentämään 45 asteesta 30 asteeseen
uuden tekniikan ansiosta. Menetelmäkokeilla hyväksytyt hitsausohjeet (WPS) ovat käytössä
mekanisoidussa hitsauksessa jäänmurtajien valmistuksessa. ”Uuden tekniikan käyttöönotto on
tuonut kustannussäästöjä ja laadukkaampaa hitsausta”, kertoo runkotuotannon osastopäällikkö
Niko Rautiainen. ”Hitsaustyö on nopeutunut, koska railotilavuus ja sen täyttöön tarvittava
palkomäärä on pienempi. Myös lisäainetta kuluu vähemmän. Mekanisoinnin ansiosta
kaariaikasuhde on parantunut ja myös hitsausjälki on tasalaatuisempi”, hän jatkaa.
Kuva 5 Kuva 5 Kuva 5 Kuva 5 Jäänmurtajan lohkorajan hitsausta Kempin kapearailoratkaisulla. Kiskokuljettimena Kempin A5 MIG Rail System 2500, virtalähde FastMig M 520. Kuvat: Arctech Helsinki Shipyard.
White paper 6(6)
© 2016 Kemppi Oy www.kemppi.com
Yhteenveto
Kempin kehittämän RGT-kapearailohitsausmenetelmän ydin on älykäs säätöjärjestelmä, joka pitää
valokaaren tehon vakiona suutinetäisyyden muutoksista riippumatta. Lisäksi järjestelmä ohjaa
valokaarta adaptiivisesti siten, että sen energiatiheys on jatkuvasti suurimmillaan. Lyhyt, vakaa ja
tehokas valokaari minimoi liitosvirheen ja vajaan tunkeuman riskin, sillä valokaari kohdistuu aina
tarkasti haluttuun kohtaan railossa. Säätöjärjestelmän ansiosta kapearailohitsaus onnistuu
luotettavasti noin 30 mm:n ainevahvuuteen asti 20 asteen railokulmalla, yhdeltä puolelta ja ilman
erikoisvarusteita. Pienemmän railotilavuuden ansiosta syntyy merkittäviä kustannussäästöjä, kun
hitsaustyö nopeutuu ja hitsauslisäainetta kuluu vähemmän. Menetelmä soveltuu erinomaisesti
sekä päittäis- että pienaliitosten hitsaamiseen hitsausasennosta riippumatta. Menetelmää
suositellaan käytettäväksi A5 MIG Rail System 2500 -kiskokuljetinjärjestelmän kanssa
käytettävyyden ja hitsaustehokkuuden maksimoimiseksi.