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.