// Blogi

// Järjestelmä kitkattomaan langansyöttöön

Patentoitu ”marmori-kuulasysteemi” toimii ei staattisena vastuksessa tynnyrissä lisäainelangan päällä.

Lisäainelankatynnyri säästää tilaa ja lisää tuottavuutta

Hyundai on uudistanut perinteisen tynnyripohjaisen lisäainelankajärjestelmänsä. Hyundain Ball Pac on painokuulilla varustettu ergonomiaa lisäävä ja tilaa säästävä lisäainetynnyri, missä kuulat toimivat ei-staattisena kuormana lisäainelangan päällä varmistaen kitkattoman langansyötön ja häiriöttömän tuotannon. Järjestelmä muodostuu itse tynnyrin lisäksi päälle asetettavasta kartion mallisesta hatusta ja siinä olevasta pikaliittimestä.

Ball Pac-tynnyri painaa 300kg ja vastaa 20 x 15 kg:n kelamäärää. Tämä tarkoittaa 20 x vähemmän kelan vaihtoja, jopa 100 x vähemmän katkoksia tekemiseen ja 285 kg vähemmän nostoja 300 kg lisäaineen hitsauksessa kelojen käyttöön verraten.

Järjestelmä sopii erityisesti kiinteään työpisteeseen. Tynnyri vie vähän lattiatilaa ja varastotilaa vapautuu, kun lisäaine voidaan varastoida suoraan työpisteeseen. Kätevä tapa on tuoda työpisteeseen kaksi tynnyriä rinnakkain ja kun toinen tyhjenee, voidaan naapuri varustaa välittömästi käyttöön. Vaihtoajan lähestymisestä kertoo tynnyrin alaosassa oleva ikkuna.

Tynnyrin ei välttämättä tarvitse olla työpisteen välittömässä läheisyydessä, vaan se voi helposti sijaita jopa kymmenien metrien päässä työpisteestä. Tällöin lisäaineensyöttöä voidaan helpottaa pitkillä etäisyyksillä paineilma- tai sähkötoimisilla välisyöttömoottoreilla. Ne toimivat ns. momenttiperiaatteella, jolloin ne eivät työnnä lisäainelankaa langanjohtimeen pakolla vaan pitävät langansyöttimen täynnä lankaa. Varsinaisen langansyöttöyksikön tehtäväksi jää syöttää lisäainetta polttimen osuudelle.

Lasikuulat ei-staattisena kuormana

Langansyöttö Ball Pacissa perustuu uuteen näppärään systeemiin. Tynnyri on varustettu painokuulilla, jotka toimivat ei-staattisena kuormana lisäainelangan päällä.

Perinteinen tapa, millä pyritään estämään ylimääräisen lisäainelangan purkautuminen tynnyriä käytettäessä, on suhteellisen painavasta materiaalista valmistettu kiekkokehä, jolla painetaan lisäainetynnyrin reunoille kierrettyä lankavyyhtiä. Kiekkokehällä on tarkoitus estää useamman lankakierroksen kiipeäminen samanaikaisesti lankaa purettaessa. Kiekkokehä aiheuttaa kuitenkin toisinaan jumittumista, joka johtaa työn keskeytyksiin. Uusi tekniikka on laittaa langan päälle painoksi lasikuulia. Kuulat peittävät tasaisesti koko lisäainekierroksen ja lanka nousee tynnyristä kitkatta yksi kierros kerrallaan ilman pelkoa langan jumittamisesta.

Markkinoilla suosituin versio on kuparilla pinnoitettu umpilanka, mutta myös muita pinnoitteita on saatavilla, kuten esimerkiksi pronssi. Ns. pinnoittamattomia laatuja on saatavilla, mutta niiden käyttö on marginaalista.

Langan pinnoittaminen kuparilla on osittain vetotekninen asia ja se antaa helposti ruostuvan, paljaan lisäainelangan pintaan korroosiosuojausta. Toisaalta kupari on kuitenkin ”epäpuhtaus”, jota ei välttämättä prosessiin haluta. Huonosti lisäainelangan pintaan tarttunut kuparointi irtoaa helposti syöttöpyörien puristuksesta ja alkaa sitä kautta tukkia langansyöttöjärjestelmää. Irronnut kuparointi tunkeutuu lisäainelangan ja virtaa lankaan siirtävän kosketussuuttimen väliin ”eristäväksi” kerrokseksi heikentäen valokaaren ominaisuuksia. Siksi on tärkeätä, että kuparointi on luotettavasti ja tasaisesti tarttunut massiivilangan pintaa.

Langan kuparointi voi tapahtua kastamalla tai elektrolyyttisesti. Yksinkertaistettuna, langan kastaminen ”kupariliuokseen” juuri ennen viimeistä vetovaihetta lienee yleisin valmistustapa. Tällöin kuparikerroksen vahvuus saattaa vaihdella lisäainelangan eri kohdissa ja kuparin tartunta langan pintaan ei aina ole välttämättä paras mahdollinen.

Elektrolyyttinen pinnoitus takaa tasaisen kuparointikerroksen joka puolelle lankaa ja sen tarttuvuus on erinomainen. Nämä ominaisuudet takaavat pinnoitteen pysymisen langassa ja tasaisen, varmemman lisäainelangan syötön. Tämä merkitsee sitä, että häiriöt vähenevät, kosketussuutinkulutus pienenee ja langanjohdinmenekki vähenee eli tuotantoseisokkeja on vähemmän. Näin hitsauksesta tulee taloudellisempaa.

Lisätehoa välisyöttömoottorilla

Valtaosa lankahitsauksessa muodostuvista häiriöistä tapahtuu hitsauspolttimessa. Hitsauspoltin ei sinällään osaa tehdä hitsausprosessille yhtään mitään. Se ohjaa lisäainelangan kulkua ja siirtää hitsausvirran lisäainelankaan, joka toimii palavana, jatkuvana elektrodina. Häiriöt muodostuvat mm. hiljalleen kuluvista komponenteista kuten kosketus- eli virtasuuttimesta, vähitellen tukkeutuvasta langanjohtimesta tai - johtimista. Mainittujen komponenttien käyttöikään vaikuttaa suuresti käytettävän lisäainelangan laatu. Tynnyrijärjestelmä muodostuu itse tynnyrin lisäksi tynnyrin päälle asetettavasta kartion mallisesta hatusta ja siinä olevasta pikaliittimestä, johon varsinainen langanjohdin kiinnitetään. Langanjohdin voi olla useita metrejä pitkä. Sen toisessa päässä on jälleen pikaliitinosa, joka kiinnitetään esimerkiksi langansyöttölaitteen perään asennettuun vastakappaleeseen. Siitä lanka syötetään edelleen langansyöttölaitteen omaan syöttömekanismiin, joka hoitaa langan edelleen polttimeen.

Kun tynnyri sijaitsee kaukana langansyöttöyksiköstä, voidaan tarvittaessa langansyöttöä varmentamaan apumoottorilla, mikä asennetaan suoraan lisäainetynnyrin hatun huipulle. Moottori vetää lankaa tynnyristä ja työntää sitä edelleen langanjohtimeen, kohti varsinaista langansyöttöyksikköä. Työntö on kuitenkin niin hellävaraista, ettei se vaadi olla synkronissa kauempana olevan langansyöttöyksikön kanssa. Apumoottorin tehtävä on pitää langanjohdin tavallaan ”täynnä”, jotta varsinainen syöttömoottori on aina ”kylläinen” mutta ei ”ylensyönyt”. Kun lisäainelanka purkaantuu kitkatta tynnyristä, ei apumoottoria välttämättä tarvita pitkilläkään etäisyyksillä, mutta haittaakaan siitä ei ole. Tynnyrin hatun tulee olla tiivis, siten ettei työtilassa leijuva pöly, hiontapöly yms. pääse tunkeutumaan lankatynnyriin. Mekaaninen epäpuhtaus tukkii langanjohtimet nopeasti, aiheuttaen syötettävyyteen ongelmia ja sitä kautta häiriöitä eli tuotantokatkoksia.

Kilpailukykyä langan laadulla ja syötön sujuvuudella

Kuten kaikissa järjestelmissä, järjestelmä on juuri niin vahva kuin sen heikoin lenkki. Mig/mag- hitsauksessa laadukkainkaan hitsauspoltin ei pelasta kokonaisuutta, jos hitsausvirtapiiriin kuuluva maadoitus on toteutettu kelvottomasti ja päinvastoin. Olettaen, että perusasiat ovat kunnossa, lisäainelangan laadulla ja syötettävyydellä on oleellinen asema kokonaisuuden toiminnassa. Turhat kelanvaihdot eivät hyödytä ketään ja tynnyrijärjestelmään siirryttäessä vapautuva varastointitila on aina eduksi. Logistiikka helpottuu ja jätteen määrä minimoituu. Koska tynnyriin pakattavan lisäainekierroksen halkaisija on suurempi, myös sen suoruus purkautuessa on parempi kuin kelatavarassa. Toki tähän ominaisuuteen vaikuttaa myös langanpakkausprosessi, joka edesauttaa asiaa. Suorempi lisäainelanka vähentää sen ns. ”koiranhäntä”- ilmiötä eli lisäainelangan taipumusta ”pyöriä” sen tullessa ulos kosketussuuttimesta. Robottihitsauksessa kyseessä oleva ilmiö on myrkkyä eikä se käsin hitsauksessakaan ole etu. Koneellisessa hitsauksessa hitsausarvot voivat olla hyvinkin suuria ja hyvät langansyöttöominaisuudet tällöin vain korostuvat. Siksi ei pelkästään kelanvaihtojen eliminointi ole ollut ainoa syy tynnyrilisäainelankojen suosioon robotti- ja automaatiosovellutuksissa.

Näsäviisauteen viittaava lausahdus on, että paras hitsi on hitsi, jota ei tarvitse tehdä. Mutta realiteetti on se, että niitä pitää tehdä ja toivottavasti Suomessa vielä varsin pitkään. Asiat pitää pyrkiä hoitamaan siten, ettei valmistettavien tuotteiden hintoihin tarvitse turhaan sisällyttää ylimääräisiä ja turhia kuluja. Kilpailukyky muodostuu pienistä asioista ja yhtään kiveä ei tässä suhteessa pidä jättää kääntämättä. Tynnyrijärjestelmä ei välttämättä sovi joka paikkaan, mutta minne se sopii, pitää se hyödyntää. Tynnyrijärjestelmiäkin on hyviä ja vähän parempia, joten siihenkin voi itse harkinnalla vaikuttaa. Valinnassa auttavat alan asiantuntijat jotka myös rakentavat räätälintyönä, toimivan, käyttökohteeseen sopivan järjestelmän. Ja se luonnollisesti sisältyy neuvoineen kokonaisuuden hintaan ilman lisäkuluja...ylläpidon kanssa.

Jukka Setälä

Kuvia

Patentoitu ”marmori-kuulasysteemi” toimii ei staattisena vastuksessa tynnyrissä lisäainelangan päällä.Lisäainelankatynnyri Hyundai Etelä-Korea, maahantuoja Retco Oy PoriTynnyrinhattu, helpottaa lisäainelangan purkua tynnyristä ja pitää lankatilan pölyttömänä Välisyöttömoottori asennettuna tynnyrinhatun päälle varmistaa häiriöttömän lisäainelangansyötön Tynnyrin siirtämistä varten Retco Oy:n valikoimassa runsaasti erilaisia apulaitteita.
Tallenna tai tulosta »