Alumiinipalkin valmistettavuus- ja hitsattavuusvertailu alumiinin seostuksen ja tuotannon automaatioasteen näkökulmista

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on vertailla alumiinipalkkirakenteen seosvalintaa, sekä valmistus- ja hitsausteknillisiä vaihtoehtoja tuotannon automaatioasteen nostamisen kannalta. Työn teettäjänä toimii KT-Shelter, joka valmistaa suuren kokoluokan, helposti liikuteltavia sääsuojia niin puolustuksen, kriisinhallinnan kuin teollisuudenkin tarpeisiin. Tavoitteena on tutkia vaihtoehtoja nykyiselle alumiiniseokselle rakenteessa, ja esimerkiksi mekanisoinnin ja robotisoinnin mahdollisuuksia palkin hitsauksessa.

Kirjallisuusosuudessa käsitellään yleisesti alumiiniseossarjojen hitsausta sekä eri menetelmiä, joilla alumiinipalkin voisi valmistaa. Tutkimusosuudessa etsitään eri alumiiniseosvaihtoehtoja nykyiselle seokselle sekä valmistusmenetelmälle. Lopuksi eri vaihtoehtojen perusteella luodaan vertailumatriisi, jossa esitetään eri seosvaihtoehtoja sekä eri menetelmiä valmistuksen toteuttamiseksi.

Työn tuloksena luotu vertailumatriisi esittää 32 erilaista toteuttamiskelpoista variaatiota valmistukselle ja seosvalinnalle. Osassa hitseistä hitsauksen automaatioastetta pystytään nostamaan mekanisoinnilla tai robotisoinnilla, mutta kokonaan se ei onnistu nykyisillä liitosmuodoilla. Seosvalinnan osalta pursotetut osat olisivat nykyisestä EN AW-6082 seoksesta ja levyosat nykyisestä tai EN AW-5083 seoksesta.

The aim of this thesis is to compare the alloy selection of the aluminium beam structure, as well as the manufacturing and welding techniques for increasing the degree of production automation. The project is commissioned by KT-Shelter, that manufactures large scale weather shelters for defense, crisis management and industrial applications. The aim is to explore alternatives to the current aluminium alloy for the structure and, for example, the possibilities of mechanization and robotization in welding process.

The literature section generally deals with welding of aluminium alloy series as well as various methods by which the aluminium beam could be made. In the research section, various aluminium alloy alternatives are searched for the current alloy and for the manufacturing process. At the end of the research section, reference matrix is created based on the various alternatives. It presents different alternatives for the aluminium alloy selection and for the manufacturing methods.

The resulting reference matrix shows 32 different feasible variations for manufacturing and alloy selection. For some of the welds, automatization degree can be increased by mechanization or robotization. For the alloy selection, the extruded parts could be from the current EN AW-6082 alloy and the plate parts from the current alloy or EN AW-5083 alloy.