Puhallinpyörien kaarijuoton taloudellisuusanalyysi

Abstract

Työssä selvitettiin Fläkt Woods Groupin toimeksiannosta, onko kannattavaa vaihtaa ilmastointipuhaltimissa käytettävien puhallinpyörien valmistusmenetelmä MIG-hitsauksesta kaarijuottoon.

Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa suoritetuissa tutkimuksissa oli saavutettu noin 3-5 -kertainen liitosnopeus MIG-hitsaukseen verrattuna. Koska kaarijuotto voidaan tehdä tavallisella MIG-hitsauslaitteistolla, ei menetelmän käyttöönotto aiheuta merkittäviä lisäinvestointeja. Suurin kustannuserä onkin kaarijuotossa käytettävä alumiinipronssilanka, jonka hinta asetti kyseenalaiseksi menetelmän vaihtamisen.

Käytännössä kaarijuotolla saavutettiin noin 2-kertainen liitosnopeus. Pääasialliset syyt, jotka aiheuttivat liitosnopeuden jäämisen pieneksi, liittyivät kaarijuoton suureen parametriherkkyyteen ja puhallinpyörän vaikeaan geometriaan.

Tehdyt kokeet osoittivat, että puhallinpyöräkoon kasvaessa kaarijuotto onnistuu paremmin. Käyttämällä kaarijuottoa vain suurimpiin puhallinpyöriin päästäisiin myös hitsausta vastaaviin kannattavuuslukuihin, vaikka kapasiteettilisäys jäisi melko vaatimattomaksi. Tällöin myös teknisten ongelmien määrä jäisi mahdollisimman vähäiseksi.

Osittainenkin kaarijuoton käyttöönotto olisi hyödyllistä, sillä näin saataisiin käyttökokemuksia ja tietämystä kaarijuoton käyttäytymisestä. Nämä tiedot ovat tärkeitä, mikäli kaarijuotto osoittautuu kannattavaksi esimerkiksi hitsauspituuden kasvaessa tai jos alumiinipronssilangan hinta laskee.

The aim of this study was to research for Fläkt Woods Group, whether or not it is economical to change their production method of ventilation fan impellers from GMA Welding to GMA-brazing.

A study performed in the Lappeenranta University of Tachnology showed, that with GMA-brazing it was possible to reach 3-5 times the joining speeds achieved with GMA Welding. Because the standard GMAW equipment can be used also for the GMA-brazing, there are no significant additional investments needed. The greatest expense is the brazing wire made of copper and aluminium. This difference in wire prices made the change of methods questionable.

The brazing speeds achieved in this study were about twice the speeds achieved by GMAW. The main reasons, which causede the joining speed to stay this low, had to do with the great parameter sensitivity of GMA-brazing and the difficult geometry of the impeller.

The tests performed in this study showed that as the impeller size becomes larger, GMA-brazing gets easier. By using GMA-brazing just for the bigger impellers, it would also be possible to reach the profitability figures of GMA Welding, even though the added capacity would the remain quite modest. This would also lessen the tchnical difficulties caused by GMA-brazing.

Even partial usage of GMA-brazing would be useful, because then the behaviour of GMA-brazing could be better understood. This information is very important if GMA-brazing is found to be profitable for example in longer joints or if the price of the brazing wire is lowered.