Putkien päittäishitsaaminen orbitaali-TIG-hitsauksella

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli esitellä orbitaali-TIG-hitsauksen käyttämistä putkien päittäishitsaamiseen. Työssä esitellään Suomesta saatavia orbitaali-TIG-laitteita ja TIG-hitsausprosessi pääperiaatteiltaan sekä prosessin käyttämistä orbitaalihitsaukseen. Myös orbitaali-TIG-hitsauksen tuottavuuteen ja laatuun liittyviä asioita käydään läpi. Suomesta saatavilla olevista laitteista valittiin toiminnallisten mittojen kannalta sopivimmat kandidaatintyötä varten suunniteltuun ripaputkilämmönvaihtimen hitsaukseen. Työ on pääasiallisesti tehty kirjallisuustutkimuksena käyttäen apuna orbitaalilaitteistojen valmistajien ja jälleenmyyjien haastatteluja. Kirjalliset lähteet koostuvat kotimaisesta ja kansainvälisestä hitsauksen alan kirjallisuudesta ja teksti on pyritty sitomaan yhteen käyttäen useaa eri lähdettä. Laitekohtaiset tiedot saatiin laitevalmistajien tuotetiedotteista ja sähköpostihaastatteluna laitteiden jälleenmyyjiltä ja laitevalmistajilta. Suomessa orbitaali-TIG-laitteita maahantuo ja jälleenmyy Masino Welding Oy ja Suomen Teknohaus Oy. Suomessa laitteita valmistaa Kemppi Oy, jonka orbitaalilaitteilla on useita jälleenmyyjiä. Masino Welding Oy myy saksalaisia Orbitalum GmbH:n laitteita ja Suomen Teknohaus Oy ranskalaisia Polysoude S.A.S.:n laitteita. Näiden laitevalmistajien joukosta suunnitellun ripaputkilämmönvaihtimen hitsaukseen soveltuu Orbitalumilta ja Polysoudelta yhdet sekä Kempiltä kaksi umpipihtimallista orbitaalihitsauspäätä. Orbitaali-TIG-hitsauslaitteissa virtalähteet ovat kehittyneet eniten vuosien aikana ja eri laitevalmistajien laitteistojen erot ovat pääasiassa virtalähteisiin liittyviä. Ripaputkilämmönvaihtimen hitsaamiseen sopivin hitsauspäämalli on umpipihti, sillä lämmönvaihtimen päädyt ovat hyvin ahtaita ja umpipihdit ovat orbitaalihitsauspäistä kaikkein kompakteimmat. Suomessa orbitaali-TIG-laitteita ei ole kauheasti tarjolla ja laitteiden markkinointi on jossain määrin kannattamatonta. Orbitaalihitsaus on kuitenkin varteenotettava vaihtoehto TIG-käsinhitsaukselle, jos hitsataan paljon samankaltaisia hitsejä.

The meaning of this bachelor’s thesis was to present butt welding of tubes using orbital TIG welding process. The thesis presents availability of orbital TIG systems in Finland and the principle of TIG welding process, use of TIG process in orbital welding and quality and productivity aspects. Tube-fin heat exchanger was designed for this thesis and the most suitable orbital welding head was selected from available orbital TIG systems in Finland. The criteria for selection were functional dimensions of the welding heads. The thesis is mainly a literature survey, but interviews of system retailers and manufacturers were also used. The literature sources are composed of Finnish and English welding themed literature and intend was to combine multiple sources to bind the text. Information of the orbital systems came from manufacturer’s product specifications and retailers e-mail interviews. In Finland the retailers of orbital TIG welding systems are Masino Welding Oy and Suomen Teknohaus Oy. There is also a Finnish manufacturer Kemppi Oy. Masino Welding Oy sells German systems manufactured by Orbitalum GmbH and Suomen Teknohaus Oy sells French systems manufactured by Polysoude S.A.S. From these manufacturers there were four closed chamber weld heads suitable for the tube-fin heat exchanger: One from Orbitalum, one from Polysoude and two heads from Kemppi. The development of orbital TIG welding systems has mostly happened in power supplies and the differences between manufacturer’s systems are in power supplies. The most suitable welding heads for the tube-fin heat exchanger are closed chamber weld heads. The ends of the heat exchanger are very narrow and the closed chamber welding heads are the most compact welding heads available for orbital TIG welding. The variety of the availability of the systems isn’t that high and apparently markets are somehow unprofitable in Finland. Even so orbital TIG welding is marvelous alternative for TIG hand welding especially if you are welding considerably amount of similar welds.