Delmekanisering av aluminiumsvetsning i tjockt gods

Examensarbete, 15 hp

Högskoleingejörsprogrammet i maskinteknik, 180 hp

Delmekanisering av

Förord

Sammanfattning

Detta examensarbete har utförts på JIT Mech i Robertsfors. JIT Mech är ett av få företag i Sverige som arbetar med aluminiumsvetsning i tjockt gods. Bakgrunden till examensarbetet är att det medför flera problem när man svetsar tjock aluminium (3 cm eller tjockare) jämfört med svetsning av tunn aluminum, det vill säga upp till 1 cm tjockt. Arbetet sliter på svetspersonalen och därför är de intresserade av att mekanisera produktionen.

Syftet med examensarbetet är att ta fram olika alternativa svetsutrustningar som på olika nivåer skulle mekanisera svetsproduktionen. Målet med förstudien är att få en grund att arbeta vidare på för att effektivisera processen för aluminiumsvetsning för att öka lönsamhet, samt förbättra arbetsmiljön för personalen som arbetar i varma och obekväma situationer. För att lösa uppgiften har en

observationsstudie av produktionen, samt intervju av svetsare och produktleverantör gjorts. En teoridel är skriven för att gå igenom hur aluminiumsvetsning fungerar och förklara vad som är problematiskt med det.

Jämförelsen av produkterna är gjord med största vikt på hur mycket arbetsmiljön kan förbättras beroende på mekaniseringsnivå av svetsutrustning. En kortare beskrivning av produkterna är gjord, sedan en mer ingående beskrivning hur pass mycket produkterna skulle förändra och förbättra svetsproduktionen och få bort statiska och slitsamma arbetspositioner för svetsarna jämfört med dagsläget. För- och nackdelar har tagits fram för utrustningarna som ger en bild av hur pass mycket de skulle förbättra produktionen. Slutsatsen blev att Fronius Flextrack 45 Welding Carriage är det bästa alternativet för JIT Mech att investera i, då den förbättrar arbetsmiljön och samtidigt är mest prisvärd.

I början av arbetet planerades att utvärdera fler produkter än det som sedan genomfördes, men utefter projektets gång begränsades det till endast tre stycken för att helt enkelt hålla arbetet inom tidsramen. En viktig del i svetsprocessen är att hålla svetsgodset varmt under hela svetsningen för att undvika spänningar och sprickor i materialet. Det tas inte med i utvärderingen då det är svårt att ändra den processen. Det blev fort tydligt att det inte finns någon produkt i dagsläget som helt skulle

Abstract

Mechanization of welding thick aluminum.

This bachelor thesis have been performed at JIT Mech in Robertsfors. JIT Mech is one of a few companys in Sweden that is working with aluminum welding on thick materials. The background to this bachelor thesis is the problems caused when welding thick aluminum compared to welding on thin aluminum. The work positions is tearing on the workers and because of that JIT Mech is interested in mechanizing the production.

The purpose of the bachelor thesis is to look at different weldingproducts that on different levels would mechanize the welding production. The purpose of the preliminary study is to gain a basis for furthering the efficiency of the aluminum welding process to increase profitability, as well as improving the working environment for staff working in hot and uncomfortable situations. To solve the task, an observation study of production, as well as the interview of welders and supplier of the products have been made. A theory is written to review how aluminum welding works and explain what is problematic with it.

The comparison of the products is made with the greatest importance to how much the work environment can be improved depending on the level of mechanical welding equipment. A brief description of the products has been made, then a more detailed description of how much the products would change and improve welding production and remove static and weary workpositions for the welders compared with the current situation. Advantages and disadvantages have been developed for the welding products that gives a picture of how much they would improve the production. The conclusion was made that Fronius Flextrack 45 Welding Carriage is the best option for JIT Mech to invest in, as it improves the working environment while being the most affordable.

At the beginning of the work, it was planned to evaluate more products what was then impolemented, but after the project it was limited to only three products to simply keep the work within the

Innehållsförteckning

1.2 Syfte och problemställning ... 2

1.3 Mål ... 2 Övergripande mål ... 2 Delmål ... 2 1.4 Avgränsningar ... 2 1.5 Disposition ... 2 1.6 Metoder ... 2 2. Teori ... 3 2.1 Grunder för aluminiumsvetsning ... 3 Deformationer ... 3 Rengöring ... 3 Tillsatsmaterial ... 3 Skyddsgas ... 3 2.2 MIG-svetsning ... 4

2.3 Kvalitetskrav vid svetsning ... 4

ISO-standard ... 4 Svetsprocedur (WPS, WPQR) ... 6 3. Genomförande ... 7 3.1 Metodbeskrivning ... 7 Observationsstudie av svetsning ... 7 Intervju av svetsare ... 7 Marknadsundersökning ... 7 3.2 Nulägesbeskrivning ... 7 3.3 Utrustningar ... 8 3.4 Jämförelse ... 10 4. Resultat ... 11 4.1 Jämförelse ... 11 4.2 För- och nackdelar ... 12 5. Diskussion ... 13

Hur arbetet har gått ... 13 Begränsningar ... 13

1. Inledning

1.1 Företagspresentation

Historik

JIT Mech Produktion AB startades redan 1922 och har en lång och gedigen erfarenhet av mekanisk tillverkning. De började med maskinbearbetning 1963 och har arbetat med NC-maskiner

(automatiserade verktygsmaskiner) sedan 1977.

Företaget har sina rötter i två företag:

• ABB:s Maskinverkstad i Robertsfors • Bonnedahls Mekaniska Verkstad i Umeå

JIT Mech har genom åren utvecklat relationer med stora svenska industriaktörer som ABB och Komatsu Forest. Under senare år har företagets verksamhet kommit att ändras från enkla produkter i långa serier till avancerade produkter i korta till medellånga serier.

Organisation

Företaget har idag omkring 45 anställda där majoriteten arbetar inom produktionen. Verksamheten handlar i dagsläget om två huvudsakliga områden, maskinbearbetning och svetsning.

Produktion

JIT Mech har över 20 olika maskiner för bearbetning och tillverkning. De har ett väldigt brett spektrum för tillverkning av detaljer, i olika storlek och material. De deltar ofta i deras kunders utvecklingsarbeten med konstruktionsstöd där de kan tillföra en bred kompetens. De utnyttjar också deras stora nätverk av samaretspartners och leverantörer. De utför även prototyptillverkning, förserietillverkning och tryckprovning. Även avancerad heliumläcksökning, där läckage ned till molekylnivå kan detekteras.

Exempel på maskiner i produktionen och tillverkningsmått:

• Fleroperationssvarvning

CNC-styrd svarvning för arbetsstycken med en diameter upp till 800 mm och en maxlängd på 2000 mm. Det finns traditionella dubbelspindliga maskiner samt flerfunktionssvarvar. De har även en karusellsvarv för stora detaljer med en diameter upp till 1950 mm med maxlängd 1300 mm.

• Fleroperationsfräsning

Horisontella fleroperationsmaskiner med en bearbetningsgeometri på 2000 mm x 2000 mm och en maximal detaljvikt på 2 ton. Maskinerna är sammankopplade i FMS-anläggningar • Svetsning

1.2 Syfte och problemställning

Aluminiumsvetsning är en svår svetsmetod med många problem som inte kommer med klassisk svetsning i stål. Ett stort problemmoment är att godset måste förvärmas och underhållsvärmas. Detta i kombination med en obekväm arbetsställning tär svårt på svetsaren. Tanken är till början att kunna automatisera/delmekanisera svetsning av enklare geometrier, typ rundsvetsar och raka svetsar.

Syftet är att göra en förstudie kring delmekanisering och automatisering av svetsning i tjockt aluminiumgods.

1.3 Mål

Målet med förstudien är att få en grund att arbeta vidare på för att effektivisera processen för aluminiumsvetsning för att öka lönsamhet samt förbättra arbetsmiljön för personalen som arbetar i varma och obekväma arbetsställningar.

Övergripande mål

Att jämföra en delmekaniserad lösning mot en mer automatiserad lösning för aluminiumsvetsning och ta fram för- och nackdelar med de olika alternativen.

Delmål

Titta på 1-3 alternativ av en delmekanisering samt 1-3 alternativ av mer automatiserade lösningar.

1.4 Avgränsningar

Det är ingen specifik produkt som tillverkas som detta arbete kommer att riktas mot, utan själva svetssprocessen. Det avgörande är vilken typ av utrustning som ska användas för produktion. Vad gäller förvärmning och underhållsvärmning under svetsningen kommer det inte tas upp hur värmen ska implementeras i utrustningen utan bara nämnas om när det ska värmas och med vad för typ av värmeutrustning.

1.5 Disposition

Rapporten är disponerad på så vis att det först kommer en teoribeskrivning med fokus på aluminiumsvetsning. Detta följs av en beskrivning av genomförande där en jämförelse av olika svetsutrustningar sker, sedan ett resultat med för- och nackdelar för att kunna effektivisera och arbetsmiljöförbättra dagens svetsproduktion. Avslutas med en diskussion där åsikter om bästa lösning beskrivs.

1.6 Metoder

2. Teori

2.1 Grunder för aluminiumsvetsning

Deformationer

Aluminiums värmeledningsförmåga är tre gånger högre än stål. Det har även större värmeutvidgning och lägre hållfasthet vid förhöjda temperaturer, vilket gör att materialdeformationer lättare uppstår vid svetsning.

För att minimera deformationer vid aluminiumsvetsning bör man svetsa med låg sträckenergi, som kan erhållas vid hög svetshastighet. Därför passar MIG-svetsning väldigt bra. Att använda en fast

inspänning av detaljerna underlättar också, exempelvis en lägeshållare. Svetsföljden bör vara så symmetrisk som möjligt. Det uppkommer visserligen restspänningar vid fast inspänning som man måste anpassa sig till, men det ger samtidigt det bästa slutresultatet. [1]

Rengöring

Vid svetsning av aluminium är det viktigt att svetsytan är helt ren innan man påbörjar svetsningen. Väte är den förorening som vanligast förekommer och som förstör mest. Väte finns i fukt, olja och fett som kan lagras i aluminiumoxiden, alltså ytan på aluminium.

Oxiden (AL203) finns på allt aluminium och fungerar som en skyddsfilm som kortsiktigt skyddar mot korrosion. Oxidskiktet måste man få bort från svetsytan, vanligast genom att slipa eller borsta med rostfri borste. Det bör göras precis innan svetsning då oxidlagret omedelbart börjar återbildas, detta på grund av att det reagerar med syret i luften och då bildar nya oxider. Har man inte börjat svetsa inom två timmar bör man borsta svetsytan igen. Innan man börjar borsta bör man tvätta materialet med någon avfettning, (alkohol eller aceton) för att materialet ska bli så rent som möjligt.[2]

Varför man måste få bort oxidskiktet innan svetsning har mycket att göra med dess höga smältpunkt. Oxiden smälter vid 2050 ℃ vilket är tre gånger mer än smältpunkten för rent aluminium som smälter vid 658 ℃. Vid svetsning av grövre aluminium är det därför extra viktigt att få bort oxiden. Svetsar man på oxidskiktet är det stor risk att man smälter för stor del av materialet under skiktet, vilket kan leda till sämre hållbarhet eller rent av förstöra svetsen. [1]

Tillsatsmaterial

Att välja rätt tillsatsmaterial kan vara avgörande för att få en hållfast, korrosionsbeständig och sprickfri svets. Därför är det viktigt att välja ett material som har rätt kemisk sammansättning. Användning av tillsatsmaterial görs för att fylla på med material på toppen av svetsen när den smälta metallen sjunker. Dessutom gör legeringsämnen i tillsatsmaterialet att man i största möjliga mån kan undvika

sprickbildningar när svetsen stelnar. [1]

Skyddsgas

En viktig del i svetsning är att använda en skyddsgas. Gasens uppgift är att skydda den upphettade och smälta metallen från syre. Om inte detta skydd används sker kraftig oxidation och porer kan uppstå i svetsen vilket markant försämrar hållbarheten.

Vid MIG-svetsning används en av de inerta gaserna argon och helium, eller en blandning av dessa. Gaserna kallas inerta då det är ädelgaser som inte reagerar kemiskt med någonting i sin omgivning.

Det man också måste tänka på gällande skyddsgas är gasflödet. Om gasflödet inte är tillräckligt högt finns det risk att gasen inte orkar trycka undan luften som den ska skydda mot. Är däremot flödet för högt kan det bildas turbulens och luft kan sugas med in mot ljusbågen. För att skyddsgasflödet ska vara lagomt är det vanligt att man räknar flödet i l/min så att det är lika stort som gaskåpans diameter i mm. Man kontrollerar ofta trycket genom att sätta en flödesmätare tryckt mot gaskåpans utlopp.

2.2 MIG-svetsning

Gasmetallbågsvetsning har funnits sedan 50-talet och blev snabbt en populär svetsmetod. Det är nu i dagsläget känt som den industriellt mest utnyttjade metoden. Det finns två olika typer, MIG och MAG och står för Metal Inert Gas och Metal Active Gas.

En MIG-utrustning har som standard följande komponenter:

1. Strömkälla

2. Reduceringsventil med flödesmätare (till gasen) 3. Elektrodbobin (rullen med svetstråden)

4. Matarverk och matarrulle (som matar fram svetstråden)

5. Svetspistol (munstycket där gas kommer ut och ljusbåge bildas)

En MIG-svets fungerar genom att en ljusbåge smälter en kontinuerligt frammatad elektrod (svetstråd) genom en skyddsgas. Elektroden är lindad på en spole (bobin) som matas fram av ett matarverk som skickar fram elektroden genom ett slangpaket fram till svetspistolen. I svetspistolen sker

strömövergången som skapar ljusbågen som smälter elektroden. [2]

2.3 Kvalitetskrav vid svetsning

ISO-standard

En viktig del vad gäller svetsade konstruktioner är såklart säkerhet. Svetsförbanden måste ha en tillförlitlig hållbarhet och uppfylla kvalitetskrav. För att få en tillförlitlighet vid producering är det därför viktigt att en svetsproduktion styrs på ett genomtänkt sätt.

Att följa en ISO-standard betyder att hela svetsverksamheten dokumenteras och styrs efter ett specifikt mönster för att på ett säkert sätt kunna hålla högsta möjliga kvalitetskrav.

Standarden ISO-3834 är en etablerad modell för kvalitetsstyrning, speciellt anpassad för

svetsproduktion. Standarden definierar tre olika nivåer av kvalitetsstyrning för att passa olika nivåer av kvalitetskrav. De olika nivåerna beskrivs med ett nummer, (-2, -3, -4) där den mest omfattande

ISO 3834-2 beskrivs enligt de 14 punkter nedan. [1]

1. Genomgång av krav och teknisk genomgång 2. Underleveranser

3. Personal för svetsning

- Svetsare och svetsoperatörer - Personal för tillsyn vid svetsning 4. Personal för kontroll och provning

- Personal för oförstörande provning 5. Utrustning

- Produktions- och provningsutrustning - Beskrivning av utrustning

- Utrustningens lämplighet - Ny utrustning

- Underhåll av utrustning

6. Svetsning och besläktade aktiviteter - Produktionsplanering

- Svetsdatablad (WPS)

- Kvalificering av svetsprocedurer - Arbetsinstruktioner

- Rutiner för utarbetande och hantering av dokument 7. Tillsatsmaterial för svetsning

- Provning per parti - Förvaring och hantering 8. Förvaring av grundmaterial 9. Värmebehandling efter svetsning 10. Kontroll och provning

- Kontroll och provning före svetsning - Kontroll och provning under svetsning - Kontroll och provning efter svetsning - Kontroll- och provningsstatus

11. Avvikelser och korrigerande åtgärder

12. Kalibrering och validering av utrustning för mätning, kontroll och provning 13. Identifiering och spårbarhet

14. Kvalitetsdokument

ISO 3834 är en standard oberoende av produkt. Man kan säga att ISO 3834 täcker svetsningen av vilken produkt som helst till 98%. De resterande 2% är produktspecifikt, vilket vanligtvis innehåller:

1. Nivåer (acceptanskrav, teknisk kunskap, m.m.) 2. Kontrollomfattning (Oförstörande provning) 3. Procedurkvalificeringsmetoder

4. Tilläggskrav vid kvalificering

Svetsprocedur (WPS, WPQR)

Enligt kvalitetsstandarder ska en svetsprocedur beskrivas i en WPS (Welding Procedure

Specification). Alla svetsoperationer ska planeras i tillräcklig omfattning före produktionsstart. En WPS ska framställas för alla svetsförband, vilket görs utefter en specifik ISO-standard. Alla

parametrar som påverkar svetsförbandets egenskaper och funktionsstabilitet ska ingå i detta. Tillåten variation ska vara noga specifierat.

Det man börjar med då är att göra en preliminär WPS. Man tar fram specifikationer för vilken metod som ska användas, det vill säga vilken typ av svetsmetod. Tillsatsmaterial och grundmaterial ska specifieras och testas. Även vilken skyddsgas som ska användas definieras. Parametrar för själva svetsfogen och mått på de olika delar som ska svetsas ihop är det slutgiltiga för att sammanställa WPS:en.

När man gjort detta kommer ett tredjepartsföretag, exempelvis Dekra eller Inspecta som är SWEDAC ackrediterade, vilka övervakar svetsprocessen och godkänner arbetet. Då tas olika prover ut från det svetsade arbetet och skickas på lab.

Om alla prover blir godkända utefter de parametrar man angett leder detta till att man får en så kallad WPQR. Det är ett dokument över den godkända svetsproceduren och står för (Welding Procedure Qualification Record).

När man då har en WPQR kan man ta fram olika WPS:er för olika svetsarbeten som man tänker sätta i produktion, och så länge man svetsar arbeten inom de specifierade parametrarna i sin WPQR,

3. Genomförande

3.1 Metodbeskrivning

Observationsstudie av svetsning

För att få en helhetsbild av svetsarbetet så har dagslägets arbetsgång studerats. I vilken ordning de arbetar med detaljen de tillverkar, och vilken utrustning de använder. Detta för att få kunskap om hur de olika svetsutrustningarna skulle kunna förbättra produktionen.

Intervju av svetsare

Samtidigt som observationsstudien gjordes intervjuades en av svetsarbetarna om arbetssituationen och vad han tyckte var det mest påfrestande under svetsningen för att få reda på vad som bör ändras.

Marknadsundersökning

För att välja utrustning blev det möjligt efter diskussioner med produktionsledare Erik Skoglund att komma fram till att titta på tre olika svetsutrustningar, som skulle kunna mekanisera svetsprocessen olika mycket och hjälpa JIT Mech att bestämma vilken nivå av mekanisering de bör titta närmre på för eventuell investering.

3.2 Nulägesbeskrivning

I dagsläget är det tre stycken svetsare som har hand om svetsningen av aluminium. Detaljerna som de tillverkar tar upp till tolv timmar att färdigställa. De har två olika stationer för att tillverka detaljen de gör i dagsläget. Svetsningen sker manuellt med en MIG-svets.

På den första stationen görs en längsgående svets för att svetsa ihop ett valsat svep till ett rör. Då tvättas först materialet, sedan borstas och förvärms det för att slutligen svetsas. Eftersom att materialet är tjockt läggs det flera lager svets, på produkten i dagsläget läggs hela 16 lager. För att säkerställa kvaliteten på svetsen borstar man mellan varje lager.

På den andra stationen sätts röret fast på en roterande lägeshållare efter att man har häftat fast flänsar på varsin sida av röret. Då sätts röret upp horisontellt och man borstar och svetsar fast flänsarna från insidan av röret. Sedan vinklas lägesställaren om 45 grader och man borstar, värmer och svetsar utsidan av flänsarna.

3.3 Utrustningar

Problemet med att kunna automatisera hela JIT Mechs svetsproduktion för aluminium är just att det är tjock aluminium som de svetsar. Det finns ingen utrustning på marknaden som kan sköta hela

processen, speciellt vad gäller förvärmning, underhållsvärmning och borstning av aluminiumoxid under svetsning. De utrustningar som granskats är på tre olika nivåer av mekanisering, och det för att helt enkelt kunna hjälpa JIT Mech att se vilken nivå de borde investera i.

Självklart finns det olika svetsrobotar som skulle kunna sköta svetsarbetet minst lika bra som de jämförda utrustningarna, men det blir mer problem med värmning och borstning när det kommer till en svetsrobot, då de behöver svängrum och säkerhetsavstånd vid körning. Därför är en svetsrobot inte intressant i detta fall.

Tre olika typer av mekaniserade utrustningar har valts som skulle kunna passa för JIT Mech. De olika utrustningarna beskrivs kortfattat nedan.

KEMPPI A5 MIG Orbital System 1500

Figur 1: KEMPPI A5 MIG Orbital System 1500. [3]

A5 MIG orbital System 1500 är en komplett svetsmekaniserings- och svetsutrustning för

Fronius Flextrack 45 Welding Carriage

Figur 2: Fronius Flextrack 45 Welding Carriage. [4]

Flextrack 45 är en kompakt och mångsidig mekanisk svetsutrustning som är lätt att anpassa till olika typer av användningsområden. Den finns med tre olika typer av band, (raka, runda, flexibla) och går att montera på många olika sätt, utefter behov. I Figur 2 syns svetsen utrustad med ett rakt band. Även denna modell har ett integrerat fjärreglage där man enkelt styr hela mekaniseringen. [4]

Fronius Multi Welding System (FMW)

Figur 3: Fronius Multi Welding System. [5]

Fronius Multi Welding System täcker ett brett spektrum av mekaniserade svetsapplikationer, cirkulära, längd och påsvetsning. Genom att använda den senaste styrtekniken ger detta en reproducerbar

3.4 Jämförelse

De tre olika svetsutrustningarna jämförs med största vikt på hur pass mycket de underlättar arbetet och arbetsmiljön för svetsarbetarna. Tanken är alltså inte att någon av maskinerna ska ersätta arbetskraft, utan underlätta arbetspositionen.

Tabell 1: Jämförelse av svetsutrustningar med en skala från ett till fem på mekanisering och arbertsmiljö.

Modell KEMPPI A5 Orbital Flextrack 45 FMW Inköpspris (Kr) 100 000 200 000 2 000 000

Mekanisering (1-5) 2 3 4

Arbetsmiljö (1-5) 2 4 4

Inköpspris

Inköpspriserna är ungefärligt satta, då detta fortfarande är en förstudie. Dock visar det en tydlig nivåskillnad i pris vilket är en av de viktigaste faktorerna vid jämförelse för eventuell investering.

Mekanisering

Vad gäller mekanisering är det satt en skala från 1 till 5, där 1 är manuell svetsning och 5 är en helautomatiserad lösning. Det beskriver alltså hur pass avancerad utrustningarna är jämfört med manuell svetsning.

Arbetsmiljö

Även arbetsmiljö är skalat från 1-5. Ju mer man mekaniserar produktionen desto bättre blir

arbetsmiljön för svetsarbetarna. Det betyder att i dagsläget är arbetet på skala 1, då arbetspositionen sliter mycket på kroppen. Om man skulle helautomatisera hela produktionen skulle arbetsmiljön hamna på skala 5, Det betyder att så länge man ställer in nytt material sköts tillverkningen automatiskt och då behövs bara ett knapptryck från svetsarbetaren.

KEMPPI A5 MIG Orbital System 1500

Den här utrustningen får en tvåa både i mekaniseringsnivå och arbetsmiljö, just för att den inte skulle ersätta hela svetsningen. Om man endast hade behövt svetsa utsida av detaljerna så hade denna utrustning fungerat galant. Det som sänker den i mekaniseringsnivå är just att produkterna JIT Mech svetsar även behöver svetsas inifrån.

Fronius Flextrack 45 Welding Carriage

Varför den här utrustningen får en trea i mekaniseringsnivå är just för att den skulle ersätta den

manuella svetsningen, så arbetaren styr svetsningen med maskinen och då endast behöver hålla koll på oxidborstning och underhållsvärmning. Den här utrustningen får en fyra i arbetsmiljö, eftersom man slipper jobbiga statiska arbetspositioner, och att man inte behöver stå så nära upp i värmen hela tiden.

Fronius Multi Welding System

4. Resultat

4.1 Jämförelse

KEMPPI A5 MIG Orbital System 1500

Denna utrustning skulle ta bort en del av den manuella svetsningen, vilket är den utvändiga

svetsningen på rören. Dock måste längsgående svetsar fortfarande svetsas manuellt och även invändig svetsning. Den invändiga svetsningen kanske kan gå att få till genom att byta själva svetspistolen så att den går att böja in över kanten på röret så att den också kan svetsa insidan. Dock skulle ställtiden öka om man måste byta svetspistol under själva tillverkningen.

Eftersom man skruvar fast denna maskin på röret som ska svetsas, skulle man inte behöva en lägeshållare som roterar men fortfarande någon ställning som man kan hålla fast röret i.

Underhållsvärme och borstning behövs fortfarande under svetsningen. Utrustningen skulle alltså minska den manuella svetsningen och göra det mindre påfrestande för svetsarbetarna. Den ersätter alltså inte det manuella svetsandet, men tar bort ungefär 40 % av det.

Fronius Flextrack 45 Welding Carriage

Den här utrustningen skulle potentiellt kunna ta bort hela den manuella svetsningen, förutsatt att den är kompletterad med en lägeshållare som håller i och roterar röret som skall svetsas. Den skulle klara av att svetsa längsgående och även rundgående svetsar. Med denna utrustning skulle man slippa all form av manuell svetsning, och enbart behöva styra maskinen. Dock behövs förvärmning och

underhållsvärmning av svetsdetaljen fortfarande, även borstning av aluminiumoxid, så den ersätter ingen arbetskraft.

I dagsläget har JIT Mech en lägeshållare som skulle kunna fungera ihop med denna produkt, men att komplettera denna utrustning med ett roterande bord skulle vara den bästa lösningen. Att montera Flextracken vertikalt med hjälp av en ställning och ställa svetsdetaljen på ett roterande bord skulle göra hela svetsprocessen väldigt smidig.

Fronius Multi Welding System

Den här maskinen är den absolut mest komplexa lösningen. Då man endast behöver fästa svetsmaterialet i maskinen och starta ett program så går den automatiserat av sig själv. Den här

4.2 För- och nackdelar

En sammanställning av för- och nackdelar på de tre olika utrustningarna beskrivs nedan.

KEMPPI A5 MIG Orbital System 1500

Fördelar:

Billig att investera i.

Tar bort ungefär 40% av de statiska manuella svetsandet.

Skulle potentiellt kunna minska borstning av aluminiumoxid då maskinen kan svetsa fortare än manuell svetsning.

Nackdelar:

Måste skruvas på och av för varje svetsposition. Ersätter inte all manuell svetning.

Fronius Flextrack 45 Welding Carriage

Fördelar:

Smidig och flexibel.

Ersätter all manuell svetsning.

Förbättrar arbetspositionen då man kan styra maskinen från sidan.

Underlättar värmepåfrestningen genom att man inte måste sitta så nära svetsgodset. Kan öka reproducerbarheten och kvalitetssäkring.

Nackdelar:

Behöver byggas en ställning att montera utrustningen på.

Fronius Multi Welding System

Fördelar:

Ersätter all manuell svetsning.

Förbättrar arbetspositionen då maskinen kan gå automatiskt efter inställning. Underlättar värmepåfrestningen genom att man inte måste sitta nära svetsgodset.

Ökar reproducerbarhet och kvalitetssäkring genom programmerad gång och videoinspelning.

Nackdelar:

5. Diskussion

Bästa alternativ för JIT Mech

Den utrustning som skulle passa bra för JIT Mech är Fronius Flextrack 45 Welding Carriage. Det finns flera anledningar till varför den skulle vara det bästa alternativet.

För det första så är den i mina ögon mest prisvärd, och med tanke på att JIT Mech främst jobbar med korta till medellånga serier så skulle det vara en större risk med att investera i Fronius Welding System då den är ungefär 10 gånger dyrare i inköpspris. Dessutom använder JIT Mech redan Froniusprodukter vilket underlättar integrering och service av utrustningen.

För det andra så är Flextrack 45 den mest flexibla lösningen. Den går att montera horistontellt,

vertikalt och i alla tänkbara vinklar. Det går att köpa olika band om man t.ex. börjar tillverka en annan produkt för att svetsa längre eller liknande. Den är även väldigt smidig jämförelsevis med Fronius Welding System som skulle behöva enormt mycket mer golvyta.

För det tredje så slipper man de statiska,jobbiga arbetspositionerna helt med Flextrack 45. Man kan enkelt stå på sidan och styra svetsningen med den medföljande styrenheten och gå nära och titta när det behövs. På det sättet utsätts man inte lika mycket för värmen av att behöva vara så nära som när man svetsar manuellt. Dessutom skulle Flextrack 45 kunna öka produktionshastigheten, då maskinen kan svetsa snabbare än en person och samtidigt hålla kvalitén på svetsarna.

Hur arbetet har gått

Detta arbete har varit väldigt roligt att få ta del av. Det har varit otroligt givande att lära sig så mycket om svetsning generellt och sen just om aluminiumsvetsning och dess begränsningar. Det var betydligt mer avancerat än vad som var förväntat, vilket har lett till att arbetet behövde begränsas under

projektets gång. Vad gäller målen med examensarbetet så känns mitt genomförande bra. Visst hade man kunnat titta på fler alternativ och jämfört fler produkter, men de tre olika utrustningarna som jämfördes var bra alternativ och ger en bra bild av hur pass mycket man behöver mekanisera produktionen för att det ska göra skillnad.

Begränsningar

Något som tidigt bestämdes under projektets gång var att inte gå in så mycket på värmedelen av svetsningen, då det är ett svårt område och svårt att ändra så mycket på det utan att göra radikala förändringar i hela processen.

Det finns flera saker som arbetet fick begränsas inom då det helt enkelt inte fanns tid till att

Referenser

[1] AGA GAS AB, Miniguide om aluminiumsvetsning.

http://www.aga.se/internet.lg.lg.swe/sv/images/AGA_Aluminum_Welding_Guide_SE5 86_173598.pdf?v=1.0

(hämtad 2018-03-14)

[2] Svetskommissionen AG 41 b (1997) Goda råd vid Aluminiumsvetsning. Svetskommissionen, ISBN 91-630-5056-0

[3] KEMPPI, produktbeskrivning av A5 MIG Orbital System 1500.

https://www.kemppi.com/sv/offering/product/a5-mig-orbital-system-1500/

(hämtad 2018-04-16)

[4] Fronius, produktbeskrivning av Flextrack 45 Welding Carriage.

http://www.fronius.com/en/welding- technology/products/automation/systems/longitudinal-seam-systems/flextrack-45-welding-carriage/flextrack-45-welding-carriage

(hämtad 2018-04-16)

[5] Fronius, produktbeskrivning av Multi Welding System.

http://www.fronius.com/en/welding-technology/products/automation/systems/multi-welding-systems/fmw-multi-welding-system/fmw-multi-welding-system