Laserhitsaus on metallien hitsausmenetelmä, jossa laserin tuottama tarkasti kohdistettu lämpö sulattaa liitoskohdan ja muodostaa kapean, hallitun hitsaussauman. Menetelmä sopii erityisesti tarkkuushitsaukseen, kun osat ovat pieniä, ohuita tai vaativat pienen lämpövaikutusalueen ja vähäisen muodonmuutoksen. Alla käydään läpi, mihin laserhitsaus sopii, miten prosessi etenee, mitä rajoituksia on ja miten se eroaa TIG- ja MIG-hitsauksesta.

Mitä laserhitsaus on ja mihin sitä käytetään?

Laserhitsaus on hitsaustapa, jossa lasersäde kohdistetaan liitokseen niin, että metalli sulaa paikallisesti ja osat liittyvät toisiinsa. Sitä käytetään, kun halutaan siisti sauma, hyvä toistettavuus ja pieni lämpövaikutusalue, esimerkiksi ohuiden levyjen, hienomekaanisten komponenttien ja mittatarkkojen metalliosien liittämiseen.

Laserhitsaus liittyy usein laajempaan lasertyöstöön, jossa samalla valmistusketjulla voidaan leikata, porata, merkitä ja hitsata osia. Teollisuudessa laserhitsauksella tehdään muun muassa kotelointeja, liittimiä, ohutlevyrakenteita, anturiosia ja tarkkuutta vaativia kokoonpanoja, joissa jälkikäsittely halutaan minimoida.

  • Kun osat ovat pieniä tai herkkiä lämmölle
  • Kun sauman ulkonäöllä ja mittapysyvyydellä on väliä
  • Kun halutaan automatisoitava ja toistettava prosessi

Miten laserhitsaus toimii käytännössä?

Laserhitsaus toimii niin, että laser kohdistetaan liitoskohtaan ja energia sulattaa metallin hallitusti, jolloin syntyy sula-allas, joka jähmettyy saumaksi. Prosessia ohjataan säteen kohdistuksella, teholla ja etenemisnopeudella, ja usein käytetään suojakaasua hapettumisen vähentämiseksi. Tarvittaessa voidaan käyttää myös lisäainetta.

Tyypilliset vaiheet

  1. Osien sovitus ja kiinnitys, jotta rako ja asento pysyvät hallinnassa
  2. Säteen kohdistus liitokseen ja hitsauspolun määrittely
  3. Sulan muodostus, joko ilman lisäainetta tai lisäaineen kanssa
  4. Suojakaasun käyttö (materiaalista ja vaatimuksista riippuen)
  5. Jäähtyminen ja tarvittaessa kevyt viimeistely tai tarkastus

Läpihitsaus ja pintahitsaus

Läpihitsauksessa energia pyritään viemään liitoksen läpi, jolloin saadaan vahva liitos koko paksuudelta. Pintahitsauksessa vaikutus kohdistuu enemmän pinnan alueelle, esimerkiksi tiivistämiseen, pieniin korjauksiin tai ohuiden rakenteiden liittämiseen, kun lämmöntuonti halutaan pitää erittäin pienenä.

Mitä etuja ja rajoituksia laserhitsauksessa on?

Laserhitsauksen suurin etu on tarkkuus ja pieni lämpövaikutusalue, mikä vähentää muodonmuutoksia ja helpottaa mittatarkkojen osien valmistusta. Lisäksi menetelmä on nopea ja hyvin automatisoitavissa, mikä parantaa toistettavuutta sarjatuotannossa. Siksi laserhitsaus on usein luonteva valinta tarkkuushitsaukseen ja ohuiden osien liittämiseen.

Keskeiset edut

  • Kapea sauma ja pieni lämpövaikutusalue, vähemmän vääntymistä
  • Nopea prosessi, sopii myös tuotantoon
  • Hyvä toistettavuus, kun parametrit ja kiinnitys ovat hallinnassa
  • Siisti jälki, usein vähemmän hiontaa ja viimeistelyä

Tyypilliset rajoitukset

  • Liitoksen sovitus ja puhtaus korostuvat, rako ja epäpuhtaudet voivat heikentää saumaa
  • Materiaalipaksuuksilla on käytännön rajat, erityisesti jos liitosgeometria on hankala
  • Heijastavat materiaalit voivat vaatia huolellista prosessin hallintaa
  • Investointi ja prosessin suunnittelu voivat olla raskaampia kuin perushitsauksessa

Mitä eroa on laserhitsauksella ja TIG- tai MIG-hitsauksella?

Laserhitsaus eroaa TIG- ja MIG-hitsauksesta siinä, että lämpö tuodaan työhön erittäin kohdistetusti laserilla, kun taas TIG ja MIG perustuvat valokaareen. Laserhitsauksessa lämpövaikutusalue jää usein pienemmäksi ja sauma voi olla kapeampi, mikä auttaa ohuiden ja tarkkojen osien liittämisessä. TIG ja MIG ovat joustavia yleismenetelmiä, etenkin paksummille rakenteille ja käsihitsaukseen.

Ominaisuus Laserhitsaus TIG MIG
Lämmöntuonti Hyvin kohdistettu Kohdistettu, mutta laajempi Laajempi, paljon aineensiirtoa
Tarkkuus Erittäin korkea Korkea Hyvä
Nopeus Usein nopea Usein hitaampi Usein nopea
Jälkikäsittely Tyypillisesti vähäinen Voi vaatia viimeistelyä Voi vaatia enemmän viimeistelyä
Automaatio Erittäin hyvä Mahdollinen Erittäin yleinen
Tyypillinen käyttö Ohuet, tarkat ja pienet osat Laadukas käsityö, monipuolinen Tuotanto, rakenteet

Mille materiaaleille ja osille laserhitsaus sopii parhaiten?

Laserhitsaus sopii parhaiten metalleille ja osille, joissa tarvitaan mittatarkkaa liitosta ja hallittua lämmöntuontia, esimerkiksi ruostumattomille teräksille, alumiinille, titaanille, kupariseoksille ja monille erikoismetalleille. Erityisen toimiva se on ohuille levyille, pienille kappaleille ja rakenteille, joissa muodonmuutos tai suuri lämpövaikutusalue aiheuttaisi ongelmia.

Suunnittelussa huomioitavaa

  • Sauman saavutettavuus, laser tarvitsee näköyhteyden liitosalueelle
  • Rako ja sovitus, tiukka istuvuus parantaa laatua ja toistettavuutta
  • Kiinnitys ja tuenta, jotta osat eivät liiku hitsauksen aikana
  • Liitostyyppi (limi-, puskuliitos, kulmaliitos), valinta vaikuttaa parametreihin ja lujuuteen

Kun laserhitsaus yhdistetään muuhun lasertyöstöön, voidaan samoihin osiin tehdä esimerkiksi tarkat aukot ja rei’itykset ennen liittämistä, mikä helpottaa kokoonpanoa ja vähentää työvaiheita.

Mitä kannattaa huomioida, kun valitsee laserhitsauskumppania?

Laserhitsausalihankkijaa valitessa tärkeintä on toistettava laatu, materiaaliosaaminen ja kyky hallita mittatarkkuus koko prosessissa, ei vain hitsaushetkellä. Hyvä kumppani osaa arvioida liitoksen sovituksen, kiinnityksen ja puhtausvaatimukset jo ennen ensimmäistä koehitsausta. Meillä laserhitsaus on osa kokonaisuutta, jossa yhdistämme tarvittaessa myös muun lasertyöstön samaan toimitukseen.

Kysymyslista tarjouspyyntöön

  • Mitä laatujärjestelmiä ja dokumentointia käytätte (esim. tarkastus, jäljitettävyys)?
  • Miten varmistatte toistettavuuden, kun siirrytään protosta sarjaan?
  • Mitä materiaaleja ja paksuusalueita hitsaatte tyypillisesti?
  • Miten liitoksen puhtaus-, rako- ja kiinnitysvaatimukset määritellään?
  • Onko mahdollista yhdistää hitsaus muihin vaiheisiin, kuten leikkaukseen tai merkintään?
  • Miten toimitusvarmuus ja aikataulut käytännössä hoidetaan?

Kun tavoitteena on siisti ja mittapysyvä liitos pienellä lämpövaikutusalueella, laserhitsaus on usein luonteva valinta tarkkuushitsaukseen. Jos seuraava kysymys on, kannattaako osat myös leikata tai porata laserilla ennen liittämistä, se riippuu toleransseista, liitosgeometriasta ja siitä, miten haluatte minimoida työvaiheet. Näissä autamme mielellämme arvioinnissa.