Liitosmenetelmien vertailu kotelorakenteisissa laitteissa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoite oli kartoittaa mahdolliset liitosmenetelmät kennomaisen kotelon ja kannen yhteen liittämiseksi. Nykyisin käytössä olevan ruuviliitoksen rinnalle tai vaihtoehdoksi haluttiin aiempaa helpompi ja halvempi liitosmenetelmä, joka mahdollistaa tuotteen tilavuuden ja painon optimoinnin. Tavoite oli, että liitos on tehty ilman lisäaineita ja perusaineen muokkaantumista, ja lisäksi liitosmenetelmän laaduntuottokyky on erinomaista sekä korroosion ja vanhenemisen (virumisen) riski olisi mahdollisimman pieni.

Työssä kartoitettiin mahdolliset liitosmenetelmät alumiinisen kennorakenteisen kotelon ja kannen liittämiseksi telekommunikaatioalan tarpeisiin. Työ tehtiin kirjallisuustutkimuksena ja kokemusperäisenä arviona. Työssä tuotiin esille hitsaus, juotto, liimaus ja mekaaniset liitosmenetelmät. Kartoitusvaiheessa etsittiin kirjallisuudesta ja Internetistä tietoa alumiinin hitsauksesta ja aineliitostekniikasta, liitosmuodoista, hitsausmenetelmien mahdollisuuksista ja rajoitteista.

Työssä ehdotetaan, että aikaisemmin pääsääntöisesti käytössä olleen ruuviliitoksen tilalla voitaisiin käyttää vaihtoehtoisia liitosmenetelmiä tai niiden yhdistelmiä. Sulahitsaus- ja kovajuotosmenetelmät koettiin epäsoveliaina haittaominaisuuksiensa vuoksi liitoksien tuottamiseksi. Työssä tuotiin esille varteenotettavia menetelmiä, joista mahdollisia toteuttamiskelpoisia liitosmenetelmiä löytyi puristushitsauksesta, pehmeäjuotosta, liimauksesta ja niittauksesta. Liitoksien lukumäärä ja valmistusprosessi sekä sähköiset, luotettavuus-, ympäristö- ja mekaaniset vaatimukset otettaessa huomioon jo laitetta suunniteltaessa voidaan saavuttaa kokonaiskustannuksiltaan ehkä nykyiseen tilanteeseen verrattuna kilpailukykyisempi tuote.

The objective of this Bachelor’s thesis was to identify possible joining methods to join honeycomb housing and a lid together. Nowadays, a screw joint is used, but the aim is to find an easier and cheaper joining method, which enables the volume and weight optimization of the product. The joint should also be made without any additives and changes in basic materials. And in addition to that the production quality of the joint method should be excellent and the risk of corrosion and aging (creep) should be as small as possible.

This study charted the possible methods of jointing on aluminium honeycomb structure housing and a lid together for the needs of the telecommunications industry. The work was based both on literature and on empirical estimate. The work highlighted the welding, soldering, gluing and mechanical joining methods. The charting phase, include searching in the Internet information on aluminium welding, material joining technology, joint forms and the possibilities and limitations of welding.

The study suggests that the screw joint, which was mainly used earlier, could be replaced by alternative joint methods or their combinations. Fusion welding and brazing methods were considered unsuitable, because of their disadvantages. The work identified some worthy methods such as compression welding, soft soldering, gluing and riveting. When the number of joints and the manufacturing process, as well as electrical, reliability, environmental and mechanical requirements are taken into account in the design of the device, it is possible to achieve a more cost-effective and competitive product than the one used at the moment.