Denne artikkelen er produsert og finansiert av Statens vegvesen - les mer.

Her er verdens første brudekke som er sveiset ved hjelp av automatisert lasersveising klar for transport fra Vanylven på Sunnmøre til Åfjord i Trøndelag.
Her er verdens første brudekke som er sveiset ved hjelp av automatisert lasersveising klar for transport fra Vanylven på Sunnmøre til Åfjord i Trøndelag.

Norge vil bygge bruer med automatisert lasersveising

4,2 meter i minuttet gjør den nye sveisemetoden lynrask.

Roboter blir programmert til å både sveise og sjekke arbeidet ved hjelp digitale tvillinger og 3D-modellering.

En digital tvilling er en virtuell kopi av en fysisk ting som finnes i den virkelige verdenen.

– Vi håper at bransjen får opp øynene nå og ser mulighetene til å ta i bruk den moderne teknologien, sier Kjell Håvard Belsvik fra Statens vegvesen. Han er delprosjektleder for E39 Fjordkryssing Bjørnafjorden.

Behovet for en mer effektiv sveisemetode er utløst av planene om å bygge en flytebru over Bjørnafjorden sør for Bergen, men blir nå testet ut i mindre skala.

Den moderne sveisemetoden for bruer er resultatet av et forskningssamarbeid mellom Statens vegvesen og Prodtex AS med støtte fra Innovasjon Norge. DNV og Vitec er med som kvalifiseringspartnere.

Kjell Håvard Belsvik, delprosjektleder for E39 fjordkryssing Bjørnafjorden.
Kjell Håvard Belsvik, delprosjektleder for E39 fjordkryssing Bjørnafjorden.

Roboter

Hos Prodtex på Sunnmøre har roboter utført lasersveising av brudekket for Frønes bru i Åfjord kommune i Trøndelag.

Denne gangbrua, som skal åpne før jul, blir sannsynligvis verdens første bru som er produsert ved hjelp av roboter og laser-hybrid sveiseteknologi.

Frønes gang- og sykkelveibru blir verdens første lasersveisede bru.
Frønes gang- og sykkelveibru blir verdens første lasersveisede bru.

Prodtex har Norges største stålfabrikk basert på automatisert lasersveising. Fabrikken er 32 meter bred, med en døråpning på 24 meter. Det vil si at de kan bygge brudekker på maks 24 meter bredde i dag.

Belsvik mener metoden har potensial til å effektivisere brubygging både i Norge og i utlandet.

Brudekket for den nye Frønesbrua i Åfjord kommune er ferdig sveiset, og er klar for transport.
Brudekket for den nye Frønesbrua i Åfjord kommune er ferdig sveiset, og er klar for transport.

Bruker mindre energi

Flytebrua over Bjørnafjorden vil med sine 5,5 kilometer lengde bli verdens lengste flytebru. Det vil si 5,5 kilometer med stål tilsvarende 110.000 tonn skal sveises.

Det skal bygges et enormt antall like ståldeler med like sveiser. Ved hjelp av denne moderne sveiseteknologien kan det sveises eksempelvis 4,2 meter i minuttet med en laser. Dette er mange ganger raskere enn tradisjonelle sveisemetoder gjort med robot.

Metoden krever mindre energi enn tradisjonell sveising og er dermed CO2-reduserende.

Belsvik mener at potensialet er stort for en bru over Bjørnafjorden. Han forteller at om lag halvparten av kostnadene til brubygging er knyttet til logistikk. Lokal produksjon og sveising av bruelementene kan spare tid og penger. Det reduserer også CO2-utslipp ved transport over store havstrekninger.

Brudekket er lastet på lekter og er klart for transport til Åfjord kommune.
Brudekket er lastet på lekter og er klart for transport til Åfjord kommune.

Raskere, billigere og mer miljøvennlig

– En innsparing på opptil 1 milliard for Bjørnafjorden forutsetter at ferdig produsert stål blir redusert med 10 kroner per kilo. Vi vurderer potensialet til å være opptil 20 prosent lavere kostnad for vår bru. Dersom metoden overføres på byggingen av andre bruer i Norge, er innsparingspotensialet tilsvarende der, sier han.

Den nye sveiseteknologien kan brukes på bruelementer med tykkere og fastere stål enn i skipsproduksjon.

Teknologien bygger på kunnskap og erfaringer fra mekanisk industri og verftsindustri i Norge.

Brudekket på lekteren.
Brudekket på lekteren.

Kontroll og presisjon

Johannes Veie og Cato Dørum fra Statens vegvesen jobber tett med Prodtex i utviklingen av den nye sveisemetoden. De forteller at robotene kan gjennomføre sveisingen med høy grad av presisjon og i større grad gi riktig kvalitet på første forsøk.

Laserteknologien gjør at man fra en side kan utføre buttsveis, som betyr å sveise sammen to plater med endene mot hverandre.

Dette fjerner behovet for å snu på stålplater og sveise baksiden, slik det blir gjort i dag. Andre og mer sammensatte forbindelser av stålplater kan også utføres med kun en sveis fra én side. Det betyr at det er lettere for roboter å komme til i produksjonen med laserhybridteknikk.

– Ny teknologi gir mulighet til bedre kontroll over hele produksjonsprosessen. Data fra sveiseprosessen med laserhybrid vil kunne dokumentere riktig kvalitet, sier Johannes Veie.

Belsvik påpeker at den nye sveisemetoden også kan påvirke materialvalget som brukes på bruer. Laserhybridsveising har et lite og lokalt smeltebad som størkner fort. Dermed er det viktig med lite karboninnhold i stålet for å beholde duktiliteten i sveisen og i varmepåvirka sone. SSAB i Sverige har levert stål til brua som nå produseres.

Se video som viser den nye sveisemetoden:

Vil bransjen satse?

Kjell Håvard Belsvik forteller at kunnskapen om robotisert lasersveising fra prosjektet vil blir offentliggjort.

– Det blir spennende å se hvilke tradisjonelle industribedrifter som våger å ta det første steget og dermed sikre seg et konkurransefortrinn. Kanskje får vi nyetableringer? Vegvesenet legger til rette for å benytte kvalifisert moderne produksjonsmetoder i kontraktene. Vi er spente på om leverandørene vil se dette som en inngangsport til å skaffe seg økt konkurranseevne i flere prosjekter, sier Belsvik.

Hva er lasersveising og laser-hybridsveising?

Lasersveising er vanligvis styrt av et dataprogram. Sveisehodet er tilkoblet en robot som kan utføre repeterende bevegelser og sveise nøyaktig som den blir fortalt. Programmering kan lettes ved bruk av CAD-modeller og kunstig intelligens. Laser-hybridsveising er når det tilføres ekstra materiale til smeltebadet undervegs i prosessen.

Laserstrålen treffer overflaten til fordampningstemperatur. Resultatet er en dyp, smal innbrenning. Ved laser-hybrid-prosessen begrenses behovet for kostbar laserenergi seg nesten utelukkende til dypsveiseeffekten, som også muliggjør sammenføyning av tykkere plater.

Med sin smeltende elektrode tillater den samtidig en bedre fugefylling. Energibehovet til laser- og laser-hybrid sveising er vesentlig lavere sammenlignet med energibehovet ved tradisjonell lysbuesveising. Derfor er dette en svært bærekraftig teknikk.

Powered by Labrador CMS