Sachverhalt:
A.
A._, geboren 1968, war seit 1. März 2011 bei der B._ GmbH als Bauisoleur beschäftigt. Im April 2015 meldete er sich bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an unter Hinweis auf eine vollständige Arbeitsunfähigkeit seit einem am 31. Oktober 2014 erlittenen Unfall. Die IV-Stelle Luzern zog die Akten der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (Suva) bei. Diese hatte den Fall mit Verfügung vom 24. April 2015 und Einspracheentscheid vom 6. Juli 2015, bestätigt mit den Urteilen des Kantonsgerichts Luzern vom 15. April 2016 sowie des Bundesgerichts vom 17. Oktober 2016 (8C_390/2016), abgeschlossen und die Versicherungsleistungen per 15. April 2015 eingestellt. Nach einer beruflichen Abklärung vom 29. März bis 29. April 2016 sowie einem Arbeitstraining vom 1. Januar bis 30. Juni 2017 holte die IV-Stelle ein Gutachten der Medizinischen Abklärungsstelle (MEDAS) ABI (Ärztliches Begutachtungsinstitut), Basel, vom 8. Mai 2019 ein. Mit Verfügung vom 24. Juni 2020 lehnte sie einen Anspruch auf eine Invalidenrente ab.
B.
Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Kantonsgericht Luzern mit Urteil vom 19. Mai 2021 ab.
C.
A._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Antrag, unter Aufhebung des angefochtenen Urteils sei ihm eine Invalidenrente bei einem Invaliditätsgrad von 100 % zuzusprechen. Des Weiteren wird um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege ersucht.
Ein Schriftenwechsel wurde nicht durchgeführt.
Erwägungen:
1.
1.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Es ist folglich weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Immerhin prüft das Bundesgericht, unter Berücksichtigung der allgemeinen Pflicht zur Begründung der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (BGE 141 V 234 E. 1 mit Hinweisen).
1.2. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Es kann ihre Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Verfahrensausgang entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG; BGE 145 V 57 E. 4).
2.
Streitig ist, ob die Vorinstanz Bundesrecht verletzte, indem sie die Rentenablehnung durch die IV-Stelle mit Verfügung vom 24. Juni 2020 bestätigte. Zur Frage steht die Beurteilung der dem Beschwerdeführer verbleibenden Arbeitsfähigkeit sowie der erwerblichen Auswirkungen der Gesundheitsschädigung.
3.
Am 1. Januar 2022 trat das revidierte Bundesgesetz über die Invalidenversicherung (IVG; SR 831.20) in Kraft (Weiterentwicklung der IV [WEIV]; Änderung vom 19. Juni 2020, AS 2021 705, BBl 2017 2535). Die dem hier angefochtenen Urteil zugrunde liegende Verfügung erging vor dem 1. Januar 2022. Nach den allgemeinen Grundsätzen des intertemporalen Rechts und des zeitlich massgebenden Sachverhalts (statt vieler: BGE 144 V 210 E. 4.3.1; 129 V 354 E. 1 mit Hinweisen) sind daher die Bestimmungen des IVG und diejenigen der Verordnung über die Invalidenversicherung (IVV; SR 831.201) in der bis 31. Dezember 2021 gültig gewesenen Fassung anwendbar.
4.
4.1. Invalidität ist die voraussichtlich bleibende oder längere Zeit dauernde ganze oder teilweise Erwerbsunfähigkeit (Art. 8 Abs. 1 ATSG). Zur Beurteilung der sozialversicherungsrechtlichen Leistungsansprüche bedarf es verlässlicher medizinischer Entscheidgrundlagen. Was deren Beweiswert betrifft, ist rechtsprechungsgemäss entscheidend, ob die ärztlichen Berichte und Gutachten für die streitigen Belange umfassend sind, auf allseitigen Untersuchungen beruhen, auch die geklagten Beschwerden berücksichtigen, in Kenntnis der Vorakten (Anamnese) abgegeben wurden, in der Beurteilung der medizinischen Zusammenhänge und in derjenigen der medizinischen Situation einleuchten und ob die Schlussfolgerungen des Experten begründet sind (BGE 134 V 231 E. 5.1; 125 V 351 E. 3a mit Hinweis).
Auf ein versicherungsexternes Gutachten ist praxisgemäss abzustellen, sofern nicht konkrete Indizien gegen dessen Zuverlässigkeit sprechen (BGE 137 V 210 E. 1.3.4; 135 V 465 E. 4.4; 125 V 351 E. 3b/bb). Die unterschiedliche Natur von Behandlungsauftrag der therapeutisch tätigen (Fach-) Person einerseits und Begutachtungsauftrag des amtlich bestellten fachmedizinischen Experten anderseits (BGE 124 I 170 E. 4) lässt es rechtsprechungsgemäss nicht zu, ein Administrativ- oder Gerichtsgutachten stets in Frage zu stellen und zum Anlass weiterer Abklärungen zu nehmen, wenn die behandelnden Arztpersonen beziehungsweise Therapiekräfte zu anderslautenden Einschätzungen gelangen. Vorbehalten bleiben Fälle, in denen sich eine abweichende Beurteilung aufdrängt, weil diese wichtige - und nicht rein subjektiver Interpretation entspringende - Aspekte benennen, die bei der Begutachtung unerkannt oder ungewürdigt geblieben sind (BGE 135 V 465 E. 4.5; 125 V 351 E. 3b/cc; SVR 2017 IV Nr. 7 S. 19, 9C_793/2015 E. 4.1; Urteile 8C_630/2020 vom 28. Januar 2021 E. 4.2.1; 8C_370/2020 vom 15. Oktober 2020 E. 7.2).
4.2. Für die Bestimmung des Invaliditätsgrades wird das Erwerbseinkommen, das die versicherte Person nach Eintritt der Invalidität und nach Durchführung der medizinischen Behandlung und allfälliger Eingliederungsmassnahmen durch eine ihr zumutbare Tätigkeit bei ausgeglichener Arbeitsmarktlage erzielen könnte (Invalideneinkommen), in Beziehung gesetzt zum Erwerbseinkommen, das sie erzielen könnte, wenn sie nicht invalid geworden wäre (Valideneinkommen; Art. 16 Abs. 1 ATSG).
4.2.1. Beim Valideneinkommen ist in der Regel am zuletzt erzielten, nötigenfalls der Teuerung und der realen Einkommensentwicklung angepassten Lohn anzuknüpfen, da es empirischer Erfahrung entspricht, dass die bisherige Tätigkeit ohne Gesundheitsschaden fortgesetzt worden wäre (BGE 144 I 103 E. 5.3; 135 V 58 E. 3.1; vgl. auch BGE 135 V 297 E. 5.1; 134 V 322 E. 4.1). Bezog eine versicherte Person aus invaliditätsfremden Gründen (z.B. geringe Schulbildung, fehlende berufliche Ausbildung, mangelnde Deutschkenntnisse, beschränkte Anstellungsmöglichkeiten wegen Saisonnierstatus) ein deutlich unterdurchschnittliches Einkommen, ist diesem Umstand bei der Invaliditätsbemessung nach Art. 16 ATSG Rechnung zu tragen, sofern keine Anhaltspunkte dafür bestehen, dass sie sich aus freien Stücken mit einem bescheideneren Einkommensniveau begnügen wollte (sogenannte Parallelisierung der Vergleichseinkommen; BGE 125 V 146 E. 5c/bb; Urteil I 696/01 vom 4. April 2002 E. 4). Bei der Prüfung der Unterdurchschnittlichkeit des Valideneinkommens ist zum Vergleich in erster Linie das branchenübliche statistische Einkommen gemäss der vom Bundesamt für Statistik herausgegebenen Lohnstrukturerhebung (LSE) heranzuziehen (BGE 141 V 1 E. 5.6). Der Validenlohn kann im Übrigen dann nicht als unterdurchschnittlich qualifiziert werden, wenn er den Mindestverdienstvorgaben eines vom Bundesrat für allgemein verbindlich erklärten Gesamtarbeitsvertrages (GAV) im entsprechenden Berufszweig entspricht, werden dort doch die branchenüblichen Einkommen präziser abgebildet als in der LSE. Eine Parallelisierung der Vergleichseinkommen fällt in einem solchen Fall daher praxisgemäss ausser Betracht (Urteile 8C_310/2020 vom 23. Juli 2020 E. 2 und 3; 8C_88/2020 vom 14. April 2020 E. 3.2.2; 8C_141/2016 vom 17. Mai 2016 E. 5.2.2).
4.2.2. Für die Festsetzung des Invalideneinkommens ist nach der Rechtsprechung primär von der beruflich-erwerblichen Situation auszugehen, in welcher die versicherte Person konkret steht. Übt sie nach Eintritt der Invalidität eine Erwerbstätigkeit aus, bei der - kumulativ - besonders stabile Arbeitsverhältnisse gegeben sind und anzunehmen ist, dass sie die ihr verbleibende Arbeitsfähigkeit in zumutbarer Weise voll ausschöpft, und erscheint zudem das Einkommen aus der Arbeitsleistung als angemessen und nicht als Soziallohn, gilt grundsätzlich der tatsächlich erzielte Verdienst als Invalidenlohn. Ist kein solches tatsächlich erzieltes Erwerbseinkommen gegeben, namentlich weil die versicherte Person nach Eintritt des Gesundheitsschadens keine oder jedenfalls keine ihr an sich zumutbare neue Erwerbstätigkeit aufgenommen hat, so können nach der Rechtsprechung die LSE-Tabellenlöhne herangezogen werden (BGE 135 V 297 E. 5.2; SVR 2014 IV Nr. 37 S. 130, 8C_7/2014 E. 7.1; Urteil 8C_448/2014 vom 29. Dezember 2014 E. 4.2). Die Rechtsprechung wendet dabei in der Regel den Totalwert an (in BGE 133 V 545 nicht publizierte E. 5.1 des Urteils 9C_237/2007 vom 24. August 2007; Urteil I 289/01 vom 19. Oktober 2001 E. 3c). Praxisgemäss können persönliche und berufliche Merkmale der versicherten Person wie Alter, Dauer der Betriebszugehörigkeit, Nationalität oder Aufenthaltskategorie sowie Beschäftigungsgrad einen auf höchstens 25 % begrenzten Leidensabzug von dem nach den LSE-Tabellenlöhnen zu ermittelnden Invalideneinkommen rechtfertigen, soweit anzunehmen ist, dass die trotz des Gesundheitsschadens verbleibende Leistungsfähigkeit infolge eines oder mehrerer dieser Merkmale auf dem allgemeinen Arbeitsmarkt nur mit unterdurchschnittlichem Einkommen verwertet werden kann (BGE 146 V 16 E. 4.1; 135 V 297 E. 5.2)
5.
5.1. Gestützt auf das ABI-Gutachten stellte die Vorinstanz fest, der Beschwerdeführer sei wegen einer schweren Arthrose am linken oberen Sprunggelenk (die allerdings keinen Leidensdruck verursache) in der angestammten Tätigkeit nicht mehr arbeitsfähig. Indessen sei er in einer körperlich sehr leichten, dem (nach dem Unfall vom 31. Oktober 2014 verbleibenden) lumbalen Schmerzsyndrom angepassten, überwiegend sitzenden und wechselbelastenden Tätigkeit unter Vermeidung von berufsbedingtem Führen von Fahrzeugen nicht eingeschränkt. Was die erwerblichen Auswirkungen betrifft, ging das kantonale Gericht beim Valideneinkommen vom vormaligen Lohn als Bauisoleur von Fr. 60'320.- aus. Das Invalideneinkommen ermittelte die Vorinstanz gestützt auf die LSE mit Fr. 66'647.-. Eine Parallelisierung fiel gemäss kantonalem Gericht ausser Betracht, da der tatsächlich erzielte Verdienst dem massgeblichen GAV entsprochen beziehungsweise etwas höher gelegen habe. Selbst unter Berücksichtigung des höchstzulässigen leidensbedingten Abzuges von 25 %, dessen Voraussetzungen nicht abschliessend geprüft wurden, resultierte kein rentenbegründender Invaliditätsgrad.
5.2. Der Beschwerdeführer macht geltend, die Vorinstanz habe ihm unter Verletzung der Garantie des fairen Verfahrens beziehungsweise der Waffengleichheit die Abnahme von Zeugenbeweisen (Befragung des behandelnden Psychologen Dr. phil. C._) verweigert. Es werden Mängel des ABI-Gutachtens wie insbesondere fehlende neuropsychologische Abklärungen und Testung einer Schlafapnoe sowie eine unzulängliche psychiatrische Begutachtung (Qualifikation des depressiven Leidens als lediglich leichtgradig) gerügt. Die Gutachter hätten zudem, so der Beschwerdeführer weiter, unberücksichtigt gelassen, dass er anlässlich der beruflichen Abklärung lediglich eine 50%ige Leistung habe erbringen können. Schliesslich wird beantragt, es sei auf Seiten des Invalideneinkommens lediglich noch ein Monatslohn von maximal Fr. 3000.- für einfache Dienstleistungen anzurechnen.
6.
6.1. Praxisgemäss besteht selbst mit Blick auf den Grundsatz der Waffengleichheit (vgl. Art. 6 Ziff. 1 EMRK) kein Anspruch auf Abnahme von Zeugenbeweisen zur Beurteilung der Arbeitsfähigkeit, insbesondere dann nicht, wenn der zu befragende Arzt bereits schriftlich Stellung genommen hat (vgl. Urteil 8C_257/2012 vom 7. Mai 2012 E. 5.3). Inwiefern die Vorinstanz die diesbezüglich zu beachtenden Regeln verletzt haben sollte, ist nicht erkennbar. Gestützt auf die für das Bundesgericht verbindlichen vorinstanzlichen Feststellungen hinsichtlich der Stellungnahme der behandelnden Psychotherapeuten Dr. med. D._ und Dr. phil. C._, Zentrum E._, vom 19. August 2019 zum ABI-Gutachten sind zudem auch keine Aspekte auszumachen, die bei der Begutachtung unerkannt oder ungewürdigt geblieben sein könnten. Auch insoweit ist eine Verletzung der massgeblichen Beweiswürdigungsregeln nicht zu ersehen. Der Beschwerdeführer macht weiteren Abklärungsbedarf in neuropsychologischer Hinsicht sowie mit Blick auf die Schlafapnoe geltend. Was die letztgenannte betrifft, stellte die Vorinstanz fest, es liege lediglich ein leichtes obstruktives Schlafapnoe-Syndrom vor. Zuletzt seien nach Angaben des Beschwerdeführers keine Sekundenschlafanfälle mehr aufgetreten. Inwiefern die Vorinstanz offensichtlich unrichtige Sachverhaltsfeststellungen getroffen haben sollte, indem sie eine dadurch bedingte Beeinträchtigung der Arbeitsfähigkeit bei Einhaltung des von den Gutachtern formulierten Zumutbarkeitsprofils als nicht gegeben erachtete, ist nicht erkennbar. Gleiches gilt auch insoweit, als sich gemäss Vorinstanz anlässlich der Begutachtung keine Hinweise dafür ergaben, dass der Beschwerdeführer in der Aufmerksamkeit beziehungsweise Konzentration eingeschränkt gewesen wäre, und daher keine diesbezüglichen weiteren Abklärungen erforderlich waren. Schliesslich wird nicht dargetan, inwieweit die vorinstanzliche Feststellung, wonach auch im BEFAS-Bericht vom 31. Mai 2016 eine ganztägige Leistungsfähigkeit bei Ausübung leichter, vorwiegend sitzender Arbeiten bescheinigt worden sei, offensichtlich unrichtig sein sollte. Es ist daher insgesamt nicht zu beanstanden, dass das kantonale Gericht auf die gutachtliche Einschätzung abgestellt hat.
6.2. Inwiefern das kantonale Gericht offensichtlich unrichtige Sachverhaltsfeststellungen getroffen oder die massgeblichen Grundsätze über die Ermittlung des Invalideneinkommens (oben E. 4.2.2) verletzt haben sollte, indem es auf den Totalwert der LSE für einfache Hilfsarbeitertätigkeiten abstellte, wird beschwerdeweise nicht dargetan und ist nicht erkennbar. Dies gilt insbesondere auch insoweit, als geltend gemacht wird, dem Beschwerdeführer seien nur noch Tätigkeiten im Dienstleistungsbereich zuzumuten. Es hat daher mit den vorinstanzlichen Erwägungen zu den erwerblichen Auswirkungen der Gesundheitsschädigung mit dem Ergebnis, es fehle an einem rentenbegründenden Invaliditätsgrad, sein Bewenden.
7.
Gemäss Art. 64 Abs. 1 BGG wird einer Partei die unentgeltliche Rechtspflege nur gewährt, wenn sie bedürftig ist und ihr Rechtsbegehren nicht aussichtslos erscheint (zum Erfordernis der Nichtaussichtslosigkeit auch bei der unentgeltlichen Verbeiständung: Urteil 8C_258/2009 vom 24. August 2009 E. 7 mit Hinweisen). Dem Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege kann zufolge Aussichtslosigkeit der Beschwerde (BGE 129 I 129 E. 2.3.1) nicht entsprochen werden. Die Gerichtskosten werden dem unterliegenden Beschwerdeführer auferlegt (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Kantonsgericht Luzern und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 3. März 2022
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Wirthlin
Die Gerichtsschreiberin: Durizzo