Hitsausmenetelmien vaikutukset hitsausvääristymiin
Sippola, Iiro (2023)
Sippola, Iiro
2023
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305045268
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305045268
Tiivistelmä
Hitsauksesta seuraa aina lämpökuormaa työkappaleeseen, mikä aiheuttaa hitsausvääristymiä, jos niitä ei etukäteen oteta huomioon. Hitsausvääristyminen aiheuttaa taipuneita kappaleita, jotka eivät sovi yhteen toisien osien kanssa. Vääristymisen takia työkappaleille joudutaan jättämään myös suuremmat työstövarat, jotka kasvattavat materiaali- ja työstökonekustannuksia. Vääristyneiden kappaleiden oikominen siis kuluttaa aikaa ja rahaa, mikä voidaan välttää oikean hitsausmenetelmän, ennaltaehkäisymenetelmien ja oikean materiaalivalinnan kautta. Työssä keskitytään materiaaliltaan teräksisiin ohutlevyihin eli noin 0,5–5 mm vahvuisiin levyihin, joissa hitsausvääristymät näyttelevät tärkeää osaa. Työn tarkoituksena on tuottaa tutkimustietoa, joka auttaisi hitsausmenetelmien ja -materiaalien valinnassa silloin, kun halutaan välttää hitsausvääristymiä.
Työ jakaantuu kolmeen päälukuun, joista ensimmäinen käsittelee erilaisia hitsausmenetelmiä ja niiden välisiä eroja ja erojen syitä. Toisessa pääluvussa käsitellään hitsausvääristymien ennaltaehkäisymenetelmiä, jotka ovat myös tärkeässä osassa muodonmuutosten välttämisessä. Kolmantena päälukuna työssä vertaillaan eri terästyyppien hitsattavuutta ja niiden välisiä vääristymäherkkyyksiä. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksen muodossa, eikä siihen sisältynyt käytännön kokeita.
Työstä selvisi, että laserhitsaaminen tarkemmin avaimenreikälaserhitsaus tuottaa vähiten vääristymiä työkappaleeseen. Laserhitsauksen lisäksi myös elektronisuihkuhitsaus tuottaa todella vähän vääristymiä. MIG/MAG-hitsaus näyttää tuottavan yleisesti vähemmän muodonmuutoksia kuin TIG-hitsaus, vaikka joissain sovellutuksissa tilanne voikin kääntyä päinvastaiseksi. Laserhitsausta sekä kaasukaarihitsausprosesseja voidaan myös pulssittaa, jolloin työkappaleen lämpökuormaa saadaan vähennettyä, mutta silloin hitsausnopeus pienenee ja hitsausprosessi muuttuu epävakaammaksi. Ennaltaehkäisymenetelmiä löytyy useita, joista monet ovat yksinkertaisia asioita, kuten oikea hitsausjärjestys taka-askelhitsaamalla, hitsauskiinnittimien eli jigien ja juuritukien käyttäminen sekä huolellinen silloitushitsaus. Terästyypeistä selviää, että austeniittiset vakioteräkset ja austeniittis-ferriittiset eli duplex teräkset ovat parhaiten hitsattavia. Näistä kahdesta terästyypistä duplex-teräksen hitsaus on haastavampaa, mutta se tuottaa vähemmän hitsausvääristymiä.
Työ jakaantuu kolmeen päälukuun, joista ensimmäinen käsittelee erilaisia hitsausmenetelmiä ja niiden välisiä eroja ja erojen syitä. Toisessa pääluvussa käsitellään hitsausvääristymien ennaltaehkäisymenetelmiä, jotka ovat myös tärkeässä osassa muodonmuutosten välttämisessä. Kolmantena päälukuna työssä vertaillaan eri terästyyppien hitsattavuutta ja niiden välisiä vääristymäherkkyyksiä. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksen muodossa, eikä siihen sisältynyt käytännön kokeita.
Työstä selvisi, että laserhitsaaminen tarkemmin avaimenreikälaserhitsaus tuottaa vähiten vääristymiä työkappaleeseen. Laserhitsauksen lisäksi myös elektronisuihkuhitsaus tuottaa todella vähän vääristymiä. MIG/MAG-hitsaus näyttää tuottavan yleisesti vähemmän muodonmuutoksia kuin TIG-hitsaus, vaikka joissain sovellutuksissa tilanne voikin kääntyä päinvastaiseksi. Laserhitsausta sekä kaasukaarihitsausprosesseja voidaan myös pulssittaa, jolloin työkappaleen lämpökuormaa saadaan vähennettyä, mutta silloin hitsausnopeus pienenee ja hitsausprosessi muuttuu epävakaammaksi. Ennaltaehkäisymenetelmiä löytyy useita, joista monet ovat yksinkertaisia asioita, kuten oikea hitsausjärjestys taka-askelhitsaamalla, hitsauskiinnittimien eli jigien ja juuritukien käyttäminen sekä huolellinen silloitushitsaus. Terästyypeistä selviää, että austeniittiset vakioteräkset ja austeniittis-ferriittiset eli duplex teräkset ovat parhaiten hitsattavia. Näistä kahdesta terästyypistä duplex-teräksen hitsaus on haastavampaa, mutta se tuottaa vähemmän hitsausvääristymiä.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8709]