Auton turvakorin suurlujuusteräksisten rakenteiden korjaushitsaaminen

Abstract

Auton turvakorin matkustajan turvallisuudelle tärkeät rakenteet valmistetaan yhä lujemmista teräksistä. Terästen hyvät mekaaniset ominaisuudet perustuvat tarkkoihin mikroseostuksiin, lämpökäsittelyihin sekä erilaisiin muovauksiin mikrorakenteen muokkaamiseksi. Näistä teräksistä valmistettujen rakenteiden vaurioituessa täytyy korjaushitsaaminen suorittaa noudattaen tarkkoja ohjeistuksia, jotta törmäysturvallisuudelle asetetut vaatimukset täyttyvät. Korjaushitsaamisen jälkeen ei voida suorittaa valmistuksen tapaan lämpökäsittelyjä, minkä vuoksi mekaanisten ominaisuuksien säilyttäminen suuren lujuuden omaavilla teräksillä on erittäin haastavaa.

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli tarkastella korjaushitsaamisesta aiheutuvaa mekaanisten ominaisuuksien heikentymistä auton turvakoreissa käytetyissä suurlujuusteräksissä. Työssä tarkasteltiin eri hitsausmenetelmien sekä niiden lämmöntuonnin vaikutusta korjaushitsattavan teräksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin hitsausvyöhykkeellä. Tutkimus laadittiin kirjallisuusselvityksenä, missä lähteinä hyödynnettiin pääasiassa tieteellisiä tutkimuksia sekä kirjoja.

Työssä todettiin, että merkittävimmät hitsausvyöhykkeen mekaanisiin ominaisuuksiin vaikuttavat asiat ovat lämmöntuonnin kontrollointi, esi- ja jälkilämmitys, perusmateriaalin mekaaniset ominaisuudet sekä teräksen seosteisuus. Tarkasteltujen kovuusprofiilien perusteella kaikista lujimmilla eli PHS- ja DP-teräksillä esiintyneet erot hitsausalueen eri osien kovuuksissa olivat suurimmat. Erityisesti vanhemmissa autoissa laajasti käytettyjen HSLA-terästen kovuuserot hitsauksen jälkeen eivät olleet lähellekään yhtä suuret verrattuna uudempiin ja lujempiin teräksiin. Laserhitsauksen todettiin myös mahdollisesti olevan tulevaisuudessa hyvä korjaushitsausmenetelmä tarkan lämmöntuontinsa ja sitä kautta mahdollisimman pienen mekaanisia ominaisuuksia heikentävän lämpövaikutusalueensa ansiosta.