Ohutlevyn diodilaserhitsaus

Diplomityössä tutkitaan, miten diodilaserhitsauksen ominaisuuksia ja mahdollisuuksia voidaan hyödyntää teollisuuden käytännön sovellutuksissa. Työn alkuosassa esitelläändiodilaserin toimintaperiaatetta ja säteen muodostumista. Lisäksi työssä on esitetty laserin käyttöön liittyviä turvallisuusseikkoja. Hitsaukseen liittyviä teknisiä seikkoja on myös käyty läpi. Työn kokeellisessa osassa tutkitaan kylmävalssatun ja ruostumattoman teräksen hitsattavuutta eri liitosmuodoissa kuten päittäis-, laippa- ja päällekkäisliitoksissa. Hitsauskokeet suoritettiin eri paksuisille levyille. Tavoitteena oli löytää eri levymateriaaleille ja liitosmuodoille oikeat nopeus- ja tehoparametrit. Diodilaserkokeet suoritettiin käyttäen Hämeen ammattikorkeakoulun Riihimäen yksikön 2 kW:n tehoista diodilaserlaitteistoa. Koekappaleet olivat 100 x 200 mm kokoisia. Osalle hitsatuista kappaleista tehtiin vetokokeita ja mikrokovuuskokeita. Hitseille tehtiin silmämääräinen tarkastus ja lisäksi tutkittiin hitsejä mikroskooppikuvauksella. Koekappaleita hitsaamalla selvitettiin teho- ja nopeusparametrit. Hitsattaessa kylmävalssattuja levyjä muodostui hitsausvirheitä T- ja päittäisliitoksissa. Hitsausvirheet huomattiin, kun suoritettiin vetokokeita ja tehtiin hietä. Mutta yleensä kylmävalssattujen levyjen hitsaus onnistui moitteettomasti. Kun hitsaukset suoritettiin käyttämällä ruostumatonta terästä, hitsausvirheitä ei muodostunut, kuten kylmävalssattuihin levyihin. Ruostumattomien terästen hitsaus onnistui moitteettomasti. Tunkeuma molemmissa levytyypeissä oli hyvä. Todettiin, että levyt hitsautuivat yhteen hitsauksen alussa moitteettomasti, mutta loppuosa ei hitsautunut kunnolla, koska lämpötilanmuutos muokkasi levyjen muotoja.

The possibilities and features of diode laser welding, which are to be carried out in practical application as well as in the industry, are studied in this Master's thesis. The principle of the diode laser and the formation of the beam are presented in this thesis. Safety issues dealing with the working methods with the diode laser are also presented. Technical issues regarding the diode laser are introduced. The materials that are researched in the Master's thesis and that are welded include cold rolled steel and stainless steel AISI 304. The welding joints chosen werethe following flange, end-to-end, overlapping and T joint. All the welding tests were done on different thicknesses of the material. The main aim was to find the right speed and power for these joints and materials. The diode laser tests were carried out at the Häme Polytechnic in Riihimäki by using the laser equipment utilizing 2 kW power. Test pieces were cut to the measurement of 100 x 200. The required tests of the material, depending on its shape, were carried out usingtests such as the transverse testile and micro hardness tests. Judging by the results received from these tests, all the needed details were achieved. When welding was carried out on cold rolled steel plates, welding mistakes were noticed to form in the T and end-to-end joints. These welding mistakes were noticed whenthe required tests were done. In general, the welding of roll-coaled steel plates succeeded well. When the welding was carried out on stainless steel plates, these welding mistakes did not occur. The welding of stainless steel plates succeeded as well as hoped. The penetration in both the plate types was noticed to begood. It was also noticed that plates became welded together at the beginning of the welding process, but the end part of the plates was not welded as expectedbecause the change in temperature affected the shape of the plates.