Lujien terästen hitsauksen kehittäminen

Työn teoriaosuudessa käsitellään lujia hitsattavia teräksiä sekä niiden hitsauksessa huomioitavia erityispiirteitä. Työssä esitellään hitsattavuuden arviointiin kehitettyjä teoreettisia menetelmiä sekä otetaan kantaa hitsauksen suoritustekniikkaan ja lisäainevalintaan. Myös lujien terästen hitsauksessa tyypilliset hitsausvirheet on käsitelty tässä työssä. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin metsäteknologian tuotteita valmistavan metalliyrityksen käyttämien lujien terästen hitsattavuus ja hitsauksen esivalmistelujen tarpeellisuus. Kokeelliseen osioon kuului myös sopivan lisäainelangan valinta sekä tarkempaan tarkasteluun valitun esimerkkituotteen hitsien laadun selvittäminen. Tutkimuksissa käytettyjä menetelmiä olivat makro- ja mikrohietutkimus, hitsausliitoksen poikittainen vetokoe, Vickersin kovuuskoe ja murtokoe. Tarkasteluissa peilautuu myös hitsauksen automatisoinnin vaikutukset lujien terästen hitsaukseen. Kokeellisessa osiossa huomattiin nuorrutettujen terästen pehmeneminen liian suurella lämmöntuonnilla. Termomekaanisesti valssatut teräkset ovat paremmin hitsattavissa kuin nuorrutetut ja karkaistut teräkset. Kyseessä olevassa yrityksessä hitsattavien materiaalien paksuudet ovat pääsääntöisesti niin ohuita, ettei korotettua työlämpötilaa tarvita. Alilujat lisäaineet soveltuvat hitsauslisäaineeksi tuotantokäyttöön muutamia tuotekohtaisia poikkeuksia lukuun ottamatta.

Weldability high strength steels and their characters are presented in this thesis. There are several methods to evaluate weldability of low alloyed steels which are introduced in this paper. The performance of welding, choice of filler material and possible welding defects are also discussed. In the practical part of the thesis includes a weldability analysis of high strength steels used in a metal workshop. The workshop operates in the field of forest technology. A suitable filler material was chosen and qualities of the welds in the example product were inspected. The methods for testing were macroscopic and microscopic examinations, a transverse tensile test, Vickers hardness test and a fracture test. Possibility for automated welding is noticed when discussing welding high strength steels. The practical part of the thesis revealed softening in the heat affected zone when welding quenched and tempered steel. Termomechanically rolled steels are more suitable for welded constructions than hardened or quenched and tempered steels. Based on low material thickness preheating is not necessary. Undermatching filler materials can be used with some product-specific restrictions.