Orbitaali-TIG-hitsauksen kehittäminen compoundputkien hitsaamisessa

Tässä työssä tutkittiin orbitaali-TIG-hitsauksen hyödyntämistä paineenalaisten compoundputkien jatkohitsien hitsaamiseen. Tutkimus tehtiin Warkaus Works Oy:n omistamalle konepajalle. Tutkimuksen tavoitteena oli laatia standardin SFS-EN ISO 15613 mukaan hyväksytty hitsausmenetelmä. Työn kirjallisuuskatsauksessa esiteltiin orbitaalihitsauksessa käytettävät hitsausprosessit ja laitteistot eri liitosmuodoille. Työssä esiteltiin myös kuumavedettyjen compoundputkien valmistusprosessia ja rakennetta. Tämän lisäksi kerrottiin putkien hitsattavuudesta ja hitsauksen esivalmisteluista, sekä käyttökohteista voimalaitoskattilassa. Ennen menetelmäkokeen hitsausta suoritettiin suuri määrä koehitsauksia yrityksen orbitaali-TIG-laitteistolla. Onnistuneiden koehitsausten perusteella laadittiin hitsausohjelma, jolla hitsattiin testiputket menetelmäkokeeseen. Hitsausmenetelmää varten valittiin Sandvikin valmistama compoundputki. Testihitseille suoritettiin rikkomattomia ja rikkovia tarkastuksia. Hyväksyttyjen tarkastusten pohjalta laadittiin hitsausmenetelmän hyväksymispöytäkirjan. Lisäksi diplomityössä verrattiin mekanisoidun hitsauksen hitsausaikaa käsinhitsauksen hitsausaikaa. Orbitaali-TIG-hitsauksen käyttäminen edellyttää hitsattavalta railolta aina mahdollisimman samanlaisen lähtötilanteen, jotta sen suoritusvarmuus saadaan mahdollisimman korkeaksi. Railon valmistamisen tarkkuudella on mahdollista saada riittävän tarkkoja railoja hitsien laadukkaaseen hitsaukseen. Hitsaus edellyttää laitteiston langansyötön ja elektrodin tarkkoja asetuksia, jotta hitsaus on laadukasta. Lisäaineen jähmeä sula ja hitsin tunkeumavaatimus hankaloittavat orbitaalihitsausta.

In this thesis was studied to develop orbital TIG welding for welding pressure composite tube butt welds. The study was made for Warkaus Works workshop. The main objective of study was make standard SFS-EN ISO 15613 qualified welding procedure. In literature review were introduced welding processes and equipments for different joints which are used in orbital welding. In this thesis was also explained manufacturing process and structure of hot extruded composite tube. Also was explained weldability and preparing works of joint welding and use in boilers. Before starting qualification of welding procedure was tested a lot of test welds which were welded by company’s orbital TIG welding equipment. Welding program was made based on acceptable test welds and the same program is used to welding procedure. Test tube to welding procedure was chosen Sandvik composite tube. Test welds were tested by destructive and non-destructive testing methods. Welding Procedure Qualification Record was written of acceptable test results. In this thesis was also compared the mechanized TIG welding and manual welding time. Orbital TIG welding requires identical grooves before welding that the performance assurance can get high as possible. Accuracy of preparation of weld groove and welders instructs allows the precise weld groove. Welding requires exact adjust of wire feed and electrode for good quality welding. Stiff molten mass and the limit of penetration complicates orbital welding.