Resistance spot welding parameters and the impact on shear force of the joint
Tuominen, Jyri (2021)
Diplomityö
Tuominen, Jyri
2021
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021042927963
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021042927963
Tiivistelmä
Production of reinforcement meshes is based on resistance spot welding method and the variation and properties of raw material within the limits set by the standard SFS 1300:2020. Quality of reinforcements is regulated strictly due to their critical importance for the safety of concrete buildings and structures.
The aim of this research was to optimize reinforcement mesh welding parameters for the one reinforcement mesh welding plant, owned by company I represent, so that the required quality can be achieved reliably with lowest possible parameters. In this study, optimization means lowest possible parameters which can reliably achieve quality demands and it can be considered as efficiency.
Base for this research is created on literature research about resistance spot welding, Taguchi method and get to known with regulations set by standards according reinforcement meshes. Four experiment sets were executed separately by using Taguchi method with defined parameter levels based on their original values. Taguchi analysis provided wider view about that how each parameter affected to shear force of the joint.
With the results from Taguchi analysis, optimized parameter matrices were counted for those parameters which it was possible. These parameters were welding current, welding pressure and weld time. High standard deviation caused inaccuracy to results and because of that some of the parameters are still unoptimized. It was not possible to diagnose the effect of those parameters to shear force of welding joint. Betoniteräsverkkojen tuotanto perustuu vastuspistehitsaukseen ja standardin SFS 1300:2020 asettamissa rajoissa tapahtuvaan raaka-aineen vaihteluihin ja ominaisuuksiin. Raudoitteiden laatua säädellään tarkasti johtuen niiden kriittisestä merkityksestä betonirakennusten ja -rakenteiden kestävyyden kannalta.
Tämän työn tavoitteena on optimoida betoniteräsverkkojen hitsauksessa käytettäviä parametrejä yhdellä edustamani yrityksen verkkokoneista siten, että vaadittu laatu voidaan tavoittaa luotettavasti mahdollisimman alhaisilla parametreilla. Tässä tutkimuksessa matalimmat mahdolliset parametrit, joilla voidaan saavuttaa standardin asettama laatu, voidaan pitää tehokkuutena.
Tutkimuksen pohja luodaan kirjallisuustutkimuksella vastuspistehitsauksesta, Taguchi – menetelmästä ja varmistutaan standardien asettamista vaatimuksista betoniteräsverkon osalta. Taguchi – menetelmää hyödyntäen suoritettiin neljä erillistä koeajoa käyttäen määriteltyjä parametrien tasoja perustuen niiden alkuperäisiin arvoihin. Taguchi - analyysin avulla saadaan laajempi kuva siitä, miten eri parametrit vaikuttavat hitsausliitoksen leikkauslujuuteen.
Taguchi – menetelmästä saatujen tuloksien avulla laskettiin optimoidut taulukot niille parametreille, joille se oli mahdollista. Nämä parametrit olivat hitsausvirta, -paine ja -aika. Korkea keskihajonta aiheutti epätarkkuutta tuloksiin ja tämän vuoksi osa parametreistä jää optimoimatta. Niiden suoraa vaikutusta hitsausliitoksen leikkauslujuuteen ei voitu todeta.
The aim of this research was to optimize reinforcement mesh welding parameters for the one reinforcement mesh welding plant, owned by company I represent, so that the required quality can be achieved reliably with lowest possible parameters. In this study, optimization means lowest possible parameters which can reliably achieve quality demands and it can be considered as efficiency.
Base for this research is created on literature research about resistance spot welding, Taguchi method and get to known with regulations set by standards according reinforcement meshes. Four experiment sets were executed separately by using Taguchi method with defined parameter levels based on their original values. Taguchi analysis provided wider view about that how each parameter affected to shear force of the joint.
With the results from Taguchi analysis, optimized parameter matrices were counted for those parameters which it was possible. These parameters were welding current, welding pressure and weld time. High standard deviation caused inaccuracy to results and because of that some of the parameters are still unoptimized. It was not possible to diagnose the effect of those parameters to shear force of welding joint.
Tämän työn tavoitteena on optimoida betoniteräsverkkojen hitsauksessa käytettäviä parametrejä yhdellä edustamani yrityksen verkkokoneista siten, että vaadittu laatu voidaan tavoittaa luotettavasti mahdollisimman alhaisilla parametreilla. Tässä tutkimuksessa matalimmat mahdolliset parametrit, joilla voidaan saavuttaa standardin asettama laatu, voidaan pitää tehokkuutena.
Tutkimuksen pohja luodaan kirjallisuustutkimuksella vastuspistehitsauksesta, Taguchi – menetelmästä ja varmistutaan standardien asettamista vaatimuksista betoniteräsverkon osalta. Taguchi – menetelmää hyödyntäen suoritettiin neljä erillistä koeajoa käyttäen määriteltyjä parametrien tasoja perustuen niiden alkuperäisiin arvoihin. Taguchi - analyysin avulla saadaan laajempi kuva siitä, miten eri parametrit vaikuttavat hitsausliitoksen leikkauslujuuteen.
Taguchi – menetelmästä saatujen tuloksien avulla laskettiin optimoidut taulukot niille parametreille, joille se oli mahdollista. Nämä parametrit olivat hitsausvirta, -paine ja -aika. Korkea keskihajonta aiheutti epätarkkuutta tuloksiin ja tämän vuoksi osa parametreistä jää optimoimatta. Niiden suoraa vaikutusta hitsausliitoksen leikkauslujuuteen ei voitu todeta.