Kaarijuoton käyttö väsymiskriittisissä ratkaisuissa raideliikenteen rakenteissa
Räsänen, Jeremias (2022)
Diplomityö
2022
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061647181
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061647181
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia kaarijuoton käytön hyötyjä perinteisen hitsauksen korvaajana, työn teettäjän Škoda Transtech Oy:n kiskokalustotuotteissa. Diplomityön päätavoitteena on tutkia, voitaisiinko kaarijuoton avulla kasvattaa liitosten väsymiskestävyyttä sekä luopua korroosioriskistä aiheutuvasta ympärihitsaustarpeesta.
Diplomityöhön on tehty kirjallisuuskatsaus kaarijuotosta, jossa selvitetään yleisesti kaarijuottoprosessin periaatteita, sekä esitetään kirjallisuuslähteiden avulla kaarijuoton hyötyjä ja haittoja verrattuna perinteiseen hitsaukseen. Näiden perusteella arvioidaan mahdollisia kohdeyritykselle hyödyllisiä kaarijuoton sovelluskohteita.
Kohdeyrityksen kannalta tärkeitä tuloksia saavutetaan kaarijuoton testausprosessin aikana, jonka perusteella voidaan todeta kaarijuottamisen onnistuvan konepajaolosuhteissa. Toinen merkityksellinen tulos saavutetaan huomattaessa, ettei juoteaineen juoksevuus ole riittävä ympärihitsaustarpeesta luopumiseen. Diplomityön päätulokset saavutetaan tieteellisten testien tulosten perusteella, joiden analysoinnissa voidaan todeta konepajaolosuhteissa tehtyjen kaarijuottoliitosten käyttäytyvän teorian mukaisesti. Tämän perusteella suurimmaksi kaarijuoton hyödyksi osoittautuisi väsymiskriittisten liitosten muodostaminen, joka vaatii kuitenkin jatkotutkimuksia rakenteiden tarkastelussa esimerkiksi FEM-malleja hyödyntäen. The purpose of this master´s thesis is to study the benefits of arc brazing as a substitute for traditional welding in the rolling stock products of Škoda Transtech Oy. The main goal of the thesis is to investigate whether arc brazing could increase the fatigue resistance of joints and eliminate the need for all around welding due to the risk of corrosion.
Thesis includes the literature review of arc brazing, in which the principles of the arc brazing process are explained in general. Also, the advantages and disadvantages of arc brazing compared to traditional welding are presented in literature review with the help of literature sources. Based on these, potential applications of arc brazing for the company are evaluated.
Results that are important for the company are achieved during the arc brazing testing process, based on which it can be stated that arc brazing can be done successfully in the workshop conditions. Another significant result is obtained when it is noticed that the flowability of the filler material is not sufficient to eliminate the need for all around welding. The main results of the thesis are obtained based on the results of scientific tests, in the analysis of which it can be stated that the arc brazed joints made under of the workshop conditions behave in accordance with the theory. Based on this, the greatest benefit of arc brazing would be the formation of fatigue-critical joints, which, however, requires further studies in the examination of structures using, for example, FEM models.
Diplomityöhön on tehty kirjallisuuskatsaus kaarijuotosta, jossa selvitetään yleisesti kaarijuottoprosessin periaatteita, sekä esitetään kirjallisuuslähteiden avulla kaarijuoton hyötyjä ja haittoja verrattuna perinteiseen hitsaukseen. Näiden perusteella arvioidaan mahdollisia kohdeyritykselle hyödyllisiä kaarijuoton sovelluskohteita.
Kohdeyrityksen kannalta tärkeitä tuloksia saavutetaan kaarijuoton testausprosessin aikana, jonka perusteella voidaan todeta kaarijuottamisen onnistuvan konepajaolosuhteissa. Toinen merkityksellinen tulos saavutetaan huomattaessa, ettei juoteaineen juoksevuus ole riittävä ympärihitsaustarpeesta luopumiseen. Diplomityön päätulokset saavutetaan tieteellisten testien tulosten perusteella, joiden analysoinnissa voidaan todeta konepajaolosuhteissa tehtyjen kaarijuottoliitosten käyttäytyvän teorian mukaisesti. Tämän perusteella suurimmaksi kaarijuoton hyödyksi osoittautuisi väsymiskriittisten liitosten muodostaminen, joka vaatii kuitenkin jatkotutkimuksia rakenteiden tarkastelussa esimerkiksi FEM-malleja hyödyntäen.
Thesis includes the literature review of arc brazing, in which the principles of the arc brazing process are explained in general. Also, the advantages and disadvantages of arc brazing compared to traditional welding are presented in literature review with the help of literature sources. Based on these, potential applications of arc brazing for the company are evaluated.
Results that are important for the company are achieved during the arc brazing testing process, based on which it can be stated that arc brazing can be done successfully in the workshop conditions. Another significant result is obtained when it is noticed that the flowability of the filler material is not sufficient to eliminate the need for all around welding. The main results of the thesis are obtained based on the results of scientific tests, in the analysis of which it can be stated that the arc brazed joints made under of the workshop conditions behave in accordance with the theory. Based on this, the greatest benefit of arc brazing would be the formation of fatigue-critical joints, which, however, requires further studies in the examination of structures using, for example, FEM models.