Palloventtiilin laser- ja hybridihitsaus

Abstract

Tämä diplomityö tehtiin osana Vexve Oy:n käynnissä olevaa tutkimusprojektia. Diplomityön tavoitteena oli tutkia palloventtiilirakenteen osien hitsattavuutta laser- ja hybridihitsaamalla. Ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää, soveltuuko laser- ja hybridihitsaus palloventtiilin valmistukseen. Toisena tavoitteena oli selvittää, kumpi laserhitsausmenetelmistä soveltuu paremmin palloventtiilin putkien ja holkin hitsaamiseen.

Diplomityö jakautuu kahteen osaan ja se toteutettiin kvalitatiivisen ja kvantitatiivisen tutkimuksen yhdistelmänä. Ensimmäinen osa on kirjallisuuskatsaus, jossa käsitellään työn sisällön kannalta merkityksellistä aineistoa laserhitsauksesta ja tyypillisistä hitsausvirheistä. Diplomityön kvantitatiivinen osuus suoritettiin hitsaamalla putkien ja putkien ja holkin välisiä liitoksia laser- ja hybridihitsaamalla. Laser- ja hybridihitsauksessa aikaansaatuja tunkeumia tarkasteltiin kappaleista tehtyjen makrohieiden avulla. Osalle makrohieistä tehtiin kovuusmittaukset, jotta kovuudet hitsausvyöhykkeen yli pystyttiin selvittämään.

Tutkimuksessa havaittiin, että palloventtiilin hitsaamisen onnistuu sekä laser- että hybridihitsaamalla. Tutkimuksessa todettiin myös, että pelkällä laserilla hitsaus soveltuu paremmin palloventtiilirakenteen valmistukseen. Kovuustestien perusteella hitsausvyöhykkeiden kovuudet eivät nousseet liian korkeiksi ja hitsausprosessien välinen ero ei ollut merkittävä.

This master’s thesis was done as a part of Vexve Oy’s ongoing research project. The aim of this master’s thesis was to examine the weldability of the parts of a ball valve construction by laser and hybrid laser-arc welding. The first aim was to find out whether laser and hybrid laser-arc welding are suitable to produce ball valves. The second goal was to find out which of the two welding methods is more suitable for welding the body pipes and the bush of the valve.

This master’s thesis is divided into two parts, and it is carried out as a combination of qualitative and quantitative research. The first part is a literature review which discusses material relevant to the content of the work on laser welding and typical welding defects. The quantitative part of the research was performed welding joints between pipes and joints between pipes and bush by laser and hybrid laser-arc welding. The penetrations achieved in laser and hybrid laser-arc welding were examined using macrographic examination. In addition, hardness measurements were made for some of the weld samples to determine the hardness over the weld zone.

The study found that ball valve can be welded with both laser and hybrid laser-arc welding. The study also concluded that laser welding is more suitable to produce the ball valve construction. Based on the hardness tests, the hardness of the welding zones didn’t rise too high, and the difference between the welding processes was not significant.