Laadun vaikutus kuulapuhalluksen parannusvaikutukseen hitsiliitoksissa

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan, vaikuttaako hitsin laatu kappaleen väsymiskestävyyteen, kun se jälkikäsitellään kuulapuhalluksella. Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta sekä kokeellisesta tutkimuksesta. Kirjallisuuskatsauksessa käsiteltiin hitsattujen kappaleiden väsymistä, erilaisia mitoitusmenetelmiä, joilla niiden väsymistä mitataan, sekä hitsattujen kappaleiden jälkikäsittelymenetelmiä, etenkin kuulapuhallusta ja sen vaikutusta väsymiseen. Kokeellisessa tutkimuksessa tutkittiin 12 kappaletta, joista 4 hitsattiin normaalilla laadulla, 4 hyvällä laadulla sekä 2 hitsattiin normaalilla laadulla ja kuulapuhallettiin, ja 2 hitsattiin hyvällä laadulla ja kuulapuhallettiin. Kaikki kappaleet testattiin väsytyskokeella ja tulokset analysoitiin.

Väsymiskokeista saatiin tuloksiksi normaalin laadun väsymisluokiksi FAT 141 kaltevuuskertoimella m = 3 sekä FAT 170 kaltevuuskertoimella m = 4,38, ja hyvän laadun väsymisluokiksi FAT 162 kaltevuuskertoimella m = 3 sekä FAT 191 kaltevuuskertoimella m = 3,90. Kuulapuhallettujen kappaleiden väsymisluokat olivat normaalilla laadulla hitsatuille FAT 216 kaltevuuskertoimella m = 3 sekä FAT 253 kaltevuuskertoimella m = 8,90, sekä hyvän laadun väsymisluokat olivat FAT 265 kaltevuuskertoimella m = 3 sekä FAT 320 kaltevuuskertoimella m = 15,60.

Työssä havaittiin, että kappaleiden väsymiskestävyys parani hitsin laadun paranemisen myötä sekä kuulapuhalletuissa että kuulapuhaltamattomissa kappaleissa. Kuulapuhallettujen kappaleiden väsymiskestävyys oli myös parempi, kuin niiden kappaleiden, joita ei jälkikäsitelty kuulapuhaltamalla.

This bachelor's thesis studies whether the quality of weld affects the fatigue strength of a specimen when it is post-treated with shot peening. The thesis consists of a literature review and an experimental study. The literature review covers the fatigue of welded components, different methods used to measure fatigue, and post-treatment methods for welded components, particularly shot peening and its effect on fatigue. In the experimental study 12 specimens were fatigue tested: 4 were welded with normal quality, 4 with good quality, 2 welded with normal quality and shot peened, and 2 welded with good quality and shot peened. After the fatigue tests were done, the results were analyzed.

The FAT classes for normal quality were FAT 141 with a slope m = 3 and FAT 170 with a fitted slope m= 4.38. For good quality FAT 162 with a slope m = 3 and FAT 191 with a fitted slope m = 3.90. FAT classes for shot peened specimens welded with normal quality were FAT 216 with a slope m = 3 and FAT 253 with a fitted slope m = 8.90, and for those welded with good quality were FAT 265 with a slope m = 3 and FAT 320 with a fitted slope m = 15.60.

The study found that the fatigue performance of the specimens improved as the weld quality got better, both in shot peened and non-peened specimens. The fatigue performance of the shot peened components was also better when compared to specimens that were not post-treated with shot peening.