Hitsin väsymiskestävyyttä lisäävien käsittelyiden vaikutus kappaleen paksuuden yli
Eloranta, Oleksi (2025)
Kandidaatintyö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061668687
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061668687
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkitaan toispuoleisten jälki- ja esikäsittelymenetelmien; HFMI-jälkikäsittelyn, TIG-jälkikäsittelyn ja esijännityksen vaikutusta pitkittäisripaliitoksen väsymiskestävyyteen. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten nämä käsittelyt vaikuttavat erityisesti käsittelemättömälle puolelle levyn paksuuden yli ja vertailla eri menetelmien tehokkuutta.
Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksen ja laboratoriokokeiden avulla. Testikappaleet valmistettiin D690QT- ja A36-teräksistä ja niihin sovellettiin käsittelyjä toispuoleisesti. Väsymiskokeet suoritettiin RUMUL-resonanssitestilaitteella ja tuloksia analysoitiin muun muassa S-N-käyrien, jäännösjännitysmittausten ja kulmavirheiden perusteella.
Jälkikäsittely tehtiin tutkittavan liitoksen vastakkaiselle puolelle. Jäännösjännityksillä havaittiin olevan merkittävä vaikutus väsymiskapasiteettiin, kun taas kulmavirheen vaikutus oli vähäisempi. Työn johtopäätöksenä esitetään, että toispuoleinen käsittely voi parantaa myös käsittelemättömän puolen väsymiskestävyyttä, mikä mahdollistaa tehokkaamman ja taloudellisemman valmistuksen esimerkiksi laivanrakennuksessa. This bachelor's thesis investigates the effects of one-sided post- and pre-treatment methods; HFMI, TIG dressing, and prestressing on the fatigue life of longitudinal rib joints. The objective is to determine how these treatments influence the fatigue performance of the untreated side across the plate thickness and to compare the effectiveness of each method.
The study combines a literature review with laboratory experiments. Test specimens were fabricated from D690QT and A36 steels and subjected to fatigue testing using a RUMUL resonance testing machine. The treatments were applied only to one side of the joint to assess their influence on the opposite, untreated side. The results were analysed using S-N curves, residual stress measurements, and angular distortion evaluations.
Post-processing was performed on the opposite side of the joint under investigation. Residual stresses were found to have a significant impact on fatigue performance, whereas angular distortion had a lesser influence. The study concludes that one-sided treatments can enhance the fatigue life of the untreated side, offering potential for more efficient and cost-effective manufacturing, particularly in applications such as shipbuilding where access to both sides of a joint may be limited.
Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksen ja laboratoriokokeiden avulla. Testikappaleet valmistettiin D690QT- ja A36-teräksistä ja niihin sovellettiin käsittelyjä toispuoleisesti. Väsymiskokeet suoritettiin RUMUL-resonanssitestilaitteella ja tuloksia analysoitiin muun muassa S-N-käyrien, jäännösjännitysmittausten ja kulmavirheiden perusteella.
Jälkikäsittely tehtiin tutkittavan liitoksen vastakkaiselle puolelle. Jäännösjännityksillä havaittiin olevan merkittävä vaikutus väsymiskapasiteettiin, kun taas kulmavirheen vaikutus oli vähäisempi. Työn johtopäätöksenä esitetään, että toispuoleinen käsittely voi parantaa myös käsittelemättömän puolen väsymiskestävyyttä, mikä mahdollistaa tehokkaamman ja taloudellisemman valmistuksen esimerkiksi laivanrakennuksessa.
The study combines a literature review with laboratory experiments. Test specimens were fabricated from D690QT and A36 steels and subjected to fatigue testing using a RUMUL resonance testing machine. The treatments were applied only to one side of the joint to assess their influence on the opposite, untreated side. The results were analysed using S-N curves, residual stress measurements, and angular distortion evaluations.
Post-processing was performed on the opposite side of the joint under investigation. Residual stresses were found to have a significant impact on fatigue performance, whereas angular distortion had a lesser influence. The study concludes that one-sided treatments can enhance the fatigue life of the untreated side, offering potential for more efficient and cost-effective manufacturing, particularly in applications such as shipbuilding where access to both sides of a joint may be limited.