Kylmämuokatun austeniittisen ruostumattoman teräsputkipalkin hitsaus

Abstract

Diplomityön tavoitteena on selvittää kylmälujitetusta austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä valmistettavan putkipalkin pituussuunnassa hitsaamalla tapahtuvaa valmistusta. Työssä tarkastellaan eri hitsausprosessien lämmöntuonnin ja putkipalkin kylmämuovaamalla tapahtuvan valmistuksen ja hitsin jälkikäsittelynvaikutuksia putkipalkin pituushitsin mekaanisiin ominaisuuksiin. Teoriaosassa on perehdytty austeniittisen ruostumattoman teräksen hitsaukseen, kylmämuokkaamalla lujitetun teräksen käyttäytymiseen hitsauksessa, monipoltinkaari-, TIG-suurtaajuuspulssi- ja kaariavusteiseen laserhitsaukseen. Kokeellisessa osassaon suoritettu koehitsauksia edellä mainituilla menetelmillä kylmälujitetulle austeniittiselle ruostumattomalle teräkselle ja suoritettu saatujen koehitsien mekaanisien ominaisuuksien arviointia. Saatujen koetulosten perusteella ontodettu, että huolimatta hitsauksen lämmöntuonnin kylmämuokatun teräksen lujuusarvoja alentavasta vaikutuksesta on mahdollista valmistaa hitsin osalta perusaineen lujuusluokituksen täyttäviä putkipalkkeja. Tämä johtuu putkipalkin kylmämuovaamalla tapahtuvan valmistuksen ja hitsin jälkikäsittelyn hitsauksessa pehmentyneen vyöhykkeen lujuusarvoja takaisin perusaineen tasolle palauttavasta vaikutuksesta.

The purpose of this thesis is to study the manufacturing process by roll forming and longitudinal welding of a cold work hardened austenic stainless steel tube. The effect of different welding methods, the effect of roll forming of the tube and the effect of weld finishing is studiedagainst the mechanical properties of the tube's longitudinal weld.

The literature survey includes theory of welding of austenic stainless steel, welding of cold work hardened steel, multicathode arc welding, high frequency pulsed TIG-welding and arc assisted laser welding. The experimental partdescribes the methods used in the welding tests and the methods used to study the mechanical properties of the test welds.

The welding test results show that it is possible to maintain the mechanical strength of the coldwork hardened base metal through the manufacturing process of the austenic stainless steel tube even considering the strength lowering effect of the welding processes heat input. This is due to the cold work hardening effect of the cold forming of the tube and the weld finishing method used, and their ability to recover the mechanical strength of the heat affected zone.