Ruostumattomien terästen hinta on kasvanut maailman laajuisen kysynnän kasvun
seurauksena. Samoin on käynyt myös ruostumattomien terästen valmistukseen
käytettävien seosaineiden hinnalle. Terästen valmistajat ovatkin kehittäneet lean
duplex teräksiä vastatakseen hintatietoisten markkinoiden kysyntään. Näissä lean
duplex teräksissä kalliita seosaineita kuten nikkeliä ja molybdeenia on korvattu
typellä ja mangaanilla. Houkutteleviksi vaihtoehdoiksi perinteisille
ruostumattomille teräksille lean duplex laadut tekee myös niiden hyvät lujuus- ja
korroosio-ominaisuudet.
Kirjallisuus osio esittelee lasereiden toimintaperiaatteen. Myös
avaimenreikähitsauksen periaate on esitetty. Ruostumattomien terästen yleisimmät
seosaineet ovat esitelty, kuten myös syy niiden seostamiseen. Ruostumattomat
duplex-teräkset on esitelty samoin kuin lean duplex teräkset.
Kokeellisen osion koehitsit hitsattiin osin samalla tuotantolinjalla lopputuotteen
kanssa ja osin laboratoriossa. Koemateriaaleina olivat lean duplex teräkset 1.4162
ja 1.4362 joiden materiaalipaksuudet olivat 1.2 mm ja 1.5 mm. Hitsatuille
lamelleille tehtiin painetestaus. Makroskopiaa ja valomikroskopiaa käytettiin
koehitsien arvioinnissa kuten myös ristivetokoetta. Kiinnostavimmista hitseistä
määritettiin myös faasisuhde.
Lean duplex teräs 1.4362 havaittiin sopivammaksi laaduksi tämän kaltaisessa
sovelluksessa, mutta myös laatu 1.4162 täyttää sovelluksen hitsille asetetut
vaatimukset, tosin huomattavasti pienemmässä parametri ikkunassa. Valittu menetelmä
faasisuhteen määrittämiseen osoittautui epätarkaksi, joten faasisuhteen
osalta tämän tutkimuksen tulokset ovat vain suuntaa-antavia.
The price of alloying elements and the stainless steels has risen due the growing
demand. In order to meet the requirements of the price aware markets the steel
manufacturers have developed so called lean duplex grades to offer more
competitive steel grades. These lean duplex grades are less alloyed with expensive
substances such as nickel and molybdenum. To replace these expensive alloying
elements nitrogen and manganese are used. The good strength properties and in
some environment excellent corrosion properties makes these lean duplexes often
good alternatives for traditional stainless grades.
The literature review covered the principle of lasers as well as the principle of key
hole laser welding. The stainless steels are briefly presented as are the main
alloying elements. The duplex stainless steels and lean duplex stainless steels are
presented.
The laser welding experiments were partly made in the production line of actual
end product and partly in laboratory. The test materials were lean duplex stainless
steels 1.4162 and 1.4362 with sheet thicknesses of 1.2 and 1.5 mm. The pressure
tests were done to test lamellas. Macroscopic and microscopic studies were made
in order to evaluate the welds as well as destructive study. The phase balance of
some of most interesting test welds were determined
Grade 1.4362 was found to be more suitable for application presented in this study,
and the grade 1.4162 also met the requirements for welds, but in smaller parameter
window. The chosen method to measure phase balance was found to be too
inaccurate so that results obtained in this study has to be considered suggestive.
