Weldability of high-strength steels using conventional welding methods

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorNummela, Sami
dc.contributor.authorPeltonen, Mikko
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorHänninen, Hannu
dc.date.accessioned2014-12-02T11:02:08Z
dc.date.available2014-12-02T11:02:08Z
dc.date.issued2014-11-24
dc.description.abstractThe objective of this thesis was to compare conventional welding methods and their suitability for high-strength steels as alternative choice for laser or laser-hybrid welding. Test welds were evaluated by visual inspections, tensile tests, impact tests and hardness profiles. Test materials were ferritic-bainitic Optim 700 MC Plus and bainitic-martensitic Optim 900 QC. Parameter windows for each welding process were also determined. In the literature part, the ultra-high-strength steels and how their properties are achieved are discussed. Weldability and transformations in the heat-affected zone, and the effects of cooling time are also discussed. The functionality of conventional welding methods such as metal-active gas welding, plasma arc welding and submerged arc welding are reviewed. Experimental part of the work consists of sample preparation, consumable selection and test equipment introduction for single-pass butt welded specimens. Mechanical testing and metallography were carried out to determine the effect of heat input on the welded materials. The studies showed that the conventional welding methods can produce high quality welds if the possibilities and limitations of each welding method are recognized. Mechanical properties of the welded structure are controlled by the heat input, cooling time from 800 ºC to 500 ºC and consumable. Increased heat input is shown to have a drastic effect on the yield and tensile strength, softening in the heat-affected zone and impact toughness. Modifying the joint preparations for single-pass welding, the dilution rate and heat input can be decreased to enhance the mechanical properties of the welded joint.en
dc.description.abstractTämän diplomityön tavoitteena oli vertailla suurlujuusterästen hitsattavuutta käyttäen perinteisiä liittämismenetelmiä kuten MAG-hitsausta, plasmahitsausta ja jauhekaarihitsausta. Testihitsien soveltuvuutta arvioitiin silmämääräisellä tarkastuksella, vetokokein, iskukokein ja mikrokovuus -mittausten perusteella. Tutkittavat materiaalit olivat ferriittis-bainiittinen Optim 700 MC Plus ja bainiittis-martensiittinen Optim 900 QC. Kirjallisuusosassa käsitellään suurlujuusteräksiä ja miten niiden ominaisuudet ovat saavutettu. Materiaalien hitsattavuutta, mikrorakennemuutoksia ja jäähtymisajan vaiku-tusta muutosvyöhykkeessä tarkastellaan yksityiskohtaisemmin. Perinteisten hitsausme-netelmien käytettävyyttä on lisäksi arvioitu. Kokeellisessa osassa käsitellään hitsattavien koekappaleiden esivalmistelua, lisäainevalintoja sekä testilaitteiston esittely päittäisliitoksille. Lämmöntuonnin vaikutusta suurlujuusteräksille arvioidaan hitsattujen koekappaleiden osalta mekaanisella aineenkoetuksella ja metallografisella tutkimuksella. Tutkitut hitsausmenetelmät soveltuvat suurlujuusterästen yksipalkohitsaukseen, kun niiden rajoitukset ovat tunnistettu. Hitsatun liitoksen mekaaniset ominaisuudet ovat erittäin riippuvaisia lämmöntuonnista, jäähtymisajasta 800 ºC - 500 ºC ja lisäainevalinnoista. Suurella lämmöntuonnilla on merkittävä vaikutus liitoksen myötö- ja murtolujuuteen, muutosvyöhykkeen pehmenemiseen ja iskusitkeyteen. Liitoksen mekaanisia ominaisuuksia voidaan parantaa oikealla lisäainevalinnalla, vähentämällä lämmöntuontia sekä muuttamalla railogeometriaa hitsauslisäaineen ja perusaineen sekoittumisen vähentämiseksi.fi
dc.format.extent118 + 103
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/14537
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201412033090
dc.language.isoenen
dc.programmeKonetekniikan koulutusohjelmafi
dc.programme.majorKoneenrakennnuksen materiaalitekniikkafi
dc.programme.mcodeK3003fi
dc.rights.accesslevelopenAccess
dc.subject.keywordadvanced high-strength steelsen
dc.subject.keywordheat-affected zoneen
dc.subject.keywordmetal-active gas weldingen
dc.subject.keywordplasma arc weldingen
dc.subject.keywordsubmerged arc weldingen
dc.titleWeldability of high-strength steels using conventional welding methodsen
dc.titleSuurlujuusterästen liittäminen perinteisillä hitsausmenetelmilläfi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöen
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi51206
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Peltonen_Mikko_2014.pdf
Size:
20.89 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description: