Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Lasersvetsning: En genomförbarhetsstudie av stora rotationssymmetriska komponenter med varierande materialsorter
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2018 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Laser welding : a study of big rotation symmetrical components of varying materials (English)
Abstract [en]

A big problem with welding is that it is hard to predict how a high heat canaffect different materials. The effects that can appear is shape changes in thematerial and brittle structures. The brittle structures will affect the strengthof the material and if the shape changes are big, the fatigue strength of thecomponents will be limited. A new gear box is under development at VolvoConstruction Equipment. This thesis was created because there currently is alack of documentation and tests in this field. The purpose of the thesis is tocheck if there is any changes to the welded components in the gear box and howthese changes can be avoided.Before the thesis, the company had made test components in a smaller scale.This was made because it is more cost effective and the components are easierto handle in the laser welding station. The prototypes that will go in to the gearbox will be 150-200 percent bigger than the test components.The methods used in this thesis is to investigate if there is support in recentresearch, investigate if here is any practical solution that can be applied directlyand to see if there is a simulation that can be used in the future. During thethesis work there were tensile tests, hardness measurements and microscopicexaminations made to the test components. This was made in order to controlthe strength in the welded parts, assess the risk of cracks and idenftify thestructure of the materials. There were also a comparision made with the articlesthat are welded today at Volvo. In addition to this, a simulation was made byan extern company. This simulation was used in a comparions with the weldedcomponents. These three methods will be validated against each other. Methodsthat are developed for welding most often regards only arc welding and can notbe applied for laser welding. This regards both cooling times and cracking risks.There is an ISO EN-standard to assess pores and cracks, but these often lackclarity.Five of six welded components from the gear box has been investigated in thisthesis. These components has three different materials; low carbon steel, mediumcarbon steel and high carbon steel. The components can be made of two or threewelded parts and depending on which component it is, it has varies mixtures oflow, medium, or high carbon steel.The result shows that very small shape changes occur in the welding componentsregardless of which material they are made in. The low and medium carbon steelsare close to the same hardness as materials that are being welded today andthe tensile tests shows that the geometry can be more limiting than the weldingitself. This gives the low carbon steels good conditions to work. The high carbonsteels contain a lot of pores and cracks and it should be investigated closer ifthey need pre- and post heating. The simulation shows good results and a fullsize prototype test should be executed now. A recommendation for future workis to make a fatigue strength test.

Abstract [sv]

Ett stort problem vid svetsning är att förutspå hur en hög värme kan påverkaolika material. De effekter som kan fås är spröda faser och formförändringar.De spröda faserna kommer att påverka hållfastheten och om formförändringarnaär stora kommer komponentens utmattningshållfasthet att begränsas. En nyväxellåda håller på att utvecklas på Volvo Construction Equipment. Examensarbetetskapades då dokumentation och tester saknas i nuläget. Syftet medexamensarbetet är att kontrollera om förändringar i svetskompletterna sker ochhur de i så fall kan motverkas.Inför examensarbetet hade företaget tillverkat provdetaljer i nedskalat formatför att lättare kunna hantera detaljerna i lasersvetscellen och kunna tillverkadetaljerna mer kostnadseffektivt. Prototyperna som senare ska sitta i växellådankommer vara 150-200 % större än provdetaljerna.Metoderna som används är att undersöka om det finns stöd i forskning för analytiskstudie, titta på en praktisk lösning som kan appliceras direkt samt tittapå en simuleringslösning som kan komma att användas i framtiden. Under arbetetsgång utfördes dragprov, hårdhetsmätning samt undersökning i mikroskop.Detta för att kontrollera styrka i svetsen, bestämma risk för brott och identifierastruktur i materialen. En jämförelse gjordes också mot artiklar som lasersvetsaspå företaget idag. Utöver detta utförde även ett externt företag en simuleringsom jämfördes mot uppsvetsade provdetaljer. Dessa tre bitar kommer att validerasmot varandra. De flesta svetsmetoder som finns i dagsläget är endastgiltiga för bågsvetsning och kan inte appliceras på lasersvetsning. Detta gör attdet är svårt att bestämma avsvalningstider och sprickrisk för lasersvetsning. Detfinns ISO EN standard för att bedöma porer och sprickor men dessa saknar oftatydlighet.I arbetet har fem av sex svetskompletter i växellådan undersökts. Dessa svetskompletterhar tre olika material, ett material av lägre kolhalt, ett av mellankolhaltoch ett av hög kolhalt. Svetskompletterna kan bestå av två eller tresammansvetsade delar som beroende på vilken svetskomplett det är, har olikablandning av hög-, mellan- eller lågkolhaltiga material.Resultatet visar att mycket små formförändringar sker i svetskompletterna oavsettvilket material de består av. De svetskompletter med enbart låg- och mellankolhaltigamaterial håller nära samma hårdhet som de material som svetsasidag samt att dragproven visar att geometrin kan vara mer begränsande änsvetsen. Detta gör att kompletter med enbart de lågkolhaltiga materialen enbra förutsättning att fungera. De kompletter med högkolhaltiga material innehållermycket porer och sprickor. Det bör därför studeras närmare om för-ellereftervärme behöver användas. Simuleringsresultatet visar bra resultat och att simuleraen fullstor prototyp bör nu kunna göras. En rekommendation för fortsattarbete är att utföra utmattningsprov.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 91
Series
TRITA-ITM-EX ; 2018:550
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-232713OAI: oai:DiVA.org:kth-232713DiVA, id: diva2:1236078
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-07-31 Created: 2018-07-31 Last updated: 2018-07-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(17566 kB)1 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 17566 kBChecksum SHA-512
cb72582cd699aaa3566cd5f8d3a06ff413f3c1e325101642d3292ee04a4ea74a15c772226cc65da20940f5bdc20aab29fb76939c533cd2888d4a2c18ef3262ef
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 6 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf