465102A Konetekniikan materiaalit, 5op

Transkriptio

1 465102A Konetekniikan materiaalit, 5op Luento n:o 6 materiaalinvalinnasta Timo Kauppi

2 Yleistä Tuotteen suunnittelemiseen liittyy aina tärkeänä osana materiaali(e)n valinta. Lähtöaineksen laatu, mitat ja muoto on tavalla tai toisella määritettävä. On olemassa erilaisia tapoja valita materiaali. Yleisimmin materiaali valitaan jollakin alla olevan kuvan menettelyllä: standardivalinta tuotevalinta systemaattinen valinta. Näistä kolmesta standardivalinta ja tuotevalinta ovat ylivoimaisesti käytetyimpiä. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

3 Yleistä Tuotteen ja materiaalin vaatimusprofiilista sekä materiaalin ominaisuusprofiilista lähtevä valinta vaatii sen sijaan runsaasti tiedonhankintaa ja työtä. Niinpä sitä käytetään lähinnä uusien tai uudistettujen tuotteiden materiaalien valinnassa. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

4 Standardivalinta Materiaalinvalinta yksittäistuotteita tuottavassa konepajassa on käytännössä useimmiten päivittäistä rutiinityötä. Samantapaisia tuotteita on suunniteltu ja suunnitellaan jatkuvasti. Materiaali otetaan tavallisesti standardoitujen varastolaatujen joukosta. Standardilaadut ja mitat on valittu yksittäisten tuotteiden materiaalitarpeiden perusteella siten, että tuotteiden laatu- ja hintavaatimukset täyttyvät mahdollisimman hyvin. Materiaalin valintaan tarvittavia tietoja saadaan yrityksen sisäisten standardien ja varastoluetteloiden lisäksi suunnitteluohjeista, asiakkaan ohjeista, viranomaismääräyksistä ja käyttökokemuksista. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

5 Standardivalinta Materiaalin standardivalintaan uhrattu työpanos ja siten yritykselle aiheutuva palkkakustannus on pieni. Standardivalinta lisää mahdollisimman vähän tuotteen suunnittelukustannuksia. Menettely on myös turvallinen. Epäonnistumisia ei juurikaan tapahdu, sillä ratkaisut ovat moneen kertaan käytännössä testattuja ja siten toimivia. Standardivalinnan vaarana on huomaamaton jälkeen jääminen kehityksestä. Samoja vanhoja ratkaisuja toistetaan, vaikka uudet ja paremmat materiaalit ovat vallanneet markkinat. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

6 Standardivalinta Tuotteiden materiaalivalinnat pitäisi tarkistaa vähintään 10 vuoden välein, vaikka varsinaista syytä ei olisi tullutkaan esille. Tarkistus kohdistetaan tiettyyn tuoteryhmään tai materiaalivaraston laatu- ja mittastandardeihin sekä varastotavaravalikoimaan. Siten tutkitaan, onko materiaalinvalintamenettely pysynyt ajan tasalla. Jos kustannusten kannalta on samantekevää pitäydytäänkö tuttuihin materiaalilaatuihin vai siirrytäänkö uusiin, parasta on käyttää uusia materiaalilaatuja. Näin menetellen uusista materiaalilaaduista saadaan käyttökokemuksia, niitä opitaan käsittelemään ja niiden käytöstä koituvia etuja opitaan käyttämään hyväksi. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

7 Tuotevalinta Tehtäessä sopimus tuotteen suunnittelusta, valmistamisesta ja asentamisesta sovitaan samalla materiaalit, joista tuote rakennetaan. Suunnittelijan tehtäväksi jää sovittujen materiaalien käyttäminen ja konstruktion suunnittelu materiaaliominaisuuksien perusteella. Materiaalin tuotevalinnassa on valintaperusteena pitkän ajan käyttökokemus vastaavista tuotteista. Kysymyksessä on eräänlainen koko tuotetta koskeva materiaalinvalinnan kertaratkaisu eli standardi. Eräiden tuotteiden laskenta- ja suunnitteluohjeet opastavat valintaa. Näin tehdyt valinnat ovat osoittautuneet teknisesti onnistuneiksi ja kustannuksiltaan edullisiksi. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

8 Systemaattinen valinta Tuotteen käyttö, valmistus ja markkinointi asettavat materiaalille omia vaatimuksiaan. Valitun materiaalin on täytettävä nämä vaatimukset mahdollisimman hyvin. Valintaan on perehdyttävä perusteellisesti etenkin silloin, kun kyseessä on uusi tai uudistettu tuote. Menettelynä on tällöin materiaalin systemaattinen valinta. Materiaalin systemaattinen valinta sisältää seuraavat vaiheet: tuotteen ja osan vaatimusprofiilin laatiminen materiaalin vaatimusprofiilin laatiminen materiaalin ominaisuusprofiilin laatiminen materiaalin valinta Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

9 Vaatimusprofiili Rakenneosaan kohdistuu vaatimuksia osan toiminnasta, käyttöoloista, valmistuksesta ja kustannuksista. Tärkeintä on ensin pystyä teknisesti valmistamaan osa, saada se toimimaan ja kestämään. Järjestyksessä seuraavia kehityskohteita ovat pitkän aikavälin kestävyys, kustannusten suhde ominaisuuksiin ja valmistusmenetelmien kehittäminen. Osan toiminnoista aiheutuu vaatimuksia itse osalle: muodon säilytys öljysäiliöille, kuormankanto nostokoukulle jne. Käyttöolot asettavat omat vaatimuksensa. Valmistusmenetelmien vaatimukset kohdistuvat valmistuksen mahdollisuuteen, helppouteen ja kustannuksiin. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

10 Toimintojen asettamat vaatimukset vaatimuksia materiaalille osan tai kokonaisuuden tekemien toimintojen kautta Rikhard o: Lahtinen tasomainen ei liukas tukeva kova hyvä energian varastointikyky Materiaalioppi 1 T. Kauppi muodon säilyttäminen kuormankantokyky energian sitominen lämmönjohtokyky sähkönjohtokyky pintaominaisuudet paino yleensä päädytään kompromisseihin vrt. keveys / kuormankantokyky

11 Käyttöolosuhteiden asettamat vaatimukset käyttöolosuhteiden tai ympäristön asettamat vaatimukset lämpötila ja sen vaihtelut lämpölaajeneminen viruminen kylmähauraus ympäristö ilmasto kemiallinen sähköinen biologinen Materiaalioppi 1 T. Kauppi

12 Valmistusmenetelmien asettamat vaatimukset valmistusmenetelmät asettavat myös vaatimuksia materiaalille hitsattavuus työstettävyys särmättävyys pinnanlaatu syvävedettävyys Materiaalioppi 1 T. Kauppi

13 Taloudellisuusvaatimukset suorat valmistuskustannukset materiaalikustannukset työkustannukset lämpökäsittelykustannukset viimeistelykustannukset varastointikustannukset pääomakulut käsittelykulut testauskulut materiaalin vaihtamisesta aiheutuvat kustannukset konstruktionmuutoskulut varastoinninmuutoskulut LCC (Life Cycle Cost) analyysi Materiaalioppi 1 T. Kauppi

14 Materiaalin vaatimusprofiili Rakenneosaan kohdistetut vaatimukset on muutettava vaadittaviksi materiaaliominaisuuksiksi. Sen jälkeen voidaan laatia materiaalin vaatimusprofiili. On huomattava, että osaan kohdistuva vaaatimus voidaan tyydyttää useimmiten sekä konstruktiivisin että materiaalivalinnan keinoin. Materiaalin vaatimusprofiiliin vaikuttaa tuotteelle asetettujen vaatimusten lisäksi myös tuotteen muotoilu. Siinä taas voidaan ottaa huomioon materiaalin ominaisuudet. Esimerkiksi ajoneuvoliikennettä varten voidaan rakentaa silta puusta, betonista, kivestä, teräksestä ja monesta yhdistelmämateriaalista. Terässilta ja kivisilta muotoillaan täysin eri tavalla. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

15 Materiaalin vaatimusprofiili OSAN VAATIMUS ESIMERKKEJÄ MATERIAALIN VAATIMUS Muodon säilyminen Arpanoppa, auton pölykapseli Kimmokerroin iso, kovuus suuri Kuorman kantaminen Aluslaatta Kimmokerroin, myötöraja, iskusitkeys riittävät Voiman siirtäminen Hammaspyörä, kampiakseli Kovuus, lujuus ja kimmokerroin riittävät Energian varastoiminen Joustotyö - elastinen Jousi - plastinen Auton turvakorin - kineettinen kokoonpuristuva osa Jarrupala ja levy Kemialliset tekijät Korroosionkestävyys Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

16 Materiaalin ominaisuusprofiili Osan materiaali etsitään haluttujen ominaisuuksien perusteella. Aluksi keskitytään muutamaan tärkeimpään ominaisuuteen, jollaisia yleisimmin ovat lujuus, jäykkyys, sitkeys, väsymiskestävyys ja kulumiskestävyys. Ominaisuuksia haetaan materiaaliryhmittäin: metallit, keraamiset aineet, kumit, muovit ja orgaaniset aineet. Lisäksi tarkistetaan mahdollisuus yhdistelmäaineiden, lujiteaineiden, laminaattien ja pinnoitettujen materiaalien käyttämiseen. Ehdokkaista karsitaan muutaman tärkeimmän ja kriittisimmän ominaisuuden perusteella ehdottomasti sopimattomat materiaaliryhmät ja materiaalit. Tällöin käytetään niin sanottua totuustaulukkoa. Tarkempi vertailu tehdään jäljelle jääneiden materiaalien kesken. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

17 Materiaalin valintaprosessi Täsmällisillä lukuarvoilla voidaan esittää eräitä harvoja materiaaliominaisuuksia: myötölujuus, murtolujuus, kovuus, kimmokerroin. Vähemmän täsmällisiä ovat kulumiskestävyys, korroosionkestävyys, hitsattavuus, muovattavuus, lastuttavuus, valettavuus jne. Materiaalin valmistusteknistä sopivuutta voidaan tarvittaessa selvittää tapausta varten suunnitelluilla teknologisilla kokeilla. Lopullinen tulos materiaalinvalinnan onnistumisesta saadaan aikanaan käyttökokemuksista, takuukorjauksista, kunnossapitoraporteista sekä tuotteen kilpailukyvystä markkinoilla ja vaihtoehtoisten materiaalien onnistumisesta samoissa käyttöoloissa. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

18 Materiaalin valintaprosessi Vaatimus- ja ominaisuusprofiilin vertailun avulla pystytään osaan valitsemaan monen lähes tasavertaisen vaihtoehdon joukosta sopivin materiaali. Kaikista vaatimusprofiilin täyttävistä aineista on valittava parhaan kokonaistaloudellisuuden antava materiaali. Valintamenetelmänä voidaan käyttää arvoanalyysia (VA, Value Analysis), elinikäkustannuksia (LCC, Life Cycle Costs) yms. menetelmiä. Tässä vertailussa vaikuttavat mm materiaalin kilohinta, osan valmistuskustannukset ja tuotteen elinkelpoisuusominaisuudet. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

19 Materiaalin valintaprosessi Materiaalin valinta ei ole ainutkertainen tapahtuma, vaan jatkuva prosessi. Joissakin tapauksessa se voi kestää koko tuotteen eliniän. Yleensä valintaprosessi koostuu seuraavista vaiheista: 1. Vaatimusprofiilin laadinta tuotteen tehtävän selvitys (toiminnot, ympäristö) valmistettavuuden selvitys alustava kustannustarkastelu (eri materiaalien saatavuus, varastotilanne jne)

20 Materiaalin valintaprosessi 2. Valintastrategian päättäminen halpa valmistus ja hinta => käytön aikaiset kustannukset kohoavat paras mahdollinen tuote ja minimikäyttökustannukset alustava life cycle costs tarkastelu 3. Materiaalien esivalinta vaihtoehtojen listaus epätodennäköisten karsinta

21 Materiaalin valintaprosessi 4. Materiaalien tarkempi tarkastelu (ominaisuusprofiili) tietojen hankinta ominaisuuksista eri ominaisuuksien painottaminen ja ominaisuusprofiilin laadinta tunnuslukujen laskenta eri materiaaleille 5. Lopullinen valinta (vaatimus- ja ominaisuusprofiilien yhteensovittaminen) eri materiaalien vertailu (tunnusluvut) => parhaan valinta reunaehtojen (saatavuus, valmistettavuus jne) tarkistus

22 Vaatimusprofiili Menetelmät: omakohtainen harkinta erilaiset kyselyt (aikaisempien vastaavien tuotteiden kohdalla) vauriotapausten ja reklamaatioiden seuranta (aikaisempien vastaavien tuotteiden kohdalla) Kaikki valintaan vaikuttavat vaatimukset tulisi ottaa huomioon!

23 Kaivinkoneen kauhapuomi

24 Ominaisuusprofiili Ominaisuusprofiili on materiaalikohtainen laadintamenettely, jossa vastataan kysymyksiin: Mitä ominaisuuksia asetetut vaatimukset edellyttävät? Mitkä ovat ko. ominaisuudet kysymyksiin tuleville materiaaleille? Mikä on kunkin ominaisuuden painoarvo (merkitys) tuotteen toiminnan kannalta (ominaisuuksien tärkeysjärjestys)? Näin on saatu lista halutuista ominaisuuksista. Seuraavaksi määritetään ko. ominaisuuksien tärkeysjärjestys ja numeroarvot tarkastelussa mukana oleville materiaaleille. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

25 Kaivinkoneen kauhapuomi Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

26 Vaatimusten ja ominaisuuksien yhteensovitus Voidaan tehdä esimerkiksi siten, että valitaan suurehko määrä mahdollisia materiaaleja niin sanottuun totuustaulukkokarsintaan. Sen läpäisseet pääsevät seuraavaan, arvoanalyysiin ja vertailulukuihin perustuvaan valintamenettelyyn. Materiaalien välinen paremmuus ratkeaa kyseisten vertailulukujen pohjalta. Totuustaulukkoon kannattaa ottaa mukaan monenlaisia ajateltavissa olevia materiaalivaihtoehtoja, jottei vain sopivin jäisi pois loppukilpailusta. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

27 Vaatimukset ja ominaisuudet yhteensovitus Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

28 Vaatimukset ja ominaisuudet yhteensovitus Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

29 Vertailulukujen määrittäminen Arvoanalyysiin pohjautuvassa valinnassa vertailuluku määräytyy periaatteen ARVO = Toiminnot / Kustannukset mukaisesti. Koska arvon määrittäminen suoraan tästä on vaikeaa, korvataan se ominaisuusprofiilin avulla laskettavilla tunnusluvuilla. VERTAILULUKU = WiMi/C Wi = tietyn ominaisuuden painokerroin (merkitys), Mi = materiaalin kyseinen ominaisuus numeroarvoina, C = materiaalin käytöstä tuotteeseen kohdistuva kustannus. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

30 Vertailulukujen määrittäminen Ylläoleva lauseke siis tuottaa yhdelle materiaalille lasketun vertailuluvun. Se sisältää ko. materiaalin painotetun hyvyyden kaikkien vaadittujen ominaisuuksien osalta. Kullekin materiaalille saadaan siis oma lukunsa, ja se materiaali, joka saa suurimman vertailuluvun, yleensä valitaan käyttöön. Usein vaihtoehtoiset materiaalit ovat melko tasavertaisia. Sellaiset tekijät kuin saatavuus, imago yms. saattavat ratkaista lopulta valinnan. Vertailulukujen laskennan pohjana ovat siis (1) materiaalin ominaisuudet lukuarvoina, (2) materiaalin tuomat kustannukset ja (3) eri ominaisuuksien painokertoimet (=merkitys). Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

31 Vertailulukujen määrittäminen Taulukossa on esitetty, miten kunkin ominaisuuden painokertoimet määräytyvät vertaamalla ominaisuuksien tärkeyttä keskenään, esimerkiksi: A (myötölujuus), B (venymä), C (kovuus), D (kimmomoduli), E (hitsattavuus), F (lastuttavuus) ja G (korroosionkestävyys). Kahta ominaisuutta kerrallaan vertaamalla suoritettava painotus tapahtuu parhaiten taulukkomuodossa. Taulukossa verrataan aina kahta ruutua vastaavaa ominaisuuutta keskenään, esim. C ja E. Jos C on valinnan kannalta selvästi tärkeämpi ominaisuus kuin E, merkitään ao ruutuun C, 2C, 3C jne. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

32 Vertailulukujen määrittäminen Eli 1, 2 tai 3 pistettä C:lle sen mukaan kuinka paljon tärkeämmäksi ominaisuus C arvioidaan kuin ominaisuus E. Jos molemmat arvioidaan yhtä tärkeiksi, merkitään asianomaiseen ruutuun CE. Vastaavalla tavalla käydään läpi kaikki ominaisuusparit. Lopuksi laskemalla A:n, B:n, C:n jne pisteet yhteen koko taulukosta saadaan painokertoimet kullekin ominaisuudelle. Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

33 Vertailulukujen määrittäminen Painokertoimien laskentamalli. B C D E F G Painokerroin Myötölujuus A B A D 2E A G 2 Venymä B 2B B E B G 6 Kovuus C D E C 3G 1 Kimmomoduli D 2E 2F 2G 2 Hitsattavuus E E G 2 Lastuttavuus F G 3 Korroosionkestävyys G 9 Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

34 Alustava vertailu Helpoimmin täyttämällä vertailulukutaulukko (ks. alla). Materiaalit, jotka saavat suurimmat vertailuluvut, ovat sopivimpia. Ominaisuuden painokerroin Ominaisuus Materiaalien (A, B, C) vertailuluvut A B C W1 M1 W1M1A W1M1B W1M1C W2 M2 W2M2A W2M2B W2M2C W3 M3 W3M3A W3M3B W3M3C : : : : : : : : : : WN MN WNMNA WNMNB WNMNC Vertailuluvut WiMiA/CA WiMiB/CB WiMiC/CC Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

35 Vaihtoehtojen vertailu Arvostus Myyvyys Luotettavuus Kilpailukyky LOPULLINEN MATERIAALIN VALINTA => Hankinta Työnsuunnittelu Toteutus Seuranta Leinonen J., Konetekniikan materiaalit, luentomoniste, 2016

36 Materiaalinvalinta esimerkki Valitaan sopiva teräs EN 14015:2005 mukaisesti valmistettavaan metanolin varastosäiliön vaippaan, jonka ainespaksuus t = 4mm. Varastosäiliön loppusijoituspaikka on jätevedenpuhdistamo Lapissa (napapiirin yläpuolella).

37 Tarjolla olevat materiaalit Standardi SFS-EN 14015:2005 sallii käytettäväksi hiili- ja hiilimangaaniteräksiä sekä ruostumattomia teräksiä säiliöiden valmistuksessa seuraavin ehdoin: Hiili- ja hiilimangaaniteräslevyjen myötölujuudet saavat olla välillä MPa. Käyttölämpötilan ollessa alle 100 C on sallittua käyttää EN 10025:1993, EN :1993 tai EN :1993 mukaisia kuumavalssattuja rakenneteräksiä. Korkeammissa käyttölämpötiloissa tulee käyttää EN :1993 tai EN :1993 mukaisia kuumalujia teräksiä. SFS-EN 14015:2005

38 Tarjolla olevat materiaalit Ruostumattomien teräslevyjen ja -profiilien on täytettävä standardien EN ja -2 vähimmäisvaatimukset. Martensiittisia ruostumattomia teräksiä ei saa käyttää. Ferriittisiä ruostumattomia teräksiä saa käyttää enintään 10 mm paksuisina. Austeniittiset ja austeniittis-ferriittiset ruostumattomat teräkset on valittava taulukosta 12. SFS-EN 14015:2005

39 Vaatimuksia Puhdas metanoli ei aiheuta korroosiota useimmille metalleille, poikkeuksia ovat magnesium ja lyijy. Eli periaatteessa korroosion kannalta ei ole suurta merkitystä mikä materiaalinvalinta tehdään. Jos kuitenkin ajatellaan säiliön huollettavuutta, on järkevää valita ruostumaton teräs. Tällöin ei tarvita erillistä pintakäsittelyä (maalausta tai muuta pinnoitusta) myöskään ulkopinnalle. Ja mikäli valitaan jokin austeniittinen ruostumaton teräslaatu, niin myöskään iskusitkeyden suhteen ei ole mitään ongelmia. Tällöin standardin taulukon 12 mukaan valittavana on 25 teräslaatua.

40 EN 14015:2005 materiaalit SFS-EN 14015:2005

41 Alustava valinta Triviaali valinta on jokin Mo seosteinen eli haponkestävä teräslaatu. Nyt on syytä pitää mielessä, että ruostumattoman teräksen kilohinta riippuu tietysti kromin, mutta erityisesti nikkelin ja molybdeenin pitoisuuksista. Vaihtoehtoja löytyy nyt 18 kpl. Näissä on kromia 17 31%, nikkeliä 11 27% ja molybdeeniä 2 7%. Loppusijoituspaikan ilmasto ei ole erityisen agressiivinen, joten esim. EN tai EN teräslaadut ovat hyviä vaihtoehtoja. Näistä EN on nk. niukkahiilinen laatu, jolla esim. hitsauksessa ei ole vaaraa herkistymisestä ja sitä kautta raerajakorroosiosta. EN : %C < 0.03, %Cr = , %Ni = , %Mo =

42 Huomioitavaa Koska säiliön vaippa tehdään hitsaamalla, täytyy selvittää onko siihen liittyen jotain huomioitavia reunaehtoja. Standardin 14015:2005 kohdan mukaan hitsausaineiden on oltava standardin EN 1600 mukaisia ja niiden mukana on toimitettava asianmukainen ainestodistus ja niitä on käytettävä kohdan 17 mukaisissa menetelmäkokeissa. Menetelmäkokeen on osoitettava, että hitsausliitoksen myötöja murtolujuus ylittävät liitettävien perusmateriaalien arvot. Hitsausliitoksen on oltava kemiallisesti yhteensopiva liitettävien materiaalien ja varastoitavan tuotteen kanssa. Tähän liittyy pieni haaste: EN 1600 on kumottu standardi voimassa oleva on EN ISO 3581:2012!

43 Huomioitavaa Toinen haaste voi olla se, että EN ISO 3581:2012 määrittelee hitsauspuikot ruostumattomien ja tulenkestävien terästen puikkohitsaukseen jos EN 14015:2005 standardia tulkitaan tiukasti, niin säiliö on hitsattava puikkohitsauksella (hitsausprosessi 111). Kolmas haaste liittyy jo tekstissä mainittuun menetelmäkokeeseen. Standardin EN 14015:2005 kohdassa on teksti: Rikkova aineenkoetus on tehtävä standardin EN ISO :2004 kohdan 7.4 mukaisesti seuraavissa olosuhteissa: a) Liitoksen vetokokeessa koekappaleen on murruttava perusaineen kohdalta

44 Huomioitavaa Menetelmäkoestandardissa SFS-EN :2004 (kohta 7.1 taulukko 1) määritellään läpihitsatulle päittäisliitokselle tehtäväksi 2 poikittaista vetokoetta. Hitsien poikittaisen vetokokeen vetokoesauvan mitat on määritelty standardin SFS-EN 4136:2012 kohdassa Kohdassa määritellään seuraavasti: Koesauvan viimeistely tehdään koneistamalla tai hiomalla riittävän huolellisesti välttäen pintojen muokkauslujittumista tai liiallista aineen kuumenemista. Koesauvan pinnat koneistetaan siten, että hitsin korkea kupu poistuu kokonaan, ellei sovellutusstandardissa ole toisin määritetty.

45 Vetosauva, hitsiliitos

46 Lujuudesta Hitsin rakenne on jähmettymisen tuloksena syntyvä ja on lähtökohtaisesti samalla kemiallisella koostumuksella aina perusaineen muokattua ja lämpökäsiteltyä rakennetta heikompi. Tämä johtuu mm. siitä, että teräksen valmistuksessa syntyvä jähmettymisrakenne on erilainen ja muokkausprosessit (kuuma- ja kylmävalssaus) sekä niitä seuraavat lämpökäsittelyt parantavat mekaanisia ominaisuuksia. Samansuuntainen vaikutus on monipalkohitsauksella, jossa primääri jähmettymisrakenne hienonee uusien palkojen lämpökäsittelyn vaikutuksesta. pitäisi löytää lisäaine, jonka lujuus on suurempi kuin perusaineen.

47 Ainestodistus

48 Lisäaineen valinta Lisäaineen suhteen tulee huomioida seuraavaa: lujuuden pitää olla korkeampi kuin perusaineen koostumuksen pitää olla yliseostettu korroosionkestävyyden varmistamiseksi. Lisäaineen murtolujuuden Rm > 630MPa Korroosionkestävyyttä voidaan arvioida esim. siten, että valitaan lisäaineen koostumus sellaiseksi, että laskennallinen PRE arvo on n. 5 yksikköä perusainetta suurempi. PRE = %Cr x %Mo + 13 x %N

49 Lisäaineen valinta valitaan 3581 A N L tyyppinen lisäaine.

50 Lisäaineen valinta file:///c:/users/tkauppi/downloads/weldingguide_eng.pdf

51 Ja lisää huomioitavaa Lisäaine on austeniittis-ferriittinen täytyy tarkistaa mitä tämä merkitsee menetelmäkokeen ja hitsaajien pätevyysvaatimusten kannalta. EN 14015:2005 kohdan perusteella ruostumattomilta teräksiltä ei vaadita iskukoetta Perusaineen materiaaliryhmä on 8.2 ja lisäaineen 10.1 Tämä tarkoittaa sitä, että hitsaajilla täytyy olla suoritettuna SFS-EN ISO :2013 mukainen pätevyyskoe lisäaineryhmälle FM5.

52 Ja tämänkin luennon teille tarjosi: Materiaali- ja tuotantotekniikan tutkimusyksikkö