Teräsrakenteita pyritään usein tekemään lujista teräslaaduista mieluummin kuin alemman lujuusluokan teräksistä, koska siten voidaan keventää rakenteita ja pidentää niiden käyttöikää. Mitä kevyempiä rakenteista saadaan, sitä pienemmiksi jäävät rakenteiden tai laitteiden käyttökustannukset ja sitä energiatehokkaampia ne ovat.
Kaupallisessa käytössä on useita erityyppisiä HFMI eli high frequency mechanical impact -menetelmiä. HFMI-käsittelyssä hitsisaumaa vasaroidaan sylinterimäisillä työkaluilla korkealla taajuudella. Käsittely poistaa hitsisauman ympäristöstä haitallisia jännityksiä, luo puristavia jäännösjännityksiä ja parantaa hitsisauman profiilia.
Halid Yıldırım keräsi kirjallisuudesta yli 400 koetulosta HFMI-käsittelyn vaikutuksesta lujien ja korkealujuuksisten terästen hitsisaumojen kestävyyteen. Tutkimuksen kokeellisessa osassa valmistettiin hitsattuja koekappaleita, jotka lähetettiin kaupallisille yrityksille HFMI-käsittelyä varten.
Hitsisaumojen lujuutta arvioitiin yleisesti käytössä olevilla menetelmillä: nominal stress (NS), structural hot spot stress (SHSS) ja effective notch stress (ENS) -menetelmällä.
Yıldırım havaitsi HFMI-käsittelyn parantavan hitsisaumojen väsymiskestävyyttä vakioamplitudisessa ja vaihtuva-amplitudisessa kuormituksessa merkittävästi. Väsymiskestävyys paranee sitä enemmän mitä lujempaa teräs on.
Tutkimustulosten perusteella Halid ehdottaa eri HFMI-käsiteltyjen lujien hitsattujen terästen väsymisluokkien nostamista nykyisiä kansanvälisen hitsausjärjestön IIW:n (International Institute of Welding) suosituksia korkeammiksi. Väsymisluokan korotuksen suuruus riippuu teräksen myötölujuudesta.
Väsymiskokeiden avulla Yıldırım pystyi varmistamaan, että nämä kaupalliset HFMI-menetelmät parantavat hitsisaumojen väsymislujuutta niin paljon, että ne täyttävät väitöstyössä esitetyt uudet väsymisluokat. Eri HFMI-menetelmillä käsiteltyihin hitsattuihin rakenteisiin voidaan siten soveltaa samoja suosituksia.
….
DI Halid Can Yıldırım väitteli 25.10.2013 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulun sovelletun mekaniikan laitoksella. Väitöskirjan nimi on Design aspects of high strength steel welded structures improved by high frequency mechanical impact (HFMI) treatment.
Väitöskirjan verkko-osoite: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/
Väittelijän yhteystiedot:
Halid Can Yıldırım, 044 566 6556, halid.yildirim@aalto.fi.