Tema

Bättre kunskap om farliga svetsdefekter

En mycket stor del av alla konstruktioner runt omkring oss byggs samman genom svetsning. Det har varit känt länge att svetsar kan innehålla mikrodefekter, som försämrar hållfasthet och livslängd på konstruktionerna. I en ny avhandling avslöjas hur dessa defekter bildas, något som hitintills varit okänt. Med denna nya kunskap kan man minska mängden defekter och åstadkomma bättre produkter.

Svetsade konstruktioner kontrolleras noggrant vid tillverkning. Emellertid upptäcktes för cirka 20 år sedan att mycket små defekter, som inte hittas vid vanlig kontroll, kan bildas vid svetsningen och även dessa kan påverka svetsförbanden negativt. Trots att svetsning använts i cirka 100 år och svetstekniken utvecklats kraftigt, är alltså fortfarande svetsen ofta en svag länk i en konstruktion. Speciellt gäller detta konstruktioner som utsätts för snabbt varierande laster, så kallad utmattning. Exempel på detta är framförallt fordon av olika slag. För att utveckla mer miljövänliga fordon, behöver man använda stål med allt högre hållfasthet. Tyvärr begränsas möjligheten att använda höghållfasta stål av svetsarna begränsade utmattningshållfasthet. Den egentliga anledningen till detta vet man dock inte i detalj, men tror bland annat att det kan bero på förekomst av små sprickanvisningar vid svetsen.

Mikrodefekter upptäcks
Den 24 september disputerar Peigang Li med avhandlingen Cold lap formation in Gas Metal Arc Welding of Steel. Peigang Li har alltså studerat bildandet av mycket små defekter, som kallas cold laps på engelska. Det finns ingen svensk motsvarighet till begreppet.

– Cold laps är mikrodefekter, så små att vi ofta inte noterar dem, säger Peigang Li. Men i konstruktioner där det ställs höga krav kan de inte accepteras. För att undvika dem, måste vi förstå vilka faktorer som gör att de bildas.

Peigang Li har identifierat tre olika sätt som defekterna kan bildas på och sedan lyckats reda ut hur förloppet går till i detalj. Det finns uppenbara faktorer som ger ökad mängd defekter, som föroreningar på plåtytan eller för lite värme. Dessa faktorer är lätta att åtgärda för ett svetsande företag. Men det finns också faktorer i själva svetsprocessen, som bildandet av oxider, vilka gynnar defektbildning. Detta är mycket svårare att åtgärda, då svetsprocessen kan bli mycket instabil, om man inte använder skyddsgaser som ger en viss oxidbildning. På sista tiden har det dock kommit fram nya svetstrådar, som Peigang Li nu håller på och undersöker. Dessa verkar lovande med avseende på en minskad mängd defekter.

Peigang Li är först ut att försvara sin avhandling inom ramen för Högskolan Västs egen forskarutbildning i ämnet Produktionsteknik och forskningen har utförts inom forskningsmiljön Produktionsteknik Väst. Peigang Li’s arbete har skett inom ramen för två Vinnova-projekt, stödda i huvudsak av Volvo Construction Equipment, men där också en rad andra svenska verkstadsföretag har deltagit.

Text: Lars-Erik Svensson

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Bättre kunskap om farliga svetsdefekter

 lästid ~ 2 min