Suunnitteluohjeen laadinta kaarihitsausmenetelmin valmistettaville ohutlevykennoille

Abstract

Opinnäytetyön tilaajana toimi Metso Paper Oy:n Rautpohjan yksikön puristinsuunnittelun osasto. Työssä tutkittiin erilaisten liitosmenetelmien soveltuvuutta paperikoneen vesilevystöinä käytettävien ohutlevykennojen valmistukseen. Lähtökohtana työlle toimi laserhitsausresurssien puuttuminen kun levystöt valmistetaan Kiinassa. Työn keskeisenä tavoitteena oli selvittää vaihtoehtoisten valmistustapojen vaikutus levystöjen korroosionkestävyyteen. Korroosio-ominaisuuksien lisäksi selvitettäviä asioita olivat valmistustavan muutokset levystöjen valmistettavuuteen ja lujuuteen sekä Kiinassa käytettävissä olevien resurssien hyödyntämismahdollisuudet. Tutkimuksessa edettiin käsittelemällä ensin ohutlevyille soveltuvia liittämismenetelmiä, minkä jälkeen menetelmiä tutkittiin korroosionäkökulmasta. Menetelmien kartoituksen jälkeen rakennetta tutkittiin valmistuksen näkökulmasta, ja siinä otettiin huomioon aiemmin esille tulleet seikat. Lopuksi liitoksia tutkittiin lujuusopin kannalta. Työn tuloksena syntyi suunnitteluohje, joka sisältää suosituksia menettelytavoista vaihtoehtoisten liitosmenetelmien suhteen. Merkittävimpänä tuloksena saatiin alulle levystöratkaisujen yhtenäistämiseen tähtäävä prosessi, jonka myötä viira- ja puristinosan levystöissä siirrytään käyttämään yhteneviä rakenteita. Liitosten mitoituksen suhteen päädyttiin jatkamaan olemassa olevien ohjeiden mukaan.

The client of the thesis was Metso Paper’s press section design department at Rautpohja. The applicability of different kinds of stainless steel sheet metal joining methods, as an alternative to laser welding was studied. The lack of laser welding resources in China served as a basis for the study. One of the most essential goals of the study was to find out the corrosion properties of the alternative joining methods of the sheet metal sandwich panels. The manufacturability and the effects on the strength of the structure were also to be examined along with the resources available in China. The research was carried out by first determining the suitable joining methods after which they were examined in terms of corrosion resistance. In the next phase the manufacturability issues of the found methods were studied. Lastly the mechanical properties of the joints were examined. A document describing the design guidelines for the alternative joining methods was made as the result of the study. In the light of the findings the dimensioning of the joints was decided to leave as it is. One significant achievement was the start of a further development process which aims to combine the design of the sandwich structures in the wet end of the paper machine. This uniform design makes the further development of the structures easier and removes the need for many different design instructions.