Laser welding : design guide

Abstract

This thesis work was made for Wärtsilä Marine Business, Engine Structure & Power Systems. The aim for this thesis was to make a manual about laser welding where useful information about the welding method, welding design, quality levels and standards are presented in a clear and legible way.

The purpose of this design guide is to speed up the time-consuming information seeking when the most useful info is gathered in a single manual. This design guide would be especially useful for all the external designers that are contracted by Wärtsilä for a single project and need to find information quickly. This thesis was not all about information seeking. A way to mark the welds and the desired quality levels on drawings was made between Wärtsilä and their subcontractor HT-Laser.

The work began by studying to find the most valuable information to compress into a short manual about laser welding and what to think about when designing a component to be laser welded. The second part of the manual is strength related. The thesis work required analyzing of all public know-how and all the test data that Wärtsilä had accumulated through different research projects carried out by Oulun Yliopisto. The result is a design guide which covers the fundamentals about laser welding, welding design, marking on drawings and quality levels.

Detta examensarbete gjordes för Wärtsilä Marine Business, Engine Structure & Power Systems. Syftet med detta examensarbete var att skapa en handbok om lasersvetsning där användbar information om svetsmetoden, svetsdesign, kvalitetsnivåer och standarder presenteras på ett tydligt och läsbart sätt.

Syftet med denna designguide var att påskynda den tidskrävande informationssökningen när den mest användbara informationen samlas i en handbok. Denna designguide skulle vara särskilt användbar för alla externa designers som har kontrakt med Wärtsilä för ett enda projekt och behöver hitta information om ämnet snabbt och pålitligt. Detta examensarbete handlade inte bara om informationssökning. Ett sätt att beteckna svetsfogarna och önskade kvalitetsnivåer på ritningar gjordes upp mellan Wärtsilä och deras underleverantör HT-Laser.

Arbetet började med mycket läsning för att hitta den mest värdefulla informationen att komprimera till en kort handbok om lasersvetsning och vad man ska tänka på när man ritar en komponent som ska lasersvetsas. I den andra delen av handboken finns det en del dimensioneringsdata. Examensarbetet krävde analys av all allmän kunskap och all testdata som Wärtsilä hade samlat på sig genom olika forskningsprojekt utförda av Uleåborgs universitet. Resultatet är en designguide som täcker grunderna för lasersvetsning, svetsdesign, märkning på ritningar och kvalitetsnivåer.

Tämä opinnäytetyö tehtiin Wärtsilä Marine Business, Engine Structure & Power Systemsille. Tämän opinnäytetyön päämäärä oli tehdä laserhitsauksen manuaali, jossa tärkeä tieto hitsausmenetelmistä, hitsisauman suunnittelusta, laatutasosta ja standardeista esitettäisiin selkeällä tavalla.

Tämän suunnittelumanuaalin tarkoitus on nopeuttaa aikaa vievää tiedonhakua, kun suurin osa tiedosta on kerätty yhteen manuaaliin. Tämä suunnittelumanuaali on erityisesti tarpeellinen kaikille Wärtsilän ulkopuolisille suunnittelijoille, jotka ovat Wärtsilän projekteissa mukana ja tarvitsevat tietoa nopeasti. Tämä opinnäytetyö ei käsitellyt pelkästään tiedonhakuprosessia. Hitsien merkitsemistapa ja piirustuksien vaadittavat laatutasot Wärtsilä ja alihankkija HT-Laser laativat yhdessä.

Työ alkoi lukemisella, jotta tärkein tieto löytyisi tiivistettäväksi lyhyeen manuaaliin laserhitsauksesta ja siitä mitä pitää huomioida, kun suunnittelee laserhitsattavia komponentteja. Toinen osa manuaalista kertoo lujuuksista. Opinnäytetyö vaati yleisen tiedon analysoimista ja datan testausta, jota Wärtsilä oli saanut Oulun yliopiston tekemien erilaisten tutkimusprojektien kautta.

Lopputulos on suunnittelumanuaali, joka kattaa kaiken olennaisen laserhitsauksesta, hitsin suunnittelusta, piirustusmerkinnöistä ja laatuluokista.