Kilpa-autojen turvakehikoiden hitsaussaumojen vaikutus rakenteelliseen lujuuteen

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, kuinka hitsaussaumojen laatu vaikuttaa kilpa-autojen turvakehikoiden rakenteelliseen kestävyyteen. Työssä keskityttiin kahteen yleisesti käytettyyn hitsausmenetelmään, MAG- ja TIG-hitsaukseen, ja niiden soveltuvuuteen turvakehikkojen valmistuksessa. Tutkimus toteutettiin yhdistämällä lujuuslaskenta, FEM-analyysi ja käytännön hitsauskokeet. Hitsauskokeissa arvioitiin erityisesti hitsin tunkeumaa ja juuren muodostumista eri hitsausparametreilla. Tulokset osoittivat, että hitsaussaumojen laatu vaikuttaa merkittävästi turvakehikon liitosten lujuuteen. Hitsaussaumojen jatkuvuus ja tunkeuma vaikuttavat liitoksen kuormankantokykyyn ja jännitysten jakautumiseen. Erityisesti, jos hitsausta ei ole tehty kokonaan ympäri liitoskohdan, liitoksen kuormankantokyky heikkenee huomattavasti ja paikalliset jännityskeskittymät kasvavat. TIG-hitsauksessa tunkeuman kasvu oli ennustettavampaa virran lisääntyessä, mutta liian suuri virta aiheutti reunahaavoja ja materiaalin ohentumista. MAG-hitsauksessa tunkeuma vaihteli herkemmin parametrien ja työskentelytapojen mukaan ja pienetkin virheet hitsaustekniikassa heikensivät tulosta. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että turvakehikoiden hitsauksessa oikeiden parametrien valinta, huolellinen esikäsittely ja hitsaajan ammattitaito ovat ratkaisevassa roolissa. Suosituksena esitetään standardoitujen työohjeiden laatimista, hitsaajien kohdennettua koulutusta sekä laadunvarmistusmenetelmien, kuten rikkomattomien NDT-tarkastusten, käyttöönottoa erityisesti vaativissa rakenteissa.