Hitsauspinnoitteeseen parannuksia viisaalla CMT-menetelmällä

Korroosio ja hitsausalustasta liukeneva rauta koettelevat hitsattujen pintojen kestävyyttä. Jonne Näkki selvitti väitöstutkimuksessaan, kuinka pinnoitteen ominaisuuksia voidaan parantaa käyttämällä CMT-hitsausmenetelmää yhdessä optimaalisten prosessiparametrien kanssa.

Nikkelipohjainen alloy 625 -seos on yksi yleisimmistä metalliseoksista, jota käytetään korroosiota kestävänä hitsauspinnoitteena. Seosta käytetään pinnoitteena esimerkiksi jätteenpolttokattiloissa, jotta astia kestäisi jätepolttoaineen aiheuttaman lisääntyneen korroosiorasituksen. Seos tunnetaan yleisemmin rekisteröidyllä tavaramerkillä Inconel 625.

Jonne Näkki tutki väitöstyössään kahta eri hitsauspinnoitusmenetelmää: laserpinnoitusta jauhemaista lisäainetta käyttäen sekä pinnoittamista käyttäen lankalisäainetta digitaalisesti ohjatulla MIG/MAG-hitsausmenetelmällä nimeltä CMT (Cold Metal Transfer).

Laserpinnoitusmenetelmään liittyen väitöksessä tarkasteltiin erityisesti kuumahalkeamia, jotka muodostuvat hitsiin hitsisulan jähmettymisen aikana.

– Kuumahalkeamien juurisyy on tavallisesti hitsauslisäaineen riittämätön puhtaustaso. Kuumahalkeamat heikentävät merkittävästi pinnoitteen korroosionkestävyyttä, tai väsymislujuutta, jos pinnoitettuun komponenttiin kohdistuu väsyttävä kuormitus, Näkki kertoo.

CMT-menetelmään liittyen Näkki tarkasteli väitöksessään itse prosessia ja optimaalisia prosessiparametreja. Olennainen piirre CMT-hitsausmenetelmälle on langan jaksottainen liike taaksepäin taajuudella 70–80 Hz samaan tahtiin hitsausjännitteen ja virran pulssituksen kanssa.

– CMT-hitsausprosessilla on mahdollista saavuttaa pieni lämmöntuonti alustamateriaaliin, jolloin vain ohut kerros alustamateriaalia sulaa. Näin alustasta liukeneva rauta ei heikennä pinnoitteen ominaisuuksia, Näkki sanoo.

Lisäksi väitöksessä verrattiin laser- ja CMT-menetelmällä tehtyjen pinnoitteiden ominaisuuksia sekä menetelmien tuottavuutta ja energiankäytön tehokkuutta.

Väitöstilaisuus perjantaina 23.11.2018

Diplomi-insinööri Jonne Näkin materiaalitekniikan alaan kuuluva väitöskirja Properties of alloy 625 claddings made with laser and CMT methods tarkastetaan julkisesti Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa perjantaina 23.11.2018 kello 12.00 alkaen Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat professori Antti Salminen (Lappeenrannan teknillinen yliopisto) sekä TkT Gerhard Posch (Voestalpine Böhler Welding GmbH, Itävalta). Tilaisuutta valvoo professori Petri Vuoristo TTY:n materiaaliopin laitokselta.

Jonne Näkki on kotoisin Mikkelistä ja työskentelee tällä hetkellä Kokkolassa Centria-ammattikorkeakoulun TKI-osastolla.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4279-4

Lisätietoja: Jonne Näkki, puh. 044 725 0252, jonne.nakki@centria.fi