CE-märkta stålbalkar byggdes in i två konstruktioner innan det upptäcktes att det fanns porer i hattbalkarnas svets. Den defekta svetsen innebar att byggnadernas bärförmåga inte kunde garanteras. Kunskapen kring inbyggt stål stommaterial med defekt svets är liten. Det är dessutom svårt att reparera och undersöka stålbalkarnas svets när de är inbyggda i konstruktionen. Syftet med examensarbetet är att hitta förstärkningsmetoder och därmed främja kortare hanteringstid vid händelse av att defekta stålbalkar byggs in i en konstruktion. Metoden består av litteraturstudie och intervjuer. Först granskas litteratur för att förstå problematiken med defekt svets i stål stommaterial. Därefter utförs intervjuer med personer erfarna inom stål och byggteknik. Examensarbetets resultat är ett flertal förstärkningsmetoder för inbyggda stålbalkar med defekt svets. Några av förstärkningsmetoderna är möjliga att utföra med den kunskap som finns idag medan andra behöver undersökas och värderas innan de kan implementeras. Förstärkningsmetoderna som är möjliga att utföra med dagens kunskap är: att svetsa om balken från insidan eller att placera en balk/fackverksbalk under den befintliga balken. De metoder som behöver undersökas och värderas vidare är: skruvförband genom balken, efterspänna balken med vajrar eller GWS-stag och sedan fylla den med betong, föra in en balk inne i balken och fylla balken med betong och att kolfiberförstärka svetsen. Slutsatsen är att den här studien kan ligga till grund för framtagning av åtgärder för inbyggda stålbalkar med defekt svets med mål att uppnå den dimensionerade hållfastheten och en lösning som är tidseffektiv, kostnadseffektiv och har låg klimatpåverkan. / Before the discovery of pores in the weld, CE-certified steel beams were embedded in two constructions. Since the weld was defective, the carrying capacity of the two buildings was questioned. There is a lack of knowledge about embedded steel beams with a damaged weld. It is difficult to repair and analyze the weld when the beams are embedded in the construction. The aim of the study is to find reinforcement methods for steel beams. The expectation is to shorten time in the production in case that defective steel beams are detected in the construction. The method consists of a literature study complemented by interviews. Literature is examined to understand the problem of defective welding in the steel framework. Subsequently, interviews are conducted with professionals within steel and building technology. The result of the report is multiple reinforcement methods for embedded steel beams with a defective weld. Some of the methods are possible to implement with the knowledge available today. Other methods need to be examined and assessed before executed. The reinforcement methods that are possible to perform are: weld the beam from the inside or place a beam underneath the existing beam. The methods that need further analysis are: drill a screw joint through the beam, strain the beam with steel-wires and fill the inside with concrete, place a beam inside the existing beam and fill the inside with concrete and last to reinforce the weld with carbon fibers. The conclusion is that this study can be used when reinforcement methods are needed for embedded steel beams with a defective weld. The objective with these methods is to restore the load-bearing capacity as well as finding a solution that is time efficient, economic and has low climatic influence.

Fräsning och annan intermittent skärande bearbetning ger upphov till termisk utmattning av skärverktyg. Problemet med termiska sprickor blir större vid bearbetning av värmehållfasta material som austenitiskt rostfritt stål eftersom värmeväxlingarna i skärverktyget blir mer extrema. Detta fenomen förvärras ytterligare vid användning av traditionell kylning. Fräsning av rostfritt stål utförs därför torrt. Den torra bearbetningen är inte oproblematisk eftersom höga temperaturer uppstår i skärzonen vilket påverkar verktygets livslängd och i vilken utsträckning avverkningshastigheten kan höjas med högre skärhastighet eller matning. Detaljer som tar lång tid att tillverka är negativt för både företagens ekonomi och miljön till följd av större energiåtgång.Minimalsmörjning är en metod som går ut på att små mängder smörjmedel i form av aerosol fokuseras mot skäreggen och smörjer kontakten mellan arbetsstycke och skär, vilket minimerar friktionsvärmen. På detta sätt kan den totala värmeutvecklingen reduceras samtidigt som värmeväxlingarna hålls på en lägre nivå jämfört med traditionell kylning. Syftet med arbetet var att undersöka och jämföra planfräsning av austenitiskt rostfritt stål, 1.4301, under torr bearbetning och bearbetning med minimalsmörjning.Centralt för studien var hur verktygsförslitningen och ytjämnheten hos bearbetat material påverkas då minimalsmörjning appliceras gentemot vid torr bearbetning.En fråga som togs upp var om avverkningshastigheten kunde ökas med minimalsmörjning utan att få negativ inverkan på verktygsförslitning och ytjämnhet av bearbetat arbetsstycke.Fullfaktorförsök upprättades och jämförelsen mellan torr bearbetning ochminimalsmörjning gjordes med planfräsning med PVD-belagda hårdmetallskär. Ett optiskt mätmikroskop användes för att analysera förslitningen på skärverktygens spån- och släppningssidor efter ca 3 minuter i ingrepp. Ytjämnhet på bearbetad ytamättes med ytjämnhetsmätare och temperaturen i arbetsstycket mättes med termoelement.Resultatet visade att tillämpning av minimalsmörjning sänker temperaturen i skärzonen vilket för rostfritt stål innebär att skärhastigheten bör ökas för att undvika löseggsområdet. På så sätt ökar även avverkningshastigheten och produktiviteten. / Milling and other intermittent metal cutting operations often cause thermal fatigue in the cutting tools used. This type of wear is more severe during machining of heat resistant alloys such as austenitic stainless steel because of more extreme temperature variations during the cutting procedure. This phenomenon is further accelerated by employing flood cooling. Milling of stainless steel is therefore usually performed dry. Dry cutting is, however, not without its share of problems, since high temperatures develop in the cutting zone which adversely affect tool life and to which extent the productivity can be increased via higher cutting speeds or feed rates. Parts that take longer to manufacture are not only bad for business economics, but also for the environment due to higher energy consumption.Minimum quantity lubrication is a method that uses minimal quantities of oil dispersed as aerosol toward the cutting edge. This lubricates the tool-workpiece interface which minimizes frictional heat. This way, the total heat during cutting can be reduced while also avoiding the extreme temperature variations associated with flood cooling. The purpose of this thesis is to study and compare the performance of dry cutting and minimum quantity lubrication during face milling of austenitic stainless steel, 1.4301.The tool wear rates of the cutting tools and surface quality of the machined workpiece were compared for the two cutting environments. Of particular interest was the question whether the material removal rate could be increased with the usage of minimum quantity lubrication without adversely impacting the tool life or workpiece surface quality.A full factorial design of experiments was created, and the comparison of dry machining and minimum quantity lubrication was done by face milling with PVDcoated carbide inserts. An optical stereo microscope was used for the analysis of rake and flank wear after roughly 3 minutes of cutting tool engagement. Surface roughness of machined part was measured with a measuring stylus, and the temperature of the workpiece was measured with embedded thermocouples.The results show that minimum quantity lubrication reduces the temperature in the cutting zone, which for stainless steel means that the cutting speed should be increased to avoid the formation of built-up edges. At the same time, the material removal rate is increased, and productivity is affected positively.

Detta projekt bestod i att undersöka konstruktionsstålen S235JR och S355JR och dess skillnader i vikt, pris, hållfasthet och utmattning i ett presstativ, för att sedan kunna utföra en FEM-analys och utmattningsberäkning utifrån givna krav och begränsningar. Med detta som underlag genomfördes en designoptimering vid ett materialbyte från S355JR till S235JR för att bibehålla ett likvärdigt antal utmattningscykler för att kompensera för materialets lägre sträck- och brottgräns. Utifrån detta genomfördes en priskalkyl där materialens olika prissättningar togs i beaktning, såväl som ökningar i dimensioner som designoptimeringen medförde. Med detta som bakgrund kunde en optimering av materialval presenteras. / This project consisted of investigating the structural steels S235JR and S355JR and their differences in weight, price, mechanical strength and fatigue in a press frame, in order to perform a Finite Element Analysis and fatigue calculation based on given requirements and constraints. With this as a foundation, a design optimization was carried out when changing the material from S355JR to S235JR, in order to maintain an equivalent number of fatigue cycles to compensate for S235JR:s lower yield and tensile strength. Furthermore, a price calculation was carried out where the difference in pricing of the materials was considered, as well as the increases in dimensions that the design optimization entailed. Based on this, an optimization of the material selection could be presented.

Purpose: The purpose of this study has been to investigate the essentials of being able to incorporate high-strength steels (460 MPa and beyond) for structural elements in buildings. As of late, structural steels with a yield point of 355 MPa have been considered standard and have been for the past decade. One of the problems that occur with an increased yield point, is that deflection of structural elements increases, as the Young’s modulus does not increase with increasing yield point. Welding, stability, behavior during fire, and fatigue are also subjects of interest. Method: The study was conducted through several courses of action: a literature review covering the latest research of high-strength steels within the sought-after area of interest, followed by calculations of a truss resting on two columns, being subject to bending moment and compressive force, in both 355 MPa and 700 MPa, in order to review the differences that occur and how they can be counteracted. Lastly, interviews were carried out, where structural engineers gave their thoughts and experiences on the matter at hand. Results: The results show that welding is one of the largest hurdles with being able to utilize high-strength structural steels, though there are newer, more promising methods of welding which can be used, such as electron beam welding. Regarding structural integrity and buckling of structural elements, high-strength steel can be used for trusses, where the structural members are mainly being pulled, opposed to being subject to compressive force. This was shown with the performed calculations, during the interviews, and by the literature overview. Conclusions: The general conclusions of the study is that for welding, further research, education, and training is required for all concerned parts, such as the structural engineers and the on-site welders, which will increase the knowledge regarding how welding of high-strength steels should be performed, but also raise awareness about newer and more modern methods. Fire behavior for high-strength steels are a higher risk factor that should be treated and executed with higher degrees of caution by engineers. Reduction factors for fire affected steel construction elements should be corrected to fit the behavior for high-strength steels as well, as they differ from the current Eurocode 3 for lower class steels. Problems with instability can be counteracted by utilizing the steel in pulled structural members, such as trusses and struts. Lastly, for high-strength steels to be used more widely, structural engineers and manufacturers need to work together for any of the two to profit, as low production rates are costly.

This research extended the knowledge of the solid phase transformation and the resulting influence on impact toughness and pitting corrosion resistance in super austenitic stainless steel (SASS) SANICRO® 35. A time-temperature-transformation diagram (TTT diagram) was assembled by performing isothermal heat treatments in the temperature range of 650-1050 °C for different periods of time, ranging from 5 min to 500 min. Microstructural analysis via LOM-DIC, SEM-EDS shows that the nose temperature of dominating σ phase is located in between 900-950 °C. Minor nitrides including π phase and Cr2N with the nose temperature of 900 °C and 850 °C, respectively, were detected after prolonged heat treatment times. Area fraction of precipitates was calculated by analyzing micrographic images in the software ImageJ. Charpy impact tests indicate that the impact toughness degrades with increasing area fraction of precipitates but at a higher rate at the early stage of precipitation. Despite a much-lessened area fraction, fine precipitates decorating the grain boundaries in a continuous pattern impose significant negative effect on impact toughness. Pitting corrosion resistance was indicated by critical pitting temperature (CPT) as per ASTM G150mod (3M MgCl2). Pitting corrosion resistance deteriorated with increasing amount of σ phase due to the Cr- and Mo-depleted surrounding area, but it is more dependent on the distribution pattern of precipitates, as well as the secondary phase type. The lowest CPTs were measured after heat treatment for 500 min at 800 °C and 850 °C where nitrides including Cr2N and π phase were formed and the small precipitates were distributed on grain boundaries continuously. Auxiliary simulation of TTT diagram via TC PRISMA shows drastic variation from experimental results in regard of time scale. The enhancement pre-factor for the interfacial mobility and interfacial energy can be modified to approach the experimental results. / Detta arbete utfördes för att undersöka fasomvandlingar och dess inflytande på slagsegheten och gropfrätningsmotståndet för det superaustenitiska rostfria stålet (SASS) SANICRO® 35. Ett tid-temperatur-transformationsdiagram (TTT-diagram) har tagits fram genom att utföra isotermiska värmebehandlingar mellan 650-1050 °C med olika hålltider från 5-500 minuter. Mikrostrukturanalys genom LOM-DIC, SEM-EDS undersökning visar att nosen för den dominerande σ-fasen ligger mellan 900-950 °C. Mindre nitrider, som π-fas och Cr2N, med nosarna vid 900 °C respektive 850 °C observerades vid längre hålltider. Areafraktionen av utskiljningar beräknades genom analys av mikrobilder med programmet ImageJ. Slagprovning visade att slagsegheten minskar med ökande fraktion utskiljningar men med en tydligare försämring i början av fastransformationen. Trots att de utgör en betydligt mindre areafraktion så kan mindre utskiljningar som följer korngränserna också påverka materialet signifikant negativt. Gropfrätningsmotståndet testades genom att mäta Critical Pitting Temperature (CPT) enligt ASTM G150mod (3M MgCl2). CPT minskade med ökande andel σ-fas p.g.a. den Cr- och Mo-utarmade zon som omger de utskilda partiklarna. Det finns även en stark koppling mellan lägre CPT och distributionen av utskiljningarna samt andra typer av faser. Lägst CPT uppmättes efter 500 minuter vid 800 °C och 850 °C då små nitrider inklusive Cr2N och π-fas bildats längs med stora delar av korngränserna. Simulering av TTT-diagram i TC PRISMA visade en drastisk skillnad i tiden till utskiljning/mängden utskiljningar jämfört med de experimentella resultaten. Diffusionförstärkningsfaktorn (eng. “mobility enhancement pre-factor”) och ytenergin kan minskas för att bättre överensstämma med de experimentella resultaten.

Detta examensarbete ger en kostnadsjämförelse mellan stomsystem utfört i stål samt limträ. På uppdrag av Wästbygg AB har en undersökning gjorts om vilket material som är mest lämplig vid uppförande av en hallbyggnad på 15,000 m2. Med utgångspunkt i Stockholmsområdet, jämförs stommarna med spännvidden 45 meter.Det finns många olika sätt att uppföra stomlösningar, med avseende på utformning och material vilket gör valet av stomme svårt. Beroende på vilka krav man har på stommen kan avgränsningar och beslut tas till vilket material eller stomsystem som lämpar sig bäst för stombygget. Med hjälp av litteraturstudier, intervjuer och diskussioner har ett förslag på konstruktionsdelar, material och utformning tagits fram. Utifrån mängden fackverk/takstolar och pelare som krävs för att utföra stomsystemen görs en kostnadsanalys för materialet och dess transport till arbetsplatsen. Resultatet för kostnaden av respektive material har gjorts genom kontakt med leverantör av materialen. Kostnadsanalysen visar en prisskillnad mellan stommarna på ungefär 1650000 kr till stålets fördel.Materialens egenskaper har sedan jämförts med varandra och en poängsammanställning har framställts som visar vilket material som är till fördel för bygget. De egenskaper som väljs till jämförelsen är de egenskaper som författarna tycker är väsentliga för stombygget. / There are different methods of constructing frame systems. The choice of material has an influence on the final outcome of the frame system. This bachelor’s thesis includes a comparison on frame systems constructed in steel and glulam. Due to an assignment from Wästbygg AB an investigation has been made regarding which of the material is more suitable for an industrial building with an area of 15,000 m2. The building is to be constructed in Stockholm, and frame systems with a span of 45 meter will be compared to each other. The sizing and construction analysis for both frame systems in steel and glulam has been calculated according to Eurocode. Amount of construction parts needed to finish the build is compiled in a list, which is then used to make an appreciated cost summary for the construction. The cost of transportation to the site of the building is included in the cost. Results for the cost of the materials have been made with collaboration with the material suppliers. The cost summary shows that frame system in steel is economically better, with a lower cost of 1 650 000 kr less than glulam. Information about the different materials has been collected by litterateurs, web pages and interviews. The information is then compared to each other and a result by different characteristic qualities has been made. These qualities are then graded depended on how the materials match a sort of quality that is required in a frame system. Some qualities are more important than others, so there is a contention that some qualitys are better for frame system than others, for example if the material has solidity rather than being esthetic. Especially when constructing a large building as this. It is concluded that the choice of material depends on the type of building that is to be constructed.

Den brandskyddsmetod av bjälklagsbalkar som används mest idag är brandskyddsfärg och brandskyddsskivor. Dessa metoder kräver ett extra arbetsmoment efter att balken är monterad. Genom att fylla balken med betong samtidigt som hålbjälklagskarvarna fylls och på så sätt integrera brandskyddet i balken kan ett extra arbetsmoment undvikas. Byggnadstekniska Byrån har märkt ett intresse från beställare att i ett tidigt skede få in brandskyddet i projekteringen.  Målet är att undersöka om betong, ingjuten i en HSQ-balk kan få balken att uppfylla de brandskyddskrav som idag ställs enligt Boverkets byggregler. Målet är även att ta reda på om det är kostnadseffektivt jämfört med brandskyddsfärg.  Referensobjektet som används är en skola på tre våningar och balken som undersöks är den som tar upp de största lasterna i projektet. Balken ska enligt Boverkets byggregler klara av en standardbrand i 60 min. Temperaturanalysen av balktvärsnitten har gjorts i Ansys Aim 18.2 och dimensioneringsmetoder av balken sker enligt Eurokoder.  Balken som idag finns på plats skulle inte i oskyddat tillstånd klara av en standardbrand i 60min. De utförda beräkningarna visar att balken i samverkan med betong och armering i tvärsnittet skulle klara momenten och tvärkrafterna i referensobjektet. Fenomen så som spjälkning av betong, dess inverkan på betongens hållfasthet samt armeringens vidhäftning har inte kunnat tas i beaktning. Därför rekommenderas att balkens underfläns dimensioneras upp från 20mm till 30mm och enbart betraktar den ingjutna betongen som kylande medium.

Byggbranschen strävar ständigt efter effektivisering och optimering som kan minska ett projekts byggkostnad samt byggtid. Byggnationen av teknikutrymmen på yttertak upplevs av både konstruktörer och projektledare som ett moment som har en stor byggkostnad och en lång byggtid. Ett teknikutrymme på yttertak har olika förutsättningar i förhållande till den underliggande byggnad, vilket kan leda till att produktionen fördröjs och att byggtiden förlängs. En förutsättning som skiljer ett teknikutrymme från dess underliggande byggnad är att teknikutrymmets ytterväggar kräver ett indrag från fasadlinjen. Detta gör att teknikutrymmets ytterväggar inte alltid placeras i linje med den underliggande vertikala stommen.  De laster som förs ner genom teknikutrymmets ytterväggar skapar punktlaster på teknikutrymmets golvbjälklag. Punktlasterna kan bidra till att golvbjälklaget kräver förstärkningar, vilket är både kostnads- och tidskrävande. En undersökning om stommaterialets påverkan på materialkostnaden och byggtiden för ett teknikutrymme har utförts. I undersökningen analyserades tre olika materialalternativ utifrån förutsättningar och krav som anges i ett specifikt referensprojekt. De material som har analyserats som alternativ för teknikutrymmets stomme är stål, lättelement av trä och betong. Syftet med undersökningen är att analysera vilket stommaterial som är optimalt att använda för teknikutrymmet, med hänsyn till kostnad, tid och bärighet. Resultatet visar att lättelement av trä har den minsta materialkostnaden och att betong har den kortaste byggtiden. Slutsatsen är att det optimala stommaterialet för referensprojektets teknikutrymme är betong. / The construction industry is constantly striving for efficiency and optimization that can reduce a project’s construction cost and construction time. The construction of plant rooms built on roofs is perceived by both structural engineers and project managers as a step in the production that has a big construction cost and a long construction time. A plant room on a roof has other conditions compared to the rest of the building, which can slow down production and the construction time is therefore extended. One condition that separates the plant room from the building is that the plant room’s outer walls require an offset from the facade of the building. This leads to the plantroom’s outer walls not necessarily lining up with the underlying vertical structure. The loads that go down through the plant room’s outer walls create point loads on the plant room’s slab. The point loads could make the slab need strengthening, which is both costly and time-consuming.   An investigation into the material of the structural frame's impact on the construction cost and construction time has been carried out. The aim of the investigation is to analyze which structural material is optimal with regards to cost, time and structural capacity. In the investigation three materials were analyzed by the conditions and requirements from a reference project. The chosen materials were a steel frame as well as light elements made from timber and concrete.   The result shows that lightweight elements made from timber are the most economic option and concrete is the most time-efficient option. The conclusion is that the optimal structural material for the reference project is concrete.

Corrosion can cause devastating damage to materials, and to protect materials from corrosion is crucial, especially in the aeronautical industry. An electroplated Zinc-Nickel coating provides excellent corrosion protection of steel. Electroplating of ZnNi is a sensitive process which needs frequent and fast feedback controls and adjustments of the process electrolyte. A common process control for electroplating processes is the Hull cell test, which is investigated in this study. The Hull cell test is a lab scaled electroplating unit, which spans a wide range of current densities. It is crucial to establish the relation between process parameters in the Hull cell and the resulting coating characteristics in order to implement it as a process control. The purpose of this study is to establish these relations for the ZnNi electroplating process, and evaluate if the Hull cell test is a suitable process control for this process. How the process parameters; current density, temperature, metal ion concentration, and carbonate contaminations affect the coating characteristics; visual appearance, thickness, composition, surface structure, and phase content has been established. Influence on the coatings were mainly seen at current densities higher and lower than the ones used in production. This demonstrates the strength of the Hull cell test for early detection of process deviations. Coating thickness and composition was measured with X-ray fluorescence. However, the composition values for thin coatings were discovered to be inaccurate, which was avoided by increasing the plating time. Once addressed, the Hull cell test is suitable as a process control for the electroplating process of ZnNi.

Utmattning av stålmaterial är ett fenomen som varit känt i närmare 190 år men trots det är det fortfarande långt ifrån helt utforskat. Utmattningsegenskaper hos grundmaterial och svetsar är idag relativt utforskat, medan områden som utmattningsegenskaper hos kallformade stålprofiler fortfarande mer eller mindre är outforskat. Med utforskningen av utmattningsegenskaper hos kallformade stålprofiler som huvudsyfte delades examensarbetet upp i två delar. En överliggande kranbomsoptimering med huvudmålet att sänka vikten så mycket som möjligt med hjälp av materialbyte till ett mer höghållfast stål och optimal användning av material med avseende på utmattning. Den andra delen av examensarbetet är en framtagning av en provkropp med huvudmålet att kunna testa utmattningsegenskaper för kallformade stålprofiler samt att ge dimensionerande värden till kranbomsoptimeringen. Provstavsframtagningen resulterade i tre versioner av provkroppar som i teorin ska ge utmattningsegenskaper i longitudinell riktning för kallformade stålprofiler. Eftersom provstavarna inte kunde prövas på grund av tidsbrist baserades kranbomsoptimeringen på teoretiska värden. Resultatet av kranbomsoptimeringen var att vikten kunde sänkas från 1027 kg till 435 kg utan att påverka andra beaktade kranegenskaper. / Even though fatigue in steel structures is a phenomenon that was discovered almost 190 years ago it is still far from fully explored. The fatigue properties of base materials and welded materials are currently relatively well known, but the fatigue properties of cold-formed steel profiles are still more or less unknown. With the investigation of fatigue properties of cold-formed steel profiles as the main purpose, this master thesis was divided into two parts. An overhead optimization of a crane with the main goal of reducing weight as much as possible with the help of upgrading materials to higher strength steels and using the materials in an optimal way with respect to fatigue. The second part of the master thesis is the development of a test specimen with the main goal of testing the fatigue properties of cold-formed steel profiles and to provide dimensioning values for the optimization of the crane. The development of test specimen resulted in three versions of specimens which in theory will provide fatigue properties in the longitudinal direction for cold-formed steel profiles. Since the test specimens could not be tested because of shortage of time, the optimization of the crane had to be based on theoretical values. The results of the optimization were that the weight could be lowered from 1027 kg to 435 kg without affecting any other consideration characteristics of the crane.