The purpose with this thesis was to develop a designguideline which will simplify the development of new products that will be laser welded. The need for this thesis has come forward from the quality problems that Volvo Construction Equipment, Components Division is having with their laser welding manufacturing unit. The reason for the problems emerges from the bad communication between the development unit and the manufacturing unit within the company when the products produced today was developed. This resulted in products that were hard to and in some cases almost impossible to weld.   To avoid these problems from occurring again it was needed to gather the experiences within this area and compile it and present in a brief a pedagogical manner. The information for the groundwork of our results has been gathered by interviews of several key persons in Volvo Construction Equipment, Components Division. Other information channels have been a literary study, visiting other companies, participating in the manufacturing processes and participation in the project for non-destructive testing.     We have considered the following subjects after compiling the gathered information:   ·         Product design ·         Choice of material ·         Weld joint design ·         The limiting dimensions of the laser welding unit ·         The Heat Affected Zone, HAZ, after laser welding ·         Washing/Cleanliness ·         Testing – Destructive or non-destructive     There is no other company in the world that welds products with the same method and the same material as they do in Volvo Construction Equipment, Components Division. The conclusion is that the complications that arose when the products that are manufactured today were developed can be avoided if our designguideline were to be followed in the future new development.

<p> </p><p><strong></strong></p><p>The purpose with this thesis was to develop a designguideline which will simplify the development of new products that will be laser welded. The need for this thesis has come forward from the quality problems that Volvo Construction Equipment, Components Division is having with their laser welding manufacturing unit. The reason for the problems emerges from the bad communication between the development unit and the manufacturing unit within the company when the products produced today was developed. This resulted in products that were hard to and in some cases almost impossible to weld.</p><p> </p><p>To avoid these problems from occurring again it was needed to gather the experiences within this area and compile it and present in a brief a pedagogical manner. The information for the groundwork of our results has been gathered by interviews of several key persons in Volvo Construction Equipment, Components Division. Other information channels have been a literary study, visiting other companies, participating in the manufacturing processes and participation in the project for non-destructive testing.</p><p> </p><p> </p><p>We have considered the following subjects after compiling the gathered information:</p><p> </p><p>·         Product design</p><p>·         Choice of material</p><p>·         Weld joint design</p><p>·         The limiting dimensions of the laser welding unit</p><p>·         The Heat Affected Zone, HAZ, after laser welding</p><p>·         Washing/Cleanliness</p><p>·         Testing – Destructive or non-destructive</p><p> </p><p> </p><p>There is no other company in the world that welds products with the same method and the same material as they do in Volvo Construction Equipment, Components Division. The conclusion is that the complications that arose when the products that are manufactured today were developed can be avoided if our designguideline were to be followed in the future new development.</p>

Med syftet att undersöka hur ett föremåls autenticitet påverkas av renovering/restaurering, har tolkningar av tre författares respektive syn på begreppet autenticitet applicerats på två restaurerade armbandsur. Renoverings- och restaureringsmetoden som har granskats är lasersvetsning, vilken är snabbt växande till följd av sina positiva egenskaper. Då armbandsurens ekonomiska värde stiger i takt med att det allmänna intresset blir större, finns relevans i att studera den renoverings- eller restaureringsmetod oftast diskuteras i samband med ekonomiskt värde. Även om författarnas ståndpunkter skiljer sig åt, så tycks en gemensam synpunkt vara att begreppet autenticitet är högst subjektivt. I förlängningen har det lett till slutsatsen att begreppet autenticitet ofta är individuellt och att det möjligtvis bör undvikas vid diskussion av konservering, restaurering och renovering. / With the aim to investigate how an object's authenticity is affected by the renovation/restoration, the interpretations of three authors respective views on the concept of authenticity is applied to two restored wristwatches. The renovation or restoration method that has been examined is laser welding, which is rapidly growing as a result of its positive qualities. Since wristwatches economic value rises in line with the public interest becomes greater, the study of the renovation or restoration method that is usually discussed in the context of economic value is relevant. Although the authors positions may differ, there seems to be a common denominator to the concept of authenticity as highly subjective. This has led to the conclusion that the concept of authenticity is often too individual and that it possibly should be avoided when discussing issues of preservation, restoration and renovation.

Syftet med denna studie är att jämföra två olika lösningar för fogföljning med svetsrobot. I nuläget används en extern sjunde axel utgiven av Permanova, denna jämförs med programvara från ABB vid namn EGM. Främst skall dödtid och tidskonstant fastställas och jämföras för systemen. Problematiken med detta var främst osäkerheten i den okulära inspektion av graferna som gav värdena. Ytterligare ett problem, som dessutom försvårade avläsningarna, var att det förekom störningar i processen som orsakade förvrängda kurvor. Experimenten utfördes på en modell av den riktiga processen. I den modellerade processen anslöts ingen svetsanordning till roboten, istället monterades en laseravståndsgivare som mätte mot ett parallellt metallblock. Den sjunde axeln var ansluten vid alla test för att säkerställa att resultaten var jämförbara med hänseende till vikten som belastar robotarmen. Varje testfall hade olika parametrar, så som hastighet och avstånd från robotbas. Flera experiment gjordes med samma parametrar för att säkerställa bra resultat. Analys av insamlade data gjordes bland annat genom att liknande stegsvar av första ordningen jämfördes med experimentets stegsvar. Det estimerade stegsvarets värden finjusterades tills dess att de båda stegsvaren var någorlunda lika, dock är mänsklig faktor mycket relevant i denna analys. Resultatet visade en klar fördel med Permanovas sjunde axel i både minskad dödtid och tidskonstant. Exempelvis var det filtrerade medelvärdet för dödtiden med EGM 266 ms och en standardavvikelse på 20,8 ms, medan det för Permanova är nere på 11,5 ms och standardavvikelse på 2,0 ms. De filtrerade tidskonstanterna följde samma trend och uppgick till 68 ms, standardavvikelse 13,5 ms, för EGM respektive 33 ms och standardavvikelse 4,8 ms för Permanova. Det var överraskande att skillnaden mellan EGM och Permanovas sjunde axel var så pass stor, men sjunde axeln verkar helt klart vara bäst lämpad för en sådan här process på grund av dess mycket snabbare dödtid och tidskonstant. Då EGM presterade så mycket sämre anses den inte lämplig för applikationer i lasersvetsning på PTC. / The purpose of this study is to compare solutions for seam tracking with a welding robot. At the moment the used solution is an external seventh axis made by Permanova which is going to be compared to software made by ABB called EGM. The primary comparisons shall be done regarding the dead time and the time constant of the two processes. A primary problem with this was the uncertainty that comes with ocular inspection of the graphs in order to extract relevant values. Another problem, that also made construing the curves harder, was that there were some disturbances that caused distorted curves. Experiments were done on a model of the actual process, meaning that no welding equipment was connected to the robot in this model process. Instead a laser sensor was mounted onto the robot that measured against a parallel metal block. The seventh axis was connected for all tests to make sure that the results were comparable when it comes to the weight that the robot arm is burdened with. Each experiment had different parameters, such as speed and distance from the robot's base. Several tests were made with the same parameters to make sure that good results were had. One method used for analysis of gathered data was comparing a similar first order system to the step response of different experiments. The values of this approximate step response were tweaked until both step responses were fairly similar, however, the human factor is very relevant in this analysis. The results showed a clear advantage towards Permanova's seventh axis in both decreased dead time and time constant. For example, the filtered mean value for the dead time with EGM was 266 ms and a standard deviation of 20,8 ms, while Permanova clocked in at 11,5 ms with a standard deviation of 2,0 ms. The filtered time constants followed the same trend and were at 68 ms, standard deviation of 13,5 ms, for EGM and 33 ms, standard deviation of 4,8 ms, for Permanova. It was quite surprising how big the difference was between EGM and Permanova's seventh axis, but the seventh axis was without a doubt the solution best suited to this kind of process. Due to the lacking performance from EGM it is determined to be unfit for laser welding applications at PTW.

Examensarbetet har utförts på uppdrag av Kongsberg Automotive AB, en underleverantör inom fordonsindustrin som bland annat tillverkar växelspaksystem till både manuella och automatväxlade fordon. Fordonsbranschen kantas av ständig utveckling med innovativa lösningar, vilket under de senaste åren har resulterat i att elektroniken har fått en större roll i produkterna. Ifall elektroniken skadas kan det få förödande konsekvenser för produktens funktion. Det medför högre krav på säker inkapsling. För att motverka läckage och intrång av skadliga partiklar används ofta någon form av tätning.    Produkten som har studerats i detta examensarbete är en aktuator, vars funktion är att omvandla elektroniska signaler från växelspaken till mekaniska rörelser som interagerar med växellådan. Produkten innehåller tre tätningar som samverkar för att uppfylla inkapslingskraven under fordonets hela livstid. Dessa tre tätningar består av en statisk tätning av typen FIPG, en dynamisk o-ring och en ventil tätning av Gore-Tex membran.  Syftet med examensarbetet är att studera och utvärdera olika tätningskoncept som uppfyller de krav på inkapsling som ställs. Kongsberg önskar att utforska om det finns bättre alternativ till de tätningar som används i nuläget, särskilt vid en framtida ökad produktionsvolym. För att kunna utföra arbetet har en omfattande litteraturstudie genomförts. Den har bestått av faktainsamling, konkurrensanalys, intervjuer och observationer både på och utanför företaget. Detta mynnade ut i en Pughs matris där de olika tätningskoncepten ställdes mot den befintliga lösningen, FIPG och o-ring. Kriterier såsom kostnad, produktionsvänlighet, monteringsvänlighet, arbetsmiljö, processtid, livslängd samt behov av omkonstruktion har tagits fram till matrisen med hjälp av DFX-verktyg och intervjuer. En Pughs matris har utförts för både den statiska och dynamiska tätningen. Samma kriterier användes i båda fallen. Utifrån matrisen utnämndes lasersvetsning som den mest lämpliga metoden för den statiska tätningen. Anledningen till att den rekommenderas är bland annat dess låga kostnad vid höga volymer, den snabba processtiden samt dess långa livslängd. För den dynamiska tätningen rekommenderas Kongsberg Automotive att fortsätta med den befintliga lösningen, o-ringar. Detta på grund av dess låga kostnad för en tillräcklig livslängd. För att implementera den nya statiska tätningen krävs omkonstruktion av produkten. För en lyckad fogning ställs en del krav på flänsarna, bland annat en låg skevningstendens och en viss ytfinhet. Dessutom behöver flänsarna få en ny utformning som möjliggör fogning. Metoden bygger på att en del är lasertransparent och släpper igenom laserstrålen till den undre delen, som är laserabsorbent och smälter materialet vid fogen. Studien leder till ett grundligt underlag för Kongsberg Automotive, som kan underlätta vid beslut gällande tätningskonstruktionen. / This thesis is performed in association with Kongsberg Automotive AB, a subcontractor within the automotive industry who specializes in gear shifters for both manual and automatic transmission vehicles. The automotive industry is highly dynamic and constantly searching for innovative improvements. In recent years, this has led to an increase in the importance of electronics within a product. In case of an electronic failure, this can lead to devastating consequences for the function of a product. This leads to higher demands for safe encapsulation. Some sort of sealing is often used to reduce the risk of leakage and penetration of foreign particles. The product that has been studied in this project is an actuator. The function of an actuator is to convert electronic signals from the gear shifter to mechanical movements that interacts with the gearbox. The product consists of three sealing solutions that works together to meet the requirements for encapsulation during the vehicles lifetime. These solutions include a static gasket in form of a FIPG, a dynamic o-ring seal and a Gore-Tex vent membrane. The purpose of this thesis is to study and evaluate different sealing solutions that fulfills the demands of encapsulation according to the specification. Kongsberg Automotive wishes to explore if there are better sealing alternatives than the ones used today, particularly in regards to a potential increase in volume in the near future. In order to perform the project, an extensive literature study has been conducted. It was based on collection of facts, benchmarking, interviews and observations both within and outside of the company. This resulted in a Pugh matrix where the different sealing concepts where evaluated against the current solution, FIPG and dynamic o-rings. Criteria such as cost, production and assembly friendliness, work environment, processing time, life expectancy and the need of redesign were developed based on DFX-tools and interviews. The Pugh matrix were performed for both the static and the dynamic seal, using the same criteria in both cases. Based on the matrix, laser welding were chosen to be the most suitable seal for the static application. A few of the reasons were its low cost for high volume productions, the fast processing time and high function. For the dynamic seal, Kongsberg is recommended to continue using the current o-ring solution due to its low cost. To implement the recommended static sealing, redesign of the product is required. To achieve a successful joint, there are increased requirements for the flange surfaces, such as warpage and surface finish. In addition to this, the flanges needs a new design that enables joining. Laser welding is based on the material properties of the flanges. One part needs to be laser transparent to let the laser beam through, while the other part has to be laser absorbent to melt the material by the joint. This study results in a foundation for Kongsberg Automotive, to facilitate decision-making in regards to sealing design.

Laser beam welding has been widely applied in different industrial sectors due to its unique advantages. However, there are still challenges, such as beam positioning in T-joint welding, and gap bridging in butt joint welding,especially in the case of varying gap width along a joint. It is expected that enabling more advanced control to a welding system, and obtaining more in-depth process knowledge could help to solve these issues. The aim of this work is to address such welding issues by a laser beam shaping technology using a novel deformable mirror together with computer vision methods and also to increase knowledge about the benefits and limitations with this approach. Beam shaping in this work was realized by a novel deformable mirror system integrated into an industrial processing optics. Together with a wave front sensor, a controlled adaptive beam shaping system was formed with a response time of 10 ms. The processes were monitored by a coaxial camera with selected filters and passive or active illumination. Conduction mode autogenous bead-on-plate welding and butt joint welding experiments have been used to understand the effect of beam shaping on the melt pool geometry. Circular Gaussian, and elliptical Gaussian shapes elongated transverse to and along the welding direction were studied. In-process melt pool images and cross section micrographs of the weld seams/beads were analyzed. The results showed that the melt pool geometry can be significantly modified by beam shaping using the deformable mirror. T-joint welding with different beam offset deviations relative to the center of the joint line was conducted to study the potential of using machine learning to track the process state. The results showed that machine learning can reach sufficient detection and estimation performance, which could also be used for on-line control. In addition, in-process and multidimensional data were accurately acquired using computer vision methods. These data reveal weaknesses of current thermo-fluid simulation model, which in turn can help to better understand and control laser beam welding. The obtained results in this work shows a huge potential in using the proposed methods to solve relevant challenges in laser beam welding. / Lasersvetsning används i stor utsträckning i olika industrisektorer på grund av dess unika fördelar. Det finns emellertid fortfarande utmaningar, såsom rätt positionering av laserstrålen vid genomträngningssvetsning av T-fogar och hantering av varierande spaltbredd längs fogen vid svetsning av stumfogar. Sådana problem förväntas kunna lösas med avancerade metoder för automatisering, metoder som också förväntas ge fördjupade kunskaper om processen. Syftet med detta arbete är att ta itu med dessa problem med hjälp av en teknik för lasereffektens fördelning på arbetsstycket, s.k. beam shaping. Det sker med hjälp av en ny typ av i realtid deformerbar spegel tillsammans med bildbehandling av kamerabilder från processen. För- och nackdelar med detta tillvägagångssätt undersöks.Beam shaping åstadkoms med hjälp av ny typ av deformerbart spegelsystem som integreras i en industriell processoptik. Tillsammans med en vågfrontsensor bildas ett adaptivt system för beam shaping med en svarstid på 10 ms. Processen övervakas av en kamera linjerad koaxialt med laserstrålen. För att kunna ta bilder av svetspunkten belyses den med ljus av lämplig våglängd, och kameran är försedd med ett motsvarande optiskt filter. Försök har utförts med svetsning utan tillsatsmaterial, direkt på plåtar, svetsning utan s.k. nyckelhål, för att förstå effekten av beam shaping på svetssmältans geometri. Gauss fördelade cirkulära och elliptiska former, långsträckta både tvärs och längs svetsriktningen har studerats. Bilder från svetssmältan har analyserats och även mikrostrukturen i tvärsnitt från de svetsade plåtarna. Resultaten visar att svetssmältans geometri kan modifieras signifikant genom beam shaping med hjälp av det deformerbara spegelsystemet. Genomträngningssvetsning av T-fogar med avvikelser relativt foglinjens centrum genomfördes för att studera potentialen i att använda maskininlärning för att fånga processens tillstånd. Resultaten visade att maskininlärning kan nå tillräcklig prestanda för detektering och skattning av denna avvikelse. Något som också kan användas för återkopplad styrning. Flerdimensionell processdata har samlats i realtid och analyserats med hjälp av bildbehandlingsmetoder.  Dessa data avslöjar brister i nuvarande simuleringsmodeller,vilket i sin tur hjälper till med att bättre förstå och styra lasersvetsning.Resultaten från detta arbete uppvisar en god potential i att använda de föreslagna metoderna för att lösa relevanta utmaningar inom lasersvetsning. / <p>Till licentiatuppsats hör 2 inskickade artiklar, som visas inte nu.</p>