An investigation of the heat impact of laser cutting on the material properties when producing tensile and impact test specimens of different steel types of varying thickness has been performed. The purpose of the thesis project was to provide recommendations regarding how much material that needs to be milled from the laser cut edge before tensile and impact tests. The study has been performed partly by investigating the test specimens by heat camera when the specimens were cut in the laser cutting line and partly by performing hardness tests, investigation by microscopy, and tolerance and roughness measurements and tensile tests of the laser cut material and material produced in the traditional multi operation machine. The results show that the heat affected zone in the thicker materials is greater than previously thought of, and that the currently used recommendation has to be adjusted. The study clearly shows that the thicker the material, the greater the heat affected zone, independently of the steel type, since the thicker material takes longer time to cut. The slower the cutting the longer time for the heat to impact each part of the material. It has also been shown that it is likely possible to completely omit the milling operation before tensile test of thin and soft materials. / En undersökning avseende laserskärningens värmepåverkan på materialegenskaperna vid producerandet av drag- respektive slagprovstavar av 11 olika stålsorter i varierande tjocklek har utförts. Samtliga stål ingår i SSAB EMEAs sortiment. Syftet med examensarbetet var att ta fram underlag och rekommendationer för hur mycket material som behöver fräsas bort från den laserskurna kanten inför drag- respektive slagprovning och för att ta fram beslutsunderlag som stödjer eventuell direktprovning av tunna prover då dessa förväntats ha ingen eller mycket liten värmepåverkad zon.   Studien har utförts dels genom att studera provstavarna via värmekamera då de skars ut i laserlinjen och dels genom att genomföra hårdhetstest, mikroskopering, toleransmätning, ytjämnhetstest och dragprovning av både det laserskurna materialet och för motsvarande material, tillverkat i den traditionella fleroperationsmaskinen SAJO.   Resultaten visar att den värmepåverkade zonen i de tjockare materialen är större än vad man tidigare trott och att en justering från dagens rekommendation att fräsa 0,3 och 0,5 mm på tunt respektive tjockt material troligen måste göras. Studien visar tydligt att ju tjockare material desto större värmepåverkad zon, oberoende av stålsort, då det tjockare tar längre tid att skära ut. Detta beror vidare på att ju långsammare skärning desto mer hinner värmen påverka varje del i materialet. Då skärparametrarna var under bearbetning fortfarande vid examensarbetets start, har redan i skrivandets stund en hel del skärparametrar ändrats och resultaten förbättrats. Mina resultat speglar därför hur det ser ut, som sämst. Så fort man lyckas skära godkända provstavar ytterligare lite snabbare, kommer värmepåverkan vara mindre än tidigare.   Den visar också att det troligen är fullt möjligt att helt slopa fräsningen innan dragprovning av de tunna, mjuka materialen DC04, DC06 och DC600DP eftersom dragprovningens inte visade på några betydande skillnader i resultaten mellan fräst och ofräst. En liten värmepåverkad zon finns dock, vilket påvisar det som gäller för även de tjockare materialen, att trots att det finns en liten värmepåverkad zon, så behöver inte det påverka dragprovsresultaten. Studien visar att det behövs en större och grundligare utredning än vad tid funnits till inom ramen för detta examensarbete för att göra hårdhetstester, mikroskopera och slå/dra fler kvalitéer

Welding is a common method for joining of metal or plastic construction parts. This report describes several different weld methods in general terms. The report focuses on the GMAW method, specifically MAG welding. A case study has also been performed for the company Wenmec. The task received from the company was to compare the mechanical properties of joints welded with the tube electrode called Nittetsu SM-3A and joints welded with the homogenous electrode called ESAB Aristorod 12.63. Both types of weld joint were welded with the MAG method with an Argon based shielding gas with 18% CO2. The final task of this study is to compare the cost of these electrodes and then help Wenmec to decide which electrode that is the most cost effective. Tensile testing, impact testing and fatigue testing were performed on the weld joint samples. The hardnesses, microstructures, failure zones and chemical composition were examined with optical microscopy and SEM. The weld time, the amount of consumed electrode and the weld energy was measured during welding. These properties were similar and the differences between the different joints could be ignored. Both weld joint types showed similar microstructures and hardnesses. The microstructure was ferrite with carbides or perlite at the grain boundaries. Some silicon oxides were found in the grains. The yield strength, ultimate tensile strength and cycles to fatigue failure were similar in the two joint types, but the Aristorod weld joint showed higher impact strength and elongation at break. The chemical composition showed that the SM-3A electrode was a metal cored electrode with some additions of deoxidizing elements and a Copper coating. The Aristorod 12.63 electrode also showed the presence of deoxidizing elements and likely had a Titanium based coating. The sheet metal used as the work pieces are called Ruukki Laser 355 MC and is steel with low Carbon content, some Manganese and some impurities. The SM-3A electrode was costlier than the 12.63 electrode. This work concluded that the 12.63 electrode was a better alternative for Wenmec due to the lower cost, higher impact strength and higher elongation at break / Svetsning är en vanlig metod för att sammanfoga detaljer av metall och i vissa fall plast. Denna rapport beskriver flera olika svetsmetoder och allmänna fakta kring dem varpå rapporten fördjupas inom GMAW metoden, specifikt MAG. Ett detaljfall studeras också då företaget Wenmec gett uppdraget att jämföra mekaniska egenskaper för svetsfogar svetsade med rörelektroden Nittetsu SM-3A respektive den homogena elektroden ESAB Aristorod 12.63. Båda fogtyperna svetsades med MAG metoden och en argonbaserad skyddsgas med 18 % CO2. Till sist berör detta arbete de svetsekonomiska aspekterna för Wenmec och om företaget bör byta elektrodtyp eller inte. Mekanisk provning som utförts var dragprovning, slagprovning och utmattningsprovning. Mikrostrukturen och hårdheten i svetsfogarna jämfördes samt brottytor och kemisk sammansättning undersöktes med SEM. Vid svetsning jämfördes svetstid och materialåtgång samt den så kallade sträckenergin. Svetstekniskt var de båda svetsfogarna så lika att skillnader kunde ignoreras. Det visade sig att de båda elektroderna gav upphov till svetsgods med likadan mikrostruktur och snarlik hårdhet. Mikrostrukturen visade sig vara ferritisk med vissa mängder karbid eller perlit vid korngränserna. Partiklar i mikrostrukturen visade sig vara främst kiseloxider. Cykler till utmattningsbrott, sträckgräns och brottgräns var snarlika mellan de båda svetsfogarna medan Aristorod 12.63 hade bättre brottöjning och slagseghet. Den kemiska analysen visade att SM-3A var en metallpulverfylld rörelektrod med vissa deoxiderande tillsatser och en ytbeläggning som bestod av koppar. Aristorod 12.63 hade också vissa deoxiderande tillsatser och hade troligen en titanhaltig ytbeläggning. Stålplåten som användes som arbetsstycke var Ruukki Laser 355 MC och är ett lågkolstål med en aning mangan och andra föroreningar. De ekonomiska aspekterna visar att SM-3A är ett dyrare alternativ än 12.63. Sammantaget kom detta arbete fram till att SM-3A inte är ett attraktivt alternativ för Wenmec då slagseghet och brottöjning var sämre och elektroden dessutom var dyrare.

Ett företag som tillverkar hydrauliska snabbkopplingar har genom regelbundna kvalitetsprover upptäckt att vissa låskulor till snabbkopplingarnas låsmekanism plötsligt fått en bristande kvalité och spricker vid belastning. Låskulorna är gjorda av rostfritt stål och har en viktig funktion i låsmekanismen. Om de spricker vid användning kan det leda till konsekvenser med materiella skador eller personskador. Företaget vill förekomma eventuella kvalitetsproblem och måste därför säkerställa att låskulorna har rätt hållfasthet. Låskulorna köps in från en underleverantör och företaget vill därför utveckla en provmetod som provar låskulornas materialegenskaper när de levereras till fabriken. Arbetet i denna rapport syftar till att hjälpa företaget utveckla en sådan provmetod. Ett första steg är att undersöka orsaken till att låskulorna spricker. Materialanalyser utförs av ett materiallaboratorium för att fastställa vilka faktorer i materialet som orsakar brott i låskulorna. Analyserna visar att låskulorna sannolikt spricker på grund av en ökad sprödhet i materialet. Sprödheten beror på att martensiten i materialet är dåligt anlöpt samt en stor mängd karbider. Med orsaken till sprickorna fastställd undersöks befintliga metoder för materialprovning. En provmetod måste prova materialet i färdigtillverkade låskulor eftersom låskulornas tillverkningsprocess påverkar materialegenskaperna. Många av de standardiserade provmetoderna är dock svåra att tillämpa på låskulorna med anledning av låskulornas geometri och små dimensioner. En form av slagprov och pressprov utförs på låskulorna. Ett av syftena med proven är att undersöka om de är lämpliga att använda som provmetod. Genom proven framträder olika materialegenskaper för olika låskulor. Resultaten är dock inte jämförbara låskulorna emellan och proven anses inte vara lämpliga som provmetod. Även ett utmattningsprov utförs på låskulorna genom en upprepande belastning i en snabbkoppling. Detta prov är inte heller lämpligt att använda som provmetod då provet är mycket tidskrävande samt att det finns vissa osäkerheter kring provresultatet. I detta arbete undersöks även två nyligen framtagna provmetoder för kulor till kullager och möjligheten att tillämpa dessa provmetoder på låskulorna. I undersökningen jämförs de båda provmetoderna med avseende på utförande samt framtagning av provkropp. Även en spänningsanalys av en låskula belastad i en snabbkoppling utförs för att ta reda på i vilket område av låskulan de maximala spänningarna uppstår. Undersökningen ger att enbart en provmetod är intressant för fortsatt arbete.   Den provmetod som föreslås i detta arbete kallas "the notched ball test" (NBT). Provmetoden innebär att en djup och smal skåra bearbetas i en låskula som sedan belastas med en tryckande kraft vinkelrätt mot skåran tills brott uppstår. Den maximala spänningen som verkar vid brottet beräknas med en enkel ekvation och används som mått för låskulans hållfasthet. Provmetoden är lämplig då den går att utföra med befintlig utrustning på företaget, den provar materialet i färdigtillverkade låskulor samt i samma område som de maximala spänningarna i en låskula belastad i en snabbkoppling uppstår. NBT nyttjar även dragspänningar vilket är fördelaktigt när sprödhet ska upptäckas i ett material. För att fastställa hur olika materialegenskaper samt geometrier för provkroppen påverkar provresultaten utförs en djupare analys av provmetoden. Analysen ger även vilka geometrier som bör användas vid utförandet av NBT samt värdet för den konstant som används vid beräkning av brottspänningen. Praktiska prov av NBT utförs inte i detta arbete men rapporten innefattar slutsatser om provmetoden och rekommendationer till företaget hur ett fortsatt arbete med NBT kan utföras. / A company that manufactures hydraulic quick-couplings has discovered through regular quality checks that the quality of some of the locking balls for the locking mechanism in the quick couplings suddenly has become insufficient and the locking balls rupture under load. The locking balls are made of stainless steel and if they rupture during usage the consequences can be material damage or even personal injury. The company wants to prevent any quality problems and must therefore ensure that the strength of the locking balls is sufficient. The locking balls are purchased from a subcontractor and the company would therefore like to develop a method for strength testing locking balls delivered to the factory. This thesis aims to help the company in developing such a method.  A first step is to investigate the cause of the locking balls rupture. Material analyses are executed by a material laboratory in order to determine what features in the material that causes the ruptures. The analyses shows that rupture is probably caused by an increased brittleness in the material and the brittleness is a consequence of less tempered martensite and a high amount of carbides. With the cause of rupture determined, existing methods for testing material properties is studied. It is important that strength testing is carried out with test specimens prepared from the actual locking balls. Otherwise the influence of the locking balls manufacturing process on the material properties is not taking into account. Many of the standardized methods for testing material properties, however, are hard to apply to the locking balls due to the geometry and small dimensions of the locking balls. A kind of impact test and compression test is performed. One of the purposes with the tests is to investigate if they are adequate for strength testing the locking balls. The results of the tests, however, are not suitable for comparison. Also, a fatigue test of the locking balls is performed by a repetitive loading of a quick coupling. The fatigue test is, however, time consuming and there are uncertainties in the test results. None of these tests is considered suitable as a strength testing method. In this thesis, two recently developed methods for strength testing ceramic balls and the possibility to apply these methods on the locking balls is studied. The study includes an analysis of the stress distribution in a locking ball under load to determine in which region the highest stresses occur. The study provides that only one of the methods is suitable for the locking balls due to differences in preparing the test specimen and which region of the locking ball that is tested in each method. The strength testing method that is proposed in this thesis is called the notched ball test (NBT). In NBT a long and narrow notch is cut in a locking ball which is then loaded in compression perpendicular to the notch until rupture occurs. The maximum stress acting at the rupture is calculated and used to determine the strength of the locking ball. NBT is suitable because it can be performed with existing equipment at the company, the test specimen is prepared from actual locking balls and the test uses tensile stresses which is an advantage when brittleness is to be detected in a material. An analysis of NBT is performed to determine how material properties and different notch geometries is affecting the test results. The analysis also gives some recommendations for notch geometries that should be used when performing NBT as well as a constant that is used when calculating the maximum stress. Practical experiments of NBT are not carried out in this thesis. Instead, conclusions regarding NBT and recommendations for the company on how they should proceed with NBT are given.