Ny svetsforskning till nytta för den tunga fordonsindustrin

En mycket stor del av alla konstruktioner runt omkring oss byggs samman genom svetsning.Att utveckla svetsprocedurer och göra dem bättre och billigare är en viktig del för till exempel den tunga fordonsindustrins konkurrenskraft. Med ny forskning från Högskolan Väst kan svetsade strukturer utsatta för utmattning förbättras för framtiden.

Trots att svetsning använts i cirka 100 år och svetstekniken utvecklats kraftigt, är fortfarande svetsen ofta en svag länk i en konstruktion. Speciellt gäller detta konstruktioner som utsätts för snabbt varierande laster, så kallad utmattning. Exempel på detta är framförallt fordon av olika slag. För att utveckla mer miljövänliga fordon, behöver man använda stål med allt högre hållfasthet och som också väger mindre. Tyvärr begränsas möjligheten att använda höghållfasta stål ofta av svetsarnas begränsade utmattningshållfasthet.

I en avhandling av Erik Åstrand från Högskolan Väst beskrivs hur tillverkningen av svetsade strukturer utsatta för utmattning kan förbättras för framtiden. Utgångspunkten är att en bra svets i framtiden skapar mervärde genom att kunna erbjuda en sänkt kostnad, ökad livslängd eller högre lastkapacitet. Erik Åstrand har i sin forskning undersökt hur man genom att variera svetskrav och svetsprocedurer utifrån lastfallet för svetsen kan få ett bättre resultat.

- En viktig slutsats gällande anpassade svetsprocedurer med tillhörande krav handlar om att prioritera det som är viktigt och att prioritera bort det som inte är viktigt. Det är svårt att producera svetsar som har goda egenskaper överallt. I teorin är det ofta relativt enkla förändringar men i praktiken är det en stor utmaning att genomföra.

Till nytta för Volvo
Resultaten visar att svetsstandarder och kvalitetsnivåer behöver uppdateras liksom dimensioneringsregler, då de inte är anpassade efter svetsar med en hög utmattningsstyrka. En stor utmaning är att implementera ett nytt arbetssätt där svetsar specificeras och produceras med nya krav och olika kvalitetsnivåer. Om inte kraven ändras kan inte svetsningen ändras och om bara kraven ändras sker inga förbättringar.

- En viktig roll för akademin är att bidra till ett vetenskapligt regelverk för svetsar av hög kvalitet med en tydlig koppling till dess livslängd. Detta kan sedan användas för att dimensionera svetsade konstruktioner med en lägre vikt. Nyckeln är att ta fram nya krav och guidelines baserat på de svetsprocedurer som ger utmärkta egenskaper istället för nuläget då hela systemet bygger på svetsprocedurer framtagna utan någon koppling till utmattning, säger Erik Åstrand, som under sin forskarutbildning varit industridoktorand hos Volvo CE.

Kopplingen till Eriks anställning på Volvo CE är tydlig och han kan se att hans forskning kan påverka delar av utvecklingen på Volvo:

- Det finns en stor förbättringspotential för sänkt vikt, ökad last, minskad produktionskostnad och ökad produktivitet för svetsade strukturer med utmattningslast. Naturligtvis är det positiva resultat också för en industri som Volvo, säger Erik Åstrand.

Kontakt:
Erik Åstrand, 070-0897573, erik.ea.astrand@volvo.com 

Avhandling: "A framework for optimised welding of fatigue loaded structures"