Welding Mechanics Laboratory (WML)

Forskargruppen Welding Mechanics Laboratory forskar om fenomen som har med svetsfogar att göra, under en svetsad konstruktions hela livscykel – tillverkning, drift, underhåll, kontrollerad avveckling etc.

I början av 1900-talet uppfann sjöingenjör Oscar Kjellberg elektrisk svetsning med belagd elektrod, så kallad pinnsvetsning, vilken patenterades 1907. Metodens ursprungliga användningsområde var reparation av marina ångpannor och andra trasiga maskinkomponenter. För 100 år sedan, 1920, byggde Oscar Kjellbergs företag ESAB världens första helsvetsade fartygsskrov M/S ESAB IV, vilket kan besökas på Maritiman i Göteborg. Sedan dess har ljusbågssvetsteknologin kontinuerligt utvecklats och förbättrats till en väl etablerad process för tillverkning, underhåll och reparationer av metalliska komponenter och strukturer.

Idag vet vi att en svetsad strukturs faktiska mekaniska egenskaper beror på en mycket komplex relation mellan flera bidragande faktorer. Här på Welding Mechanics Laboratory (WML) studerar vi, med hjälp av systemteknik (systems engineering) och beräkningssvetsmekanik (computational welding mechanics; CWM), hur olika fysikaliska fenomen influerar en metallisk strukturs funktionsstabilitet, så kallad fitness for service (FFS).

Computational welding mechanics (CWM)

CWM är det numeriska modellerandet och experimentella verifierandet av svetsrelaterade fenomen för att förstå och kunna beskriva hur en specifik svetsprocedur (welding procedure specification; WPS) påverkar komponentens svetsegenspänningar, den svetsegenspänningspåverkade zonens (weed residual affected zone; WRAZ) geometri, svetsdeformationer, linjär och olinjär brottmekanik, samt utmattningsegenskaper.

Fitness for service (FFS) and seaworthiness

Genom att öka vår kunskap om och förståelse kring hur en metallisk strukturs och/eller komponents operativa livslängd kan påverkas genom optimalt kontrollerade tillverkningsprocesser, såsom materialspecifikation, bearbetning, sammanfogning och efterbearbetning i kombination med strukturens faktiska operativa laster (termiska, mekaniska och/eller kemiska), kan den operativa livslängden för komplexa metallstrukturer beräknas. Detta ökar därmed den kommersiella konkurrenskraften.

Avsikten med FFS och sjövärdighetsanalyser är skyddandet av:

  1. Mänskligt liv
  2. Miljö
  3. Strukturer och komponenters faktiska hållfasthet
  4. Kommersiell operativ tillgänglighet
  5. Lagar, regler och förordningar

Wire arc additive manufacturing (WAAM)

Robotiserad så kalla Wire arc additive manufacturing (WAAM) är en teknologi under snabb teknisk utveckling som har stor potential för samhället. Detta beror främst på dess möjlighet att, med en relativt kort tidscykel, producera metallstrukturer med komplexa geometrier. Med vår egenutvecklade 7-axliga WAAM-robot studerar vi hur man bör förfara för att producera en robust WAAM-struktur som ska kunna tillämpas på energi, marin och tung industri.

Metrologi

I samband med experimentella aktiviteter genomför vi datainsamling (data acquisition; DAQ). Meterologi är därefter av stort intresse för att förstå och kvantifiera magnituden av osäkerhet kring insamlad mätdata.

Hälsa, säkerhet och miljö (health, safety and environment; HSE)

Ljusbågssvetsning är en multifysikalisk process som avger energi och kemiska komponenter i diverse former. Den kan således vara hälsovådlig för operatörer, samhället och/eller miljön. Det är därför önskvärt att vi förstår och minskar de potentiella hälso-, säkerhets- och miljörisker som är associerade med svetsrelaterade projekt.

Utredning och rådgivning

WML åtar sig utrednings- och rådgivningsprojekt på en kommersiell basis. Vi har levererat svets-, material-, marin- och FFS-utbildning, -rådgivning och -utredningar sedan 2017 till följande organisationer:

  • Tranter International AB, Sverige
  • Bassoe Technology AB, Sverige
  • FKAB, Sverige
  • FOWIC AS, Norge
  • Lavaretus Underwriting AB, Sverige
  • Master Marine AS, Norgey
  • SEMAR AS, Norwge
  • VEQTER Ltd, England
  • Wisby Tankers, Sverige

Projekt

Medarbetare