Bachelor's Thesis

Analysis of welding methods in the production of thin-walled pipes

Final Thesis 9.61 MB

Author of thesis: Nikita Kartashov

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jaroslav Kubíček, IWE

Reviewer: Ing. et Ing. Martin Dostál

Abstract:

This thesis addresses the issue of thin-walled pipe welding employing various technological methods. The literature review outlines application examples of tubes across a wide range of industries, including the food, chemical, water management, and automotive sectors. The theoretical framework describes the welding technology and the specific methods investigated, namely plasma, laser, TIG, and high-frequency induction (HFI) welding. Furthermore, the work characterizes individual steel groups and specifies the materials provided by the university: ferritic steels X6CrMoTi17–1 and X6CrMoNb17–1, austenitic steels X6CrNi18–10 and X2CrNi18–9, and unalloyed structural steel S235JR. The practical part delineates sample preparation and the subsequent execution of the analysis. The quality of the welded joints was evaluated using macroscopic analysis performed on a SCHUT SSM-3EC2 stereomicroscope. The mechanical properties of the welds were verified through tensile testing conducted on a ZD40 hydraulic testing machine.

Keywords:

Welding, plasma, laser, TIG, high-frequency induction, macrostructure, tensile testing.

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student prezentoval komisi svou závěrečnou práci, její výstupy a závěry a zodpověděl dotazy oponenta. Dále byly studentovi položeny následující dotazy: doc. Mrňa – Věděl jste jakými technologiemi byly trubky svařené s ohledem na vyvození závěrů? (otázka byla částečně zodpovězena) doc. Moravec – Jaká by byla struktura oceli při obsahu uhlíku 0,017%? (otázka byla částečně zodpovězena) doc. Moravec – Který parametr má vliv na uhlíkový ekvivalent mimo tuto samotnou hodnotu? (otázka byla částečně zodpovězena) doc. Moravec – Jaké je označení os na standardních tahových diagramech? (otázka byla zodpovězena) doc. Moravec – Jaká frekvence byla použita pro vysokofrekvenční svařování? (otázka nebyla zodpovězena) Dr. Slováček – Kolik může mít materiál S355JR maximální množství uhlíku? (otázka byla částečně zodpovězena) doc. Moravec – Jaká by byla struktura oceli při obsahu uhlíku 0,017%? (otázka byla částečně zodpovězena) Dr. Kaleta – Jak jste postupoval při vyhodnocování tahových zkoušek a odkud jste čerpal zvolený postup vyhodnocení? (otázka byla částečně zodpovězena) Ing. Bucko – Jakými způsoby byste dokázal rozlišit feritický a austenitický materiál? (otázka byla plně zodpovězena)

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Manufacturing Technology (STG)

Composition of Committee

doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D. (předseda)
Doc. Jaromír Moravec, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jaroslav Kubíček, IWE (člen)
Ing. Marek Slováček, Ph.D., IWE (člen)
Ing. Karel Kaleta, Ph.D. (člen)
Ing. Dávid Bucko (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jaroslav Kubíček, IWE

Bakalářská práce Nikity Kartashova obsahuje 36 stran textu a celkem 15 příloh. BP je věnována problematice svařování tenkostěnných trubek s použitím různých metod svařování. Byly zpracovány trubky ocelí typů – feritické X6CrMoTi17–1 a X6CrMoNb17–1, austenitické X6CrNi18–10 a X2CrNi18–9 a nelegovaná konstrukční ocel S235JR. Práce má vcelku dobrou úroveň zpracování především experimentální části. Bakalář sám zpracoval experimentální část- přípravu vzorku pro hodnocení makrostruktury a tahových zkoušek a vše vyhodnotil. BP je psána stylem odpovídajícím jiné národnosti cizího státního příslušníka, ale s podporou dostatečné obrázkové dokumentace. Bakalář široce využíval možností konzultací.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. et Ing. Martin Dostál

Předložená bakalářská práce se zabývá rozborem metod svařování při výrobě tenkostěnných trubek velkých průměrů. Cílem práce bylo vypracovat literární rešerši v oblasti výroby tenkostěnných trubek, popsat teoretické základy vybraných metod svařování, provést rozbor optimálních procesů, zpracovat návrh experimentu pro ověření vlastností svarů pro různé typy metod svařování a následně tento experiment provést a vyhodnotit. Z formálního hlediska byly cíle bakalářské práce splněny.

V úvodu autor krátce pojednává o využití tenkostěnných trubek, přičemž nepřesně konstatuje, že mají vynikající korozní odolnost, ale již bez zmínky konkrétních materiálů. Bohužel ani v rozboru zadání není jasné materiálové zaměření, které by mělo být uvedeno s ohledem na použité materiály v experimentu. V rozboru zadání dále autor konstatuje, že bude v experimentální části posouzena vhodnost jednotlivých metod pro vybraná průmyslová odvětví, ale v praktické části práce se tohle posouzení nenachází. Z celkového pohledu obsahuje teoretická a také praktická část práce řadu faktických nesrovnalostí a chyb, mnoho terminologických, formálních, stylistických a pravopisných nedostatků, například.:
Špatné odkazování se na obrázky (umístění odkazů a záměna čísel obrázku, např. obr. 48 a 47) nebo nevhodné umístění obrázků (např. obr. 47), chybné značení symbolů v textu, v celém textu se četně objevují pravopisné a stylistické chyby (např. háčky, čárky, koncovky, předložky, chybná slovní spojení apod.), chybně uvedené % zastoupení některých prvků chemického složení u popisovaných materiálů v tab. 3, 4 a 5, absence podrobnějšího popisu konkrétních materiálů použitých v experimentu, v rešerši se autor zmiňuje o návarech a renovacích metodou TIG, ale práce o tomto vůbec nepojednává, přičemž obdobných nejasností se v práci nachází více, kvalita některých obrázků je nedostačující, např. obr. 44, 47c, 51, 53 apod., záměna označení materiálů v praktické části – str. 32 vzorek F značí X5CrNi18-10 a na str. 36 je poté pro vzorek F označen materiál X2CrNi18-19. Navíc autor na začátku označil trubky písmeny a později v části pro tahovou zkoušku označoval vzorky čísly 1-5, což snižuje přehlednost práce, u všech strukturních snímků chybí měřítko a zvětšení, chybí alespoň schématický náčrt geometrie vzorků s vrubem pro tahové zkoušky, v práci se na obr. 59 nachází graf s výsledky z tahových zkoušek, nic méně se zde porovnávají vzorky s různými tloušťkami materiálů, s různými původními průměry trubek a tedy rozdílným stupněm tváření a jinými deformačně napěťovými stavy. Autor vůbec nepojednává o vlivu předchozích technologických pochodů na stav a výsledky tahových zkoušek, u tahových zkoušek svarových spojů autor porovnává tažnost spoje vůči ZM, ale v práci nejsou uvedeny žádné numerické hodnoty, v práci postrádám konkrétní metodický návrh/koncept praktického experimentu, v závěru práce nejsou popsány konkrétní dosažené výsledky ani jejich žádná jiná interpretace, případně posouzení pro vybraná průmyslová odvětví.

Obdobných nedostatků se v práci nachází více a to s ohledem na všechny posuzované body dle hodnocení závěrečné práce. I přes výše uvedené nedostatky doporučuji práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita E
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry E
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. 1.) V Tabulce 5 na str. 20 uvádíte maximální obsah uhlíku u konstrukční oceli S235JR v hodnotě 0,017 % a obsah mědi 0,055 %. Jaký je skutečný rozsah těchto prvků pro daný materiál? Jak by se tato záměna (změna) chemického složení projevila na svařitelnosti a materiálových vlastnostech této oceli?
  2. 2.) Jaký vliv má množství uhlíku na svařitelnosti ocelí?
  3. 3.) Jaký vliv může mít předchozí tváření za studena na materiál, který je následně určen ke svařování a jakými procesy lze případné negativní projevy snížit nebo úplně eliminovat?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová