Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society最新文献_第10页

A Study on Reducing Oxygen Content in Weld Metals for Narrow Groove GMA Welding with a Local CO2 Adding Nozzle 局部添加CO2喷嘴降低窄坡口GMA焊焊缝金属氧含量的研究

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/qjjws.39.301

Tomoaki Nakashima, Y. Kisaka, F. Kimura, M. Ohara, S. Tashiro, Manabu Tanaka

{"title":"A Study on Reducing Oxygen Content in Weld Metals for Narrow Groove GMA Welding with a Local CO2 Adding Nozzle","authors":"Tomoaki Nakashima, Y. Kisaka, F. Kimura, M. Ohara, S. Tashiro, Manabu Tanaka","doi":"10.2207/qjjws.39.301","DOIUrl":"https://doi.org/10.2207/qjjws.39.301","url":null,"abstract":"高靭性を要求される一部の低合金鋼 (炭素鋼 )を対象としたGMA(MIG)溶接では,アーク安定化のためにCO2やO2などの酸化性のガスを微量に含む不活性ガスがシールドガスとして用いられており ,この酸化性ガスの混合割合が増加するほど溶接金属中の酸素量が増加し,靱性が低下することが知られている .アークの安定と溶接金属の高靭性を両立させる方法として,酸化性ガスの添加割合を低減させた溶接法が種々検討されている.例えば,特殊形状のノズルを用いて不活性ガスと活性ガスを個別にアーク雰囲気中へ添加する方法が検討されており ,ビードオンプレート溶接において溶接金属中の酸素量を数十 ppm程度に低減できることが報告されている. 一方で,高能率なアーク溶接法である狭開先溶接法が, 特に自動化が容易なMAG/MIG溶接において適用されている.しかしながら,上述の溶接法を狭開先溶接に適用しようとすると,アークの偏向が発生し,溶接欠陥の要因となる等,課題が多い為に実用化に至っていない. そこで本研究では,小型かつ軽量の特殊ノズルを用い、さらにショートパルスアークと組合わせて狭開先溶接への適用を試みた.実施内容として,主ガスとして不活性ガス (Ar) を,局所添加ガスとして活性ガス (CO2)をそれぞれ個別に狭開先内に導入することが可能な Fig. 1に示す特殊形状のノズルを作製した.そして様々な活性ガス添加条件やアーク溶接条件下での溶接実験を行い,それらの条件が溶接金属中の酸素量やアーク現象に及ぼす影響について調査した.さらに,当該溶接を模擬したシミュレーションを実施し,活","PeriodicalId":39980,"journal":{"name":"Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67996001","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Automatic penetration bead welding technology in horizontal position using weld pool image recognition 利用焊缝池图像识别技术实现水平位置自动焊透

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/qjjws.39.309

Keitaro Ozaki, N. Furukawa, Akira Okamoto, Keito Ishizaki, Yuji Kimura, Takeshi Koike

{"title":"Automatic penetration bead welding technology in horizontal position using weld pool image recognition","authors":"Keitaro Ozaki, N. Furukawa, Akira Okamoto, Keito Ishizaki, Yuji Kimura, Takeshi Koike","doi":"10.2207/qjjws.39.309","DOIUrl":"https://doi.org/10.2207/qjjws.39.309","url":null,"abstract":"While automatic welding process has been introduced at the manufacturing site today to improve the welding eﬃciency and weldment quality, there are still some joint which is diﬃcult to be automatically welded. Horizontal penetration bead welding in Shipyard, for instance, where weld pool shape varies easily and tracing technique for its variation is required, is manually welded by skilled welder. In order to automate such skillful welding, our research team works on development of weld pool recognition technique with visual sensor and control robot system. In this research, feature points of weld pool are recognized by using CNNs based learning model in real time during CO 2 welding on V-groove joint with gap variation. The chemical composition of the ﬂux cored wire is specially designed for bridge performance and back bead quality. It is adopted the straight stepped weaving to adapt a weld pool shape with gap variation. In order to reduce work processes of ceramic backing attachment, with and without ceramic backing welding has been studied in this research. From the images by a CMOS camera, it is conﬁrmed that the pool lead length and width ( PL L , PL W ) which are calculated by feature points are recognized with high accuracy by CNNs learning model. On the other hand, it is also found that a large corpus of labeled images is required to obtain the high performance of learning model. In order to reduce costly expert annotation, we propose a self-training method which uses unlabeled images. As a result, it is conﬁrmed that the PL L and PL W are recognized accurately by the self-training method proposed. Finally, results of demonstration of automatic welding with real time image recognition and robot control are described. These results show that horizontal penetration bead welding with and without ceramic backing is possible to be automated by robot system proposed.","PeriodicalId":39980,"journal":{"name":"Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67996045","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Inherent Strain Analysis Using Experimental Multi-layer Model for Electron-Beam-Melted Parts 基于多层实验模型的电子束熔化件固有应变分析

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/QJJWS.39.1

S. Tadano, Y. Nakatani, T. Hino, Haruki Ohnishi, Daisuke Tsuji, Tooru Tanaka

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Evaluation of Butt Joint Produced by a Hot-Wire CO2 Arc Welding Method 热丝CO2弧焊对接接头的评价

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/QJJWS.39.96

S. Wonthaisong, S. Shinohara, K. Shinozaki, R. Phaoniam, Motomichi Yamamoto

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FEM Simulation of Stress Fields During Resistance Spot Welding 电阻点焊应力场的有限元模拟

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/JJWS.90.194

Manabu Fukumoto, H. Ueda

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A Technique for Preventing Solidification Cracking at the end part in One-Side Submerged Arc Welding 防止单面埋弧焊端部凝固裂纹的技术

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/JJWS.90.269

Hiroyoshi Yokota

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Developing the Innovative Digital Twin and Its Fundamental Technologies 发展创新数字孪生及其基础技术

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/JJWS.90.5

Ryoji Nakamura, Yoshiaki Takeuchi

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Investigation on the Influence of Highly Oriented Texture and Internal Stress on Fatigue Crack Growth 高取向织构和内应力对疲劳裂纹扩展影响的研究

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/qjjws.39.406

Takashi Hiraide, T. Handa, S. Igi

{"title":"Investigation on the Influence of Highly Oriented Texture and Internal Stress on Fatigue Crack Growth","authors":"Takashi Hiraide, T. Handa, S. Igi","doi":"10.2207/qjjws.39.406","DOIUrl":"https://doi.org/10.2207/qjjws.39.406","url":null,"abstract":"Fatigue crack propagation stage is considered to be the dominant in fatigue fracture of welded joints and some solutions regarding stress issue have been developed. It is known that fatigue crack forms slip band at crack tip and propagates by accumulation of irreversible deformation against cyclic loading. Then if angle diﬀerence between (110) plane which is the main slip plane of body centered cubic lattice and the plane of which angle is 45 ° to the crack plane with respect to crack propagation direction is maximum, suppression of fatigue crack growth is expected. And the delay of fatigue crack growth is also expected, when the compressive stress is developed in the steel plate. In the present study, fatigue crack path and fatigue crack growth rate in the test steel with highly oriented texture and internal stress distribution were investigated. The angular diﬀerence with (110) plane and crack plane got largest by accumulating the (110) plane perpendicular to the plane thickness direction and propagating the crack in the thickness direction. Fatigue crack growth rate of steel with highly oriented texture was lower than that of normalized steel, and the crack growth was remarkably suppressed when compressive stress was superimposed inside the steel plate. It is considered that crack closure effect by fracture surface contact with increase of the fracture surface ruggedness appeared, because fatigue crack branching and bending in steel with highly oriented texture were observed.","PeriodicalId":39980,"journal":{"name":"Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67995856","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Estimation of Melting State at Groove Root in Pulsed MAG Welding Using Deep Learning 基于深度学习的脉冲MAG焊接坡口根部熔化状态估计

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/qjjws.39.322

S. Yamane, WANG Denchi, ZHANG Gewei

{"title":"Estimation of Melting State at Groove Root in Pulsed MAG Welding Using Deep Learning","authors":"S. Yamane, WANG Denchi, ZHANG Gewei","doi":"10.2207/qjjws.39.322","DOIUrl":"https://doi.org/10.2207/qjjws.39.322","url":null,"abstract":"近年,溶接作業者の高齢化および過酷な作業環境のため, 溶接ロボットを用いた自動化・省人化が進んでいる.高品質な溶接を行うためには,溶接溶融池の深さを制御することが重要である.これを行うために,溶接現象の可視化が有用であり,視覚センサを用いたアーク溶接ロボットに関する研究が行われている.溶接溶融池の状態から開先ルート部の溶融状態を推定するために,さまざま方法が提案されている. 溶接溶融池画像と溶落ちとの関係を直接推定することは困難であるため,ニューラルネットワークを用いて,画像と溶落ち状態との関係が推定されている.TIG溶接において, 溶接溶融池画像を CCDカメラにより撮影し,溶落ち状態の推定にニューラルネットワークが適用されている.水平固定管の TIG溶接において,自律移動ロボットシステムを用いて,溶融池の形状と寸法を溶接裏面から撮影し裏ビード幅を制御するため,ニューラルネットワークを用いて電流を調整している .また,TIG溶接溶融池を,CCDカメラにより裏面から撮影し裏溶融池形状を求め,熟練技能者の溶融池制御の可視化が行われている.溶接の溶込み状態を確認するためには,裏面の状態を監視することが有用である. プラズマ溶接では,キーホールが生じた場合にプラジェットの流れの変化に従って溶接音が変化する.この特徴をもとに,完全溶込みに関連するキーホールの有無を判断している.溶接音の変化は溶接時の視覚情報に対して,遅れが生じる可能性を持っている.キーホールが生じた場合,プラズマが裏面に出る.裏面に電極を配置し,キーホールが生じたときの電圧を検出する.このようにすると品質管理が行える.また,キーホールを裏面より直接観察し,溶込みの可視化なども行われている .このように,非消耗電極を用いる溶接では,溶融池深さ状況の直接観察が行われている.しかし,実溶接を考えるとき,大型のパイプ管の溶接で,裏面に機器挿入可能な作業環境である場合を除き, 一般に裏面に視覚センサを設置することは困難である. 一方,GMA溶接は TIG溶接やプラズマ溶接よりも溶接効率が良く,ロボット溶接に適用されており,様々溶接現場において用いられている.下向き片面開先溶接では,一般に, 銅製の裏あて材,セラミック製の裏あて材あるいは裏当て金などが用いられている.さらに,CO2溶接では,低入熱・高効率化が行われている.また,溶融池画像は溶接状態に関する情報を含んでおり,溶接欠陥などの情報を含んでいる.V開先溶接において,溶落防止のため,セラミック製の裏あて材が用いられる.しかし,大入熱を用いた場合, 裏当て材に熱が伝わり,これが溶融し,溶落ちが生じる場合があり,溶融池形状が変化する.この変化は溶接電流およびアーク電圧に表れる.その変化を正確に検出するため, 電極ワイヤを高速回転したアークセンサが用いられている .また,この方法は水平隅肉溶接にも適用され,溶融池の形状変化の検出に役立っている.これらの方法はアーク深層学習によるパルスMAG溶接の開先ルート部の溶融状態推定","PeriodicalId":39980,"journal":{"name":"Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67996056","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Study on Proper Welding Condition for Ultra-Narrow Gap Submerged Arc Welding 超窄间隙埋弧焊适宜焊接条件的研究

Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society Pub Date : 2021-01-01 DOI: 10.2207/QJJWS.39.64

Y. Abe, T. Fujimoto, Mitsuyoshi Nakatani, M. Shigeta, Manabu Tanaka

{"title":"Study on Proper Welding Condition for Ultra-Narrow Gap Submerged Arc Welding","authors":"Y. Abe, T. Fujimoto, Mitsuyoshi Nakatani, M. Shigeta, Manabu Tanaka","doi":"10.2207/QJJWS.39.64","DOIUrl":"https://doi.org/10.2207/QJJWS.39.64","url":null,"abstract":"サブマージアーク溶接(Submerged arc welding: SAW)はその高溶着効率,高品質性から,圧力容器などの大型鋼構造物の厚板,極厚板突合せ溶接に多く使われている.厚板や極厚板に対する SAWでは,融合不良(Lack of fusion: LF) などの溶接欠陥防止のため開先角度を 30°程度まで広くする必要がある.開先角度が広くなると開先断面積が大きくなり,積層完了までに多大な時間を要する. 開先角度を 1~3°とし,ルート幅を狭くした狭開先 SAW では,開先断面積が小さくなり,溶接時間を短縮できる. 狭開先 SAW技術はこれまでいくつか研究開発が行われてきた1-4.近年では,開先角度をほぼ 0°とし,極厚板を初層から最終層まで 1層 1パスで積層する極狭開先 SAWの研究も進められている5-6.1層 1パス施工では 1パスで両側の開先壁を溶融させる必要があるが,開先底のコーナー部はアークプラズマで直接加熱しにくい,熱が拡散しやすい7などの理由から溶融しにくく,融合不良が生じやすい(Fig.1 (a)). また,開先が狭くなると溶接後にスラグが自然にはく離せず,除去が困難となる1.特に,開先壁にアンダカット (Fig.1 (b))が生じた場合,スラグが固着し,十分に除去できないとスラグ巻込みの原因となる.これらの溶接欠陥を防止するには,両側の開先壁を溶融しつつ,アンダカットが生じない溶接部形状(Fig.1 (c))となる溶接条件を選定する必要がある. 一方,近年ではデジタル波形制御が可能な大容量の溶接電源が開発されており8-9,従来の可動鉄心形と比較して出力の安定性や再現性が向上し,極性比率(特に棒マイナスの比率を EN比と定義する),周波数,位相差などの出力波形をより精密に制御可能である.宮田らは溶接電流 600A, 電圧 33V,溶接速度 40cm/minの溶接条件に対し,EN比を 0.0 から 1.0まで変化させてビードオンプレート溶接を実施し, ワイヤ送給速度が±20%程度変化することを明らかにした8.これは,EN比によりワイヤ送給速度すなわち溶着断面積を制御できることを示している.このように,デジタル波形制御電源では EN比などのパラメータにより溶接部形状の制御が可能となり,極狭開先 SAWにおいて溶接欠陥(融合不良,アンダカット)の防止が期待できる. しかしながら,上述のように実施工における知見とノウハウが蓄積されつつある今も,依然として現象の詳細は不明である.なぜなら,SAWは溶接部を覆うフラックスによって,アークプラズマの挙動,電極の溶融,溶滴移行,溶融池形成,フラックスの溶融と蒸発,そしてそれに続くプラズマ周囲での多成分系の凝縮と凝固といった複雑な現象の直接観察が困難となっており10-17,フラックス中にトンネルを設けてアーク空間に影響を与えつつも可視化を行ったという報告が数例あるのみである18-19.それに対して,数値シミュレーションによる現象解明も進められている.例えば, 計算格子を用いた手法によって熱エネルギーのバランスを極狭開先サブマージアーク溶接における適正溶接条件の検討","PeriodicalId":39980,"journal":{"name":"Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67996023","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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