Development of a quality-assured welding system by fusing the numerical simulation and the in-process monitoring techniques

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15323
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Ogino Yosuke 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30778262)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ガスメタルアーク溶接 / 数値シミュレーション / インプロセスモニタリング / 電磁熱流体 / 画像処理

Outline of Final Research Achievements

In this study, the heat source and the molten pool phenomena during the gas metal arc welding process are discussed by using numerical simulation. Relationship between the process parameter and the welding results and molten region appearance are investigated. In addition, a method to clearly observe the molten region is constructed, and in-process monitoring technique based on the relationship between the molten region behavior and the welding result shown by simulation results are constructed.
Consequently, a series of technique for quality assured welding system without pre-process and post-process is constructed based on the welding phenomena during the process.

Free Research Field

溶接・接合加工物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において構築した数値シミュレーション技術による溶接プロセス中の現象を可視化した結果は世界に先駆けて得られたものであり、これに基づくインプロセスモニタリング技術は世界的にも例のないものである。本研究で構築した技術による品質保証型溶接システムの実用化が達成されれば、ものづくりの高効率・高品質化が大きく進む可能性がある。
今後、本研究の根幹を担う数値シミュレーション技術の高度化を達成し現象をより高いレベルで明確化することが、インプロセスモニタリング技術の高度化にも直結するものと考えている。