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CALCULATION METHOD, WELDING METHOD, AND PROGRAM

Patent code P180014839
File No. S2017-1056-N0
Posted date Apr 17, 2018
Application number P2017-173120
Publication number P2019-048309A
Date of filing Sep 8, 2017
Date of publication of application Mar 28, 2019
Inventor
  • (In Japanese)柴原 正和
  • (In Japanese)生島 一樹
  • (In Japanese)前川 真奈海
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪
Title CALCULATION METHOD, WELDING METHOD, AND PROGRAM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calculation method by which a weldment parameter corresponding to residual stress distribution or residual stress distribution corresponding to a weldment parameter can be predicted.
SOLUTION: This calculation method includes a step at which a weldment parameter is calculated from a residual stress or a residual stress is calculated from a weldment parameter by use of a learned neural network. The learned neural network is a neural network in which teacher data is learned, and said teacher data is plural pairs of input including the weldment parameter and output including the residual stress. The weldment parameter is a parameter in a method for welding a base material by use of a weld material, and includes at least one of a heat gain, a welding speed, a welding current, an applied voltage, a quality of the base material, a shape of the base material, a quality of the weld material, a shape of the weld material, path-breaking of a welding path, and a welding order of the welding path.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

厚い金属板を接合したり補修したりする場合、一般的に溶接材料を用いて母材を溶接する方法(例えば、アーク溶接)が用いられる。溶接材料を用いて母材を溶接する際、溶接材料は溶融し溶接金属として溶着する。そして溶接金属は、凝固し冷却される。この溶接金属は冷え固まる際に収縮するため、溶接金属付近(溶接部)の表面では引張応力が残留しやすい。この残留引張応力が生じた箇所が腐食環境に曝されると、この箇所において応力腐食割れが生じやすい。また、残留引張応力が生じた箇所に振動が加わると、この箇所において疲労破壊が生じやすい。なお、溶接部は、母材が熱影響を受けた部分と溶接金属とを含む。
溶接部の表面をピーニング処理することにより、表面の残留応力を引張から圧縮の応力に変える、又は表面の引張りの残留応力を低減する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。表面の残留応力が圧縮の応力となる又は表面の引張りの残留応力が低減されることにより、応力腐食割れや疲労破壊などが生じにくくなる。また、溶接部に熱を加えることにより残留応力を取り除く方法(アニーリング)が知られている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、残留応力、溶接パラメータなどの算出方法、溶接方法、及びプログラムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
学習済みのニューラルネットワークを用いて残留応力から溶接パラメータを算出又は溶接パラメータから残留応力を算出するステップを含み、
前記学習済みのニューラルネットワークは、教師データに対して正しい入力・出力関係が構成されるようにネットワークの重みを調整することにより学習させたニューラルネットワークであり、
前記教師データは、溶接パラメータを含む入力と残留応力を含む出力との複数のペアであり、かつ、実験及びシミュレーションのうち少なくとも1つを用いて作成されたデータであり、
前記溶接パラメータは、溶接材料を用いて母材を溶接する方法のパラメータであり、入熱量、溶接速度、溶接電流、印加電圧、前記母材の材質、前記母材の形状、前記溶接材料の材質、前記溶接材料の形状、溶接パスのパス割り、溶接パスの溶接順序のうち少なくとも1つを含む算出方法。

【請求項2】
 
前記算出するステップは、学習済みのニューラルネットワークを用いて逆問題解析により残留応力を含む入力から溶接パラメータを含む出力を算出するステップである請求項1に記載の算出方法。

【請求項3】
 
前記算出するステップは、学習済みのニューラルネットワークを用いて溶接パラメータを含む入力から残留応力を含む出力を算出するステップである請求項1に記載の算出方法。

【請求項4】
 
前記母材を溶接する方法は、多層溶接であり、
前記溶接パラメータは、積層された溶接パスのパス割り、積層された溶接パスの溶接順序、各溶接パスの入熱量、各溶接パスの溶接速度、各溶接パスの溶接電流、各溶接パスの印加電圧、パス間温度のうち少なくとも1つを含む請求項1~3のいずれか1つに記載の算出方法。

【請求項5】
 
請求項1又は2に記載の算出方法を用いて算出した溶接パラメータを用いて前記母材を溶接する溶接方法。

【請求項6】
 
学習済みのニューラルネットワークを用いて溶接パラメータから残留応力分布、変形分布、ひずみ分布、温度分布のうち少なくとも1つを算出するステップを含み、
前記学習済みのニューラルネットワークは、教師データに対して正しい入力・出力関係が構成されるようにネットワークの重みを調整することにより学習させたニューラルネットワークであり、
前記教師データは、溶接パラメータを含む入力と、残留応力分布、変形分布、ひずみ分布、温度分布のうち少なくとも1つを含む出力との複数のペアであり、かつ、実験及びシミュレーションのうち少なくとも1つを用いて作成されたデータであり、
前記溶接パラメータは、溶接材料を用いて母材を溶接する方法のパラメータであり、入熱量、溶接速度、溶接電流、印加電圧、前記母材の材質、前記母材の形状、前記溶接材料の材質、前記溶接材料の形状、溶接パスのパス割り、溶接パスの溶接順序のうち少なくとも1つを含む算出方法。

【請求項7】
 
コンピューターに学習済みのニューラルネットワークを用いて逆問題解析により残留応力を含む入力から溶接パラメータを含む出力を算出するステップを実行させるためのプログラムであって、
前記学習済みのニューラルネットワークは、教師データに対して正しい入力・出力関係が構成されるようにネットワークの重みを調整することにより学習させたニューラルネットワークであり、
前記教師データは、溶接パラメータを含む入力と残留応力を含む出力との複数のペアであり、かつ、実験及びシミュレーションのうち少なくとも1つを用いて作成されたデータであり、
前記溶接パラメータは、溶接材料を用いて母材を溶接する方法のパラメータであり、前記母材の材質、前記母材の形状、入熱量、溶接速度、溶接電流、印加電圧、前記溶接材料の材質、前記溶接材料の形状、複数の溶接パスの配置、複数の溶接パスの溶接順序のうち少なくとも1つを含むプログラム。

【請求項8】
 
コンピューターに学習済みのニューラルネットワークを用いて溶接パラメータを含む入力から残留応力を含む出力を算出するステップを実行させるためのプログラムであって、
前記学習済みのニューラルネットワークは、教師データに対して正しい入力・出力関係が構成されるようにネットワークの重みを調整することにより学習させたニューラルネットワークであり、
前記教師データは、溶接パラメータを含む入力と残留応力を含む出力との複数のペアであり、かつ、実験及びシミュレーションのうち少なくとも1つを用いて作成されたデータであり、
前記溶接パラメータは、溶接材料を用いて母材を溶接する方法のパラメータであり、前記母材の材質、前記母材の形状、入熱量、溶接速度、溶接電流、印加電圧、前記溶接材料の材質、前記溶接材料の形状、複数の溶接パスの配置、複数の溶接パスの溶接順序のうち少なくとも1つを含むプログラム。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2017173120thum.jpg
State of application right Published
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