Applicability study of laser beam butt welding for pipe structure maintenance with ultrasonic guided wave

配管構造物のレーザー突き合わせ溶接部に対する超音波ガイド波検査法の適用可能性に関する研究

古澤 彰憲   ; 西村 昭彦  ; 鳥本 和弘; 竹仲 佑介*; 外山 亮治*; 中本 裕之*

Furusawa, Akinori; Nishimura, Akihiko; Torimoto, Kazuhiro; Takenaka, Yusuke*; Toyama, Ryoji*; Nakamoto, Hiroyuki*

本研究の目的は、配管のレーザー突き合わせ溶接部評価のための超音波ガイド波検査法の適用可能性を検証することである。まず、試験用配管を作成する。肉厚とレーザー出力を変化させ、高品質溶接、低品質溶接の2グループ作成し、それぞれ2種類の肉厚の突き合わせ溶接配管を用意する。次に、超音波ガイド波によるレーザー突き合わせ溶接部の評価実験を行う。実験には電磁超音波探触子(EMAT)を用いて、ねじりモードガイド波を励起させ、突き合わせ溶接部からの反射波を測定する。最後に、実験結果と超音波ガイド波検査法をレーザー突き合わせ溶接部の評価に適用するにあたって重要な点について議論する。溶接品質によって測定される超音波ガイド波の反射波の強度が大きく異なり、配管のレーザー突合せ溶接部の評価方法として超音波ガイド波を適用可能であることが明らかになった。

The aim of this work presented here is to investigate the applicability of ultrasonic guided wave for evaluation of laser beam butt welding quality. First, laser beam butt welded pipes are prepared. Two pipes are jointed and continuous wave laser beam is irradiated on the line. The test pipes are divided into two groups according to the difference in laser welding quality. One group is fine quality welded, another group is poor. Second, ultrasonic guided wave testing experiment is performed on the pipes. Torsional mode guided wave is excited by Electromagnetic Acoustic Transducers. Finally, the experimental results are analyzed and issues are discussed. The reflection wave bullet from the poor welded line is clearly observed, whereas no reflection from fine welded line. It is found that the ultrasonic guided wave technologies have the potential for laser beam butt welding line evaluation.