Optimization of the factor level in the carbon steel welding process using a robotic arm

Authors

  • Teepaed Chaiyason Faculty of Industrial Technology, Nakhon Phanom University

DOI:

https://doi.org/10.14456/jeit.2024.1

Keywords:

Design of Experimental, Welding, Arm Robotic, Factor level, Optimization

Abstract

This study aimed to identify optimal factors for designing welding experiments using the robotic arm for carbon steel. Utilizing the Box Behnken Design method, 30 experiments focused on three main factors: electric current, wire feed speed, and welding speed. The materials used included carbon steel (50 mm wide, 150 mm long, 4.5 mm thick), MIG welding wire (1.2 mm size), and 100% CO2 as the shielding gas. A Toyo Capacity 60 Tons (Model 60T) pressure testing machine was employed. The welding was performed using a flat butt connection. Results showed that the optimal settings were an electric current of 110 amperes, wire feed speed of 2.65 m/min, and welding speed of 5 mm/s. These parameters yielded a weld strength of 5,000 kg/cm² and produced a welding line that met the acceptable standards.

References

[1] Z. Jie, Y. Lan, and Z. Jinhong, "Research on Factors Affecting Laser Welding Quality of Automobile Body," in International Conference on Medicine, Biology, Materials and Manufacturing (ICMBMM 2018), 2018.

[2] Y. Ma, L. Li, T. Bai, and C. Jin, "Quality of Company D Welding Workshop," Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 541, 2017, doi: 10.1007/978-3-319-49568-2_62.

[3] N. Agwan, "Experimental Investigation on Parametric Optimization of MIG welding process on Mild Steel E34 by using Taguchi Technique," International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, vol. 7, pp. 2675-2679, 2019, doi: 10.22214/ijraset.2019.6454.

[4] S. Singh, B. Samal, S. R. Pradhan, S. Ojha, M. Saffin, and A. Mohanty, "Sustainable Analysis of TIG Parameters for Welding Aluminum Alloy Considering Joint Gap and Welding Current," 2020, doi: 10.1007/978-3-030-30271-9_29.

[5] Y.-J. Tao, W.-C. Guo, C.-J. Miao, and J.-F. Shi, "Study on Electrofusion Welding Process Based on Real-time Ultrasonic Phased Array Video Recording," in IEEE Far East NDT New Technology & Application Forum (FENDT), pp. 66-70, 2020, doi: 10.1109/FENDT50467.2020.9337515.

[6] H. B. Nguyen, M. L. Du, and T. H. Bui, "Design and Manufacture of Welding Fumes Electrostatic Precipitator and Parameter Study on Filtration Performance," Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publications, Ltd., June 22, 2022, doi: https://doi.org/10.4028/p-3302mx.

[7] จักรินทร์ น่วมทิม, อนุชา ขวัญสุข, และ ปิยะมาศ นวลเคน, "การวิจัยศึกษาอิทธิพลของความร้อนที่มีผลต่อการหดตัวของชิ้นงานด้วยเหล็กเกรด 304 จากกระบวนการเชื่อมมิก," คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ, 2557.

[8] ธีรพงษ์ ฉิมเพชร และ สมคิด สุทธิศักดิ์, "การพัฒนาชุดสาธิตเรื่องหุ่นยนต์แขนกลอุตสาหกรรมแบบสคาร่าเคลื่อนที่อิสระ 4 ทิศทางสำหรับการจัดการเรียนการสอนทางด้านวิศวกรรมหุ่นยนต์," คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 2564.

[9] ธีระ สรรพอาษา, กิตติภูมิ ทองคำ, เกียรติศักดิ์ แก้วบริสุทธิ์, และ ชานนท์ มูลวรรณ, "การออกแบบการทดลองงานเชื่อมท่อโลหะต่างชนิดเพื่อวิเคราะห์ปัจจัยที่มีผลต่อสมบัติเชิงกลด้วยโปรแกรมทางสถิติ," ใน การประชุมวิชาการนวัตกรรมด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยีเพื่อเศรษฐกิจและสังคม ครั้งที่ 2, มหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต วิทยาเขตร่มเกล้า, 16 ธันวาคม 2561.

[10] บริษัท สุวิมล จำกัด, "หุ่นยนต์เชื่อมตอบโจทย์โรงงานอุตสาหกรรมได้จริงหรือไม่," [ออนไลน์]. Available: https://www.sumipol.com/knowledge/ welding-robot/. [เข้าถึงเมื่อ: 6 เมษายน 2566].

[11] วิทยา อินทร์สอน, "การพัฒนาใช้รังสีอินฟราเรดเพื่อกำจัดแมลงในข้าวขาวดอกมะลิอินทรีย์ 105," ปริญญาปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ, คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี, 2555.

[12] วิทยา สุมะลิ และ ระพี กาญจนะ, "การลดของเสียในกระบวนการประกอบชิ้นส่วนหน้าจอโทรศัพท์มือถือ โดยประยุกต์ใช้การออกแบบการทดลอง," ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ, คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี, 2560.

Downloads

Published

2024-02-13

How to Cite

[1]
T. Chaiyasol, “Optimization of the factor level in the carbon steel welding process using a robotic arm”, JEIT, vol. 2, no. 1, pp. 1–10, Feb. 2024.