JP2008224226A - Method and device for ultrasonic inspection of spot-welded part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スポット溶接部の超音波検査方法及びスポット溶接部の超音波検査装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic inspection method for spot welds and an ultrasonic inspection apparatus for spot welds.
従来から、鋼材の突合せ溶接部の欠陥識別を行う超音波探傷方法が知られている。 Conventionally, an ultrasonic flaw detection method for identifying a defect in a butt weld of a steel material is known.
特許文献１のものでは、アレイ型超音波探触子の送信用振動子群から超音波を溶接部に発振し、受信用振動子群でその超音波のエコーを受信し、この超音波エコーを信号処理してその特性値を求め、この特性値に基づいて、亀裂の欠陥からの欠陥信号と溶接部組織からの反射信号とを識別するようになっている。
ところで、現在、鋼板などの金属板のスポット溶接部の検査の際には、破壊検査を採用している。この破壊検査は、その製品をハンマーやたがねを用いて実際に破壊することにより行っている。このように破壊検査では、製品を破壊するので、製品が無駄となり、また、作業者の負担も大きい。 By the way, currently, destructive inspection is adopted when inspecting spot welds of metal plates such as steel plates. This destructive inspection is performed by actually destroying the product using a hammer or chisel. Thus, in the destructive inspection, the product is destroyed, so the product is wasted and the burden on the operator is great.
そこで、本発明者たちは、スポット溶接部の検査に、上記特許文献１に示すような超音波を用いることを考え付いた。すなわち、超音波を発振する振動子を有する超音波トランスデューサを備えた検査プローブを準備し、その振動子から超音波を発振させてスポット溶接部に入射させ、振動子でその超音波のエコーを受信し、この超音波エコーに基づいて、後述する中間エコーを検出し、その中間エコーの検出状態に基づいて、スポット溶接部の良否を判定する。 Therefore, the present inventors have come up with the idea of using ultrasonic waves as shown in Patent Document 1 for inspection of spot welds. In other words, an inspection probe having an ultrasonic transducer having an oscillator that oscillates an ultrasonic wave is prepared, an ultrasonic wave is oscillated from the vibrator and incident on a spot weld, and an ultrasonic echo is received by the vibrator. Then, based on this ultrasonic echo, an intermediate echo to be described later is detected, and the quality of the spot welded portion is determined based on the detection state of the intermediate echo.
以下、図１３及び図１４を参照しながら、上記超音波エコーの特徴について説明する。 Hereinafter, the characteristics of the ultrasonic echo will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
スポット溶接部Ｗｂのナゲット径が基準ナゲット径以上である場合、つまり、スポット溶接部Ｗｂが良である場合、図１３に示すように、検査プローブ２１１からの超音波は下板の底面まで伝播し、この底面で反射した底面エコーが検査プローブ２１１で受信される。 When the nugget diameter of the spot welded portion Wb is equal to or larger than the reference nugget diameter, that is, when the spot welded portion Wb is good, the ultrasonic wave from the inspection probe 211 propagates to the bottom surface of the lower plate as shown in FIG. The bottom surface echo reflected from the bottom surface is received by the inspection probe 211.
スポット溶接部Ｗｂのナゲット径が基準ナゲット径よりも小さい場合、つまり、スポット溶接部Ｗｂが不良である場合、図１４に示すように、検査プローブ２１１からの超音波のうちスポット溶接部Ｗｂに対応するものは、下板の底面まで伝播し、この底面におけるスポット溶接部Ｗｂに対応する部分で反射した底面エコーが検査プローブ２１１で受信される。一方、検査プローブ２１１からの超音波のうちスポット溶接部Ｗｂに対応するもの以外のものは、上板の底面までしか伝播せず、この底面（上板及び下板の境界面）におけるスポット溶接部Ｗｂの外周部分で反射した中間エコーが検査プローブ２１１で受信される。 When the nugget diameter of the spot welded portion Wb is smaller than the reference nugget diameter, that is, when the spot welded portion Wb is defective, as shown in FIG. 14, the ultrasonic wave from the inspection probe 211 corresponds to the spot welded portion Wb. What is transmitted propagates to the bottom surface of the lower plate, and the bottom surface echo reflected by the portion corresponding to the spot welded portion Wb on the bottom surface is received by the inspection probe 211. On the other hand, ultrasonic waves from the inspection probe 211 other than those corresponding to the spot welded portion Wb propagate only to the bottom surface of the upper plate, and the spot welded portion on this bottom surface (boundary surface between the upper plate and the lower plate). The intermediate echo reflected by the outer peripheral portion of Wb is received by the inspection probe 211.
以上のような超音波エコーの特徴を利用して、上述のように、中間エコーの検出具合（例えば、中間エコーの有無）に基づいて、スポット溶接部Ｗｂの良否を判定する。 Using the characteristics of the ultrasonic echo as described above, the quality of the spot welded portion Wb is determined based on the detection state of the intermediate echo (for example, the presence or absence of the intermediate echo) as described above.
しかしながら、本発明者たちは、以下のような場合、中間エコーの検出状態に基づいて、スポット溶接部Ｗｂの良否を正確に判定できないことを見出した。すなわち、例えば、図１５に示すように、下板の厚さが上板よりも厚く、下板の方が上板よりも溶融しやすい場合、上板と下板とをスポット溶接すると、上板と下板とは密着するものの、スポット溶接部Ｗｂが下板側に片寄って発生してしまうことがある。このような場合、検査プローブ２１１からの超音波をスポット溶接部Ｗｂに入射すると、上述のように、上板と下板とが密着しているので、そのスポット溶接部Ｗｂのナゲット径の大小に拘わらず、その超音波は下板の底面まで伝播してしまい、検査プローブ２１１では、底面エコーは受信されるが、中間エコーは受信されない。したがって、上記のような場合、中間エコーの検出状態に基づいて、スポット溶接部Ｗｂの良否を正確に判定できない。これと同じことは、スポット溶接部Ｗｂが上板側に片寄って発生した場合についても言える。 However, the present inventors have found that the quality of the spot welded portion Wb cannot be accurately determined based on the detection state of the intermediate echo in the following cases. That is, for example, as shown in FIG. 15, when the lower plate is thicker than the upper plate and the lower plate is easier to melt than the upper plate, the upper plate and the lower plate are spot-welded. Although the lower plate and the lower plate are in close contact with each other, the spot welded portion Wb may be shifted toward the lower plate side. In such a case, when the ultrasonic wave from the inspection probe 211 is incident on the spot welded portion Wb, the upper plate and the lower plate are in close contact with each other as described above, so that the nugget diameter of the spot welded portion Wb is increased or decreased. Regardless, the ultrasonic wave propagates to the bottom surface of the lower plate, and the inspection probe 211 receives the bottom surface echo but does not receive the intermediate echo. Therefore, in the above case, the quality of the spot welded portion Wb cannot be accurately determined based on the detection state of the intermediate echo. The same can be said for the case where the spot welded portion Wb is shifted toward the upper plate side.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検査対象物のスポット溶接部の良否を正確に判定することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to determine correctly the quality of the spot weld part of a test target object.
第１の発明は、検査対象物のスポット溶接部を検査するスポット溶接部の超音波検査方法であって、超音波を発振する振動子を有する超音波トランスデューサを備えた検査プローブを準備し、上記振動子から超音波を発振させて上記スポット溶接部に入射させ、上記振動子で受信した上記超音波のエコーに基づいて、上記検査対象物の互いに接触している２枚の金属板の接触面における上記スポット溶接部の外周部分で反射した中間エコーを検出し、上記中間エコーの検出状態が所定の異常状態であるか否かを判定し、上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態であると判定されたときに、上記スポット溶接部を不良と判定する一方、上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくとも該周波数特性に基づいて、上記スポット溶接部の良否を判定することを特徴とするものである。 1st invention is the ultrasonic inspection method of the spot welding part which test | inspects the spot welding part of a test object, Comprising: The inspection probe provided with the ultrasonic transducer which has the vibrator | oscillator which oscillates an ultrasonic wave is prepared, An ultrasonic wave is oscillated from a vibrator and incident on the spot welded portion, and the contact surface of the two metal plates in contact with each other of the inspection object is based on the ultrasonic echo received by the vibrator. Detecting an intermediate echo reflected by the outer peripheral portion of the spot welded portion in the above, and determining whether or not the detection state of the intermediate echo is a predetermined abnormal state, and the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormal state When it is determined that there is a defect, the spot weld is determined to be defective, while when it is determined that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state, The frequency characteristic obtained by performing frequency analysis process, based on at least the frequency characteristics, and is characterized in determining the quality of the spot welds.
これにより、中間エコーの検出状態が所定の異常状態であると判定されたときに、検査対象物のスポット溶接部を不良と判定する一方、中間エコーの検出状態が所定の異常状態でないと判定されたときに、超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくともこの周波数特性に基づいて、検査対象物のスポット溶接部の良否を判定するので、中間エコーの検出状態に基づいて、検査対象物のスポット溶接部の良否を判定する場合と比較して、検査対象物のスポット溶接部の良否を正確に判定できる。 Thereby, when it is determined that the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormal state, the spot welded portion of the inspection object is determined to be defective, while it is determined that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state. Frequency analysis processing is performed on the ultrasonic echo to determine its frequency characteristic, and at least based on this frequency characteristic, the quality of the spot welded portion of the inspection object is determined. Thus, the quality of the spot welded portion of the inspection object can be accurately determined as compared with the case where the quality of the spot welded portion of the inspection object is determined.
第２の発明は、上記第１の発明において、上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数分布を求め、少なくとも該周波数分布に基づいて上記スポット溶接部の良否を判定することを特徴とするものである。 According to a second invention, in the first invention, when it is determined that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state, a frequency analysis process is performed on the ultrasonic echo to obtain a frequency distribution thereof. The quality of the spot weld is determined based on at least the frequency distribution.
これにより、検査対象物のスポット溶接部の良否を正確かつ確実に判定できる。 Thereby, the quality of the spot welding part of a test object can be determined correctly and reliably.
第３の発明は、検査対象物のスポット溶接部を検査するスポット溶接部の超音波検査装置であって、超音波を発振する振動子を有する超音波トランスデューサを備えた検査プローブと、上記振動子から超音波を発振させて上記スポット溶接部に入射させる発振手段と、上記振動子で受信した上記超音波のエコーに基づいて、上記検査対象物の互いに接触している２枚の金属板の接触面における上記スポット溶接部の外周部分で反射した中間エコーを検出する中間エコー検出手段と、上記中間エコー検出手段による上記中間エコーの検出状態が所定の異常状態であるか否かを判定する異常判定手段と、上記異常判定手段により上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態であると判定されたときに、上記スポット溶接部を不良と判定する不良判定手段と、上記異常判定手段により上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくとも上記周波数特性に基づいて、上記スポット溶接部の良否を判定する良否判定手段とを備えたことを特徴とするものである。 3rd invention is the ultrasonic inspection apparatus of the spot welding part which test | inspects the spot welding part of a test object, Comprising: The inspection probe provided with the ultrasonic transducer which has the vibrator | oscillator which oscillates an ultrasonic wave, and said vibrator | oscillator An oscillating means for oscillating an ultrasonic wave from the spot welding portion and a contact between the two metal plates in contact with each other of the inspection object based on the ultrasonic echo received by the vibrator An intermediate echo detecting means for detecting an intermediate echo reflected by an outer peripheral portion of the spot weld on the surface, and an abnormality determination for determining whether or not the intermediate echo detected by the intermediate echo detecting means is in a predetermined abnormal state Means for determining that the spot weld is defective when it is determined by the abnormality determining means that the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormal state. When the determination means and the abnormality determination means determine that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormality state, the ultrasonic echo is subjected to frequency analysis processing to obtain its frequency characteristics, and at least the frequency It is characterized by including a quality determination means for determining quality of the spot welded portion based on characteristics.
本発明によれば、中間エコーの検出状態が所定の異常状態であると判定されたときに、検査対象物のスポット溶接部を不良と判定する一方、中間エコーの検出状態が所定の異常状態でないと判定されたときに、超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくともその周波数特性に基づいて、検査対象物のスポット溶接部の良否を判定するので、検査対象物のスポット溶接部の良否を正確に判定できる。 According to the present invention, when it is determined that the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormal state, the spot welded portion of the inspection object is determined to be defective, while the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state. When it is determined, frequency analysis processing is performed on the ultrasonic echo to determine its frequency characteristics, and at least based on the frequency characteristics, the quality of the spot welded portion of the inspection target is determined. The quality of the spot weld can be accurately determined.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るスポット溶接部の超音波検査装置１０のブロック図であり、図２は、検査プローブ１１の一部を破断した破断図である。この超音波検査装置１０は、検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａ（図４等参照）を検査するためのものである。本実施形態では、検査対象物Ｗは、２枚の鋼板Ｗ１，Ｗ２を重ねた状態でスポット溶接したものである。これらの鋼板Ｗ１，Ｗ２は互いに接触している。超音波検査装置１０は、図１及び図２に示すように、検査プローブ１１、発振回路１２（発振手段）及びコントローラ１３を備えている。 FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic inspection apparatus 10 for spot welds according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cutaway view of a part of an inspection probe 11. This ultrasonic inspection apparatus 10 is for inspecting a spot welded portion Wa (see FIG. 4 and the like) of an inspection object W. In this embodiment, the inspection object W is spot-welded in a state where two steel plates W1 and W2 are overlapped. These steel plates W1, W2 are in contact with each other. As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic inspection apparatus 10 includes an inspection probe 11, an oscillation circuit 12 (oscillation means), and a controller 13.
上記検査プローブ１１は、有蓋有底円筒状の筐体１１ａと、半球状のメンブレン１１ｂとを備えている。この筐体１１ａには超音波トランスデューサ１１ｃ及び水（音響伝播媒体）１１ｄが収容されている。この超音波トランスデューサ１１ｃは、超音波を発振する振動子１１ｅを有している。メンブレン１１ｂは、スポット溶接部Ｗａの検査時において、検査対象物Ｗの表面におけるスポット溶接部Ｗａに対応（対向）する部分に当接させる。また、メンブレン１１ｂは、検査対象物Ｗの表面との密着性などを考慮して、ゴムなどの弾性材料でできている。そして、スポット溶接部Ｗａの検査時には、振動子１１ｅからの超音波が水１１ｄ及びメンブレン１１ｂを介してスポット溶接部Ｗａに入射され、その超音波のエコー１００（図６等参照。以下、超音波エコーという）がメンブレン１１ｂ及び水１１ｄを介して振動子１１ｅで受信されるようになっている。この振動子１１ｅで受信した超音波エコー１００は、サーキュレータ１４を介してコントローラ１３に送信される。なお、検査プローブ１１の径は、スポット溶接部Ｗａの基準ナゲット径に基づいて決定される。 The inspection probe 11 includes a cylindrical case 11a with a lid and a bottom, and a hemispherical membrane 11b. The housing 11a accommodates an ultrasonic transducer 11c and water (acoustic propagation medium) 11d. The ultrasonic transducer 11c has a vibrator 11e that oscillates ultrasonic waves. The membrane 11b is brought into contact with a portion corresponding to (facing) the spot welded portion Wa on the surface of the inspection object W during the inspection of the spot welded portion Wa. The membrane 11b is made of an elastic material such as rubber in consideration of adhesion to the surface of the inspection object W. When the spot welded portion Wa is inspected, the ultrasonic wave from the vibrator 11e is incident on the spot welded portion Wa via the water 11d and the membrane 11b, and the ultrasonic echo 100 (see FIG. 6 and the like, hereinafter, ultrasonic wave). Echo) is received by the vibrator 11e through the membrane 11b and the water 11d. The ultrasonic echo 100 received by the transducer 11 e is transmitted to the controller 13 via the circulator 14. The diameter of the inspection probe 11 is determined based on the reference nugget diameter of the spot welded portion Wa.
上記発振回路１２は、作業者の所定操作に応じたコントローラ１３からの信号を受信すると、サーキュレータ１４を介して振動子１１ｅに信号を送信し、振動子１１ｅから超音波を発振させてスポット溶接部Ｗａに送信させる。 When the oscillation circuit 12 receives a signal from the controller 13 in accordance with a predetermined operation by the operator, the oscillation circuit 12 transmits a signal to the vibrator 11e through the circulator 14, and oscillates an ultrasonic wave from the vibrator 11e to cause spot welding. Send to Wa.
以下、図３〜図５を参照しながら、上記超音波エコー１００の特徴について詳細に説明する。なお、図４及び図５では、上板Ｗ１及び下板Ｗ２の厚さがほぼ同じで、スポット溶接部Ｗａが上板Ｗ１及び下板Ｗ２に跨って形成されている。このことは、一般的なスポット溶接について当てはまる。 Hereinafter, the features of the ultrasonic echo 100 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5, the thicknesses of the upper plate W1 and the lower plate W2 are substantially the same, and the spot welded portion Wa is formed across the upper plate W1 and the lower plate W2. This is true for general spot welding.
まず、参考として、上板Ｗ１と下板Ｗ２とがスポット溶接されていない場合について説明する。この場合、図３に示すように、上板Ｗ１と下板Ｗ２とが離れており、両板Ｗ１，Ｗ２の間に隙間（空気層）があるので、検査プローブ１１からの超音波（図３では矢印で示す。これは、 図４、図５及び図９でも同様である）は上板Ｗ１の底面までしか伝播せず、この底面で反射した底面エコーが検査プローブ１１で受信される。このため、上板Ｗ１と下板Ｗ２とがスポット溶接されていない場合における超音波エコー１００の波形は、図６に示すようなものになる。なお、図６では、縦軸を振幅、横軸を時間としており、符号１０１が底面エコーである。また、超音波エコー１００の最初の波の山は底面エコー１０１ではなく、上板Ｗ１の表面で反射した表面エコー１０３である。これらのことは、以下に示す図７、図８、図１０（ａ）及び図１１（ｂ）でも同様である。 First, as a reference, a case where the upper plate W1 and the lower plate W2 are not spot welded will be described. In this case, as shown in FIG. 3, since the upper plate W1 and the lower plate W2 are separated from each other and there is a gap (air layer) between both plates W1 and W2, ultrasonic waves from the inspection probe 11 (FIG. 3). In FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 9), only the bottom surface of the upper plate W <b> 1 propagates, and the bottom echo reflected by this bottom surface is received by the inspection probe 11. For this reason, the waveform of the ultrasonic echo 100 when the upper plate W1 and the lower plate W2 are not spot-welded is as shown in FIG. In FIG. 6, the vertical axis represents amplitude, the horizontal axis represents time, and reference numeral 101 represents a bottom echo. The first wave peak of the ultrasonic echo 100 is not the bottom surface echo 101 but the surface echo 103 reflected by the surface of the upper plate W1. These also apply to FIGS. 7, 8, 10 (a) and 11 (b) shown below.
次に、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径以上である場合、つまり、スポット溶接部Ｗａが良である場合、図４に示すように、検査プローブ１１からの超音波は下板Ｗ２の底面まで伝播し、この底面で反射した底面エコー１０１が検査プローブ１１で受信される。このため、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径以上である場合における超音波エコー１００の波形は、図７に示すようなものになる。 Next, when the nugget diameter of the spot welded portion Wa is equal to or larger than the reference nugget diameter, that is, when the spot welded portion Wa is good, the ultrasonic wave from the inspection probe 11 is applied to the lower plate W2 as shown in FIG. The bottom surface echo 101 that propagates to the bottom surface and is reflected by the bottom surface is received by the inspection probe 11. For this reason, the waveform of the ultrasonic echo 100 when the nugget diameter of the spot welded portion Wa is equal to or larger than the reference nugget diameter is as shown in FIG.
そして、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径よりも小さい場合、つまり、スポット溶接部Ｗａが不良である場合、図５に示すように、検査プローブ１１からの超音波のうちスポット溶接部Ｗａに対応するもの（検査プローブ１１におけるスポット溶接部Ｗａに対向する部分からの超音波）は、下板Ｗ２の底面まで伝播し、この底面におけるスポット溶接部Ｗａに対応する部分で反射した底面エコー１０１が検査プローブ１１で受信される。一方、検査プローブ１１からの超音波のうちスポット溶接部Ｗａに対応するもの以外のもの（検査プローブ１１におけるスポット溶接部Ｗａに対向する部分以外の部分からの超音波）は、上板Ｗ１の底面までしか伝播せず、この底面（上板Ｗ１及び下板Ｗ２の接触面）におけるスポット溶接部Ｗａの外周部分（スポット溶接部Ｗａよりも径方向外側の部分）で反射した中間エコーが検査プローブ１１で受信される。以上により、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径よりも小さい場合における超音波エコー１００の波形は、図８に示すようなものになる。図８では、符号１０２が中間エコーである。この中間エコー１０２は、底面エコー１０１と交互に発生していて、振幅が隣り合う底面エコー１０１よりも小さい。 When the nugget diameter of the spot welded portion Wa is smaller than the reference nugget diameter, that is, when the spot welded portion Wa is defective, the spot welded portion Wa of the ultrasonic waves from the inspection probe 11 is shown in FIG. (Ultrasonic wave from a portion facing the spot welded portion Wa in the inspection probe 11) propagates to the bottom surface of the lower plate W2 and is reflected by the portion corresponding to the spot welded portion Wa on the bottom surface 101. Is received by the inspection probe 11. On the other hand, ultrasonic waves from the inspection probe 11 other than those corresponding to the spot welded portion Wa (ultrasonic waves from portions other than the portion facing the spot welded portion Wa in the inspection probe 11) are the bottom surface of the upper plate W1. The intermediate echo reflected by the outer peripheral portion of the spot welded portion Wa (the portion radially outside the spot welded portion Wa) on this bottom surface (the contact surface of the upper plate W1 and the lower plate W2) is transmitted to the inspection probe 11. Received at. As described above, the waveform of the ultrasonic echo 100 when the nugget diameter of the spot welded portion Wa is smaller than the reference nugget diameter is as shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 102 is an intermediate echo. The intermediate echo 102 is generated alternately with the bottom echo 101 and has a smaller amplitude than the adjacent bottom echo 101.
ここで、図６と図７及び図８とを比較すると、図６の方が図７及び図８よりも底面エコー１０１の数が多いが、これは、図７及び図８では、超音波がスポット溶接部Ｗａを通って減衰したからである。 Here, comparing FIG. 6 with FIG. 7 and FIG. 8, the number of bottom surface echoes 101 in FIG. 6 is larger than that in FIG. 7 and FIG. It is because it attenuate | damped through the spot welding part Wa.
以上のように、基本的には、中間エコー１０２の検出状態（例えば、中間エコーの有無）に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を判定できる。 As described above, basically, the quality of the spot welded portion Wa can be determined based on the detection state of the intermediate echo 102 (for example, the presence or absence of the intermediate echo).
しかしながら、以下のような場合、中間エコー１０２の検出具合に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を正確に判定できない。すなわち、例えば、図９に示すように、下板Ｗ２の厚さが上板Ｗ１よりも厚く、下板Ｗ２の方が上板Ｗ１よりも溶融しやすい場合、上板Ｗ１と下板Ｗ２とをスポット溶接すると、上板Ｗ１と下板Ｗ２とは密着するものの、スポット溶接部Ｗａが下板Ｗ２側に片寄って発生してしまうことがある。このような場合、検査プローブ１１からの超音波をスポット溶接部Ｗａに入射すると、上述のように、上板Ｗ１と下板Ｗ２とが密着しているので、そのスポット溶接部Ｗａのナゲット径の大小に拘わらず、その超音波は下板Ｗ２の底面まで伝播してしまい、検査プローブ１１では、底面エコー１０１は受信されるが、中間エコー１０２は受信されない。したがって、上記のような場合、中間エコー１０２の検出状態に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を正確に判定できない。これと同じことは、スポット溶接部Ｗａが上板Ｗ１側に片寄って発生した場合についても言える。 However, in the following cases, the quality of the spot welded portion Wa cannot be accurately determined based on the detection level of the intermediate echo 102. That is, for example, as shown in FIG. 9, when the lower plate W2 is thicker than the upper plate W1, and the lower plate W2 is more easily melted than the upper plate W1, the upper plate W1 and the lower plate W2 are When spot welding is performed, the upper plate W1 and the lower plate W2 may be in close contact with each other, but the spot welded portion Wa may be shifted toward the lower plate W2 side. In such a case, when the ultrasonic wave from the inspection probe 11 is incident on the spot welded portion Wa, the upper plate W1 and the lower plate W2 are in close contact with each other as described above. Regardless of the size, the ultrasonic wave propagates to the bottom surface of the lower plate W2, and the inspection probe 11 receives the bottom surface echo 101 but does not receive the intermediate echo 102. Therefore, in the above case, the quality of the spot welded portion Wa cannot be accurately determined based on the detection state of the intermediate echo 102. The same can be said for the case where the spot welded portion Wa is shifted toward the upper plate W1.
そこで、本実施形態では、以下のようにして、スポット溶接部Ｗａの良否を判定する。すなわち、上記コントローラ１３は、図１に示すように、底面エコー検出手段１３ａ、中間エコー検出手段１３ｂ、減衰率算出手段１３ｃ、底面エコー異常判定手段１３ｄ、中間エコー異常判定手段１３ｅ、減衰率異常判定手段１３ｆ、不良判定手段１３ｇ及び良否判定手段１３ｈを有している。 Therefore, in this embodiment, the quality of the spot welded portion Wa is determined as follows. That is, as shown in FIG. 1, the controller 13 includes a bottom echo detector 13a, an intermediate echo detector 13b, an attenuation rate calculator 13c, a bottom echo abnormality determiner 13d, an intermediate echo abnormality determiner 13e, and an attenuation rate abnormality determiner. Means 13f, defect determination means 13g, and pass / fail determination means 13h are provided.
上記底面エコー検出手段１３ａは、振動子１１ｅで受信した超音波エコー１００に基づいて、底面エコー１０１を検出する。上記中間エコー検出手段１３ｂは、その超音波エコー１００に基づいて、中間エコー１０２を検出する。なお、中間エコー検出手段１３ｂは、互いに隣り合う２つの底面エコー１０１，１０１の間で発生したエコーの振幅が所定値よりも小さいときには、そのエコーはノイズの可能性があるとして中間エコー１０２でないと判断するようになっている。この所定値は、例えば、予め行った試験の結果に基づいて決定される。上記減衰率算出手段１３ｃは、その超音波エコー１００に基づいて、底面エコー１０１の減衰率を算出する。 The bottom echo detector 13a detects the bottom echo 101 based on the ultrasonic echo 100 received by the transducer 11e. The intermediate echo detector 13b detects the intermediate echo 102 based on the ultrasonic echo 100. When the amplitude of the echo generated between the two adjacent bottom surface echoes 101 and 101 is smaller than a predetermined value, the intermediate echo detecting means 13b is not the intermediate echo 102 because there is a possibility of noise. It comes to judge. This predetermined value is determined based on, for example, the results of tests performed in advance. The attenuation rate calculation means 13 c calculates the attenuation rate of the bottom echo 101 based on the ultrasonic echo 100.
上記底面エコー異常判定手段１３ｄは、底面エコー検出手段１３ａにより検出された底面エコー１０１の数が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。この底面エコー１０１の数は、スポット溶接部Ｗａのナゲット厚などに応じて変化する。また、所定の許容範囲は、例えば、予め行った試験の結果に基づいて決定される。 The bottom echo abnormality determining unit 13d determines whether or not the number of bottom surface echoes 101 detected by the bottom surface echo detecting unit 13a is outside a predetermined allowable range. The number of the bottom surface echoes 101 changes according to the nugget thickness of the spot welded portion Wa. Further, the predetermined allowable range is determined based on, for example, a result of a test performed in advance.
上記中間エコー異常判定手段１３ｅは、中間エコー検出手段１３ｂにより検出された中間エコー１０２の数が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。このようにして、中間エコー異常判定手段１３ｅは、中間エコー検出手段１３ｂによる中間エコー１０２の検出状態が所定の異常状態であるか否かを判定するようになっている。具体的には、中間エコー異常判定手段１３ｅは、中間エコー１０２の数が所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、例えば、予め行った試験の結果に基づいて決定される。例えば、所定値が１である場合、中間エコー異常判定手段１３ｅでは、中間エコー１０２の有無を判断する。 The intermediate echo abnormality determining means 13e determines whether or not the number of intermediate echoes 102 detected by the intermediate echo detecting means 13b is outside a predetermined allowable range. In this way, the intermediate echo abnormality determination unit 13e determines whether or not the detection state of the intermediate echo 102 by the intermediate echo detection unit 13b is a predetermined abnormal state. Specifically, the intermediate echo abnormality determination unit 13e determines whether or not the number of intermediate echoes 102 is equal to or greater than a predetermined value. This predetermined value is determined based on, for example, the results of tests performed in advance. For example, when the predetermined value is 1, the intermediate echo abnormality determining unit 13e determines whether or not the intermediate echo 102 is present.
上記減衰率異常判定手段１３ｆは、減衰率算出手段１３ｃにより算出された底面エコー１０１の減衰率が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。この底面エコー１０１の減衰率は、検査対象物Ｗの組織などに応じて変化する。また、所定の許容範囲は、例えば、予め行った試験の結果に基づいて決定される。 The attenuation rate abnormality determination unit 13f determines whether or not the attenuation rate of the bottom surface echo 101 calculated by the attenuation rate calculation unit 13c is outside a predetermined allowable range. The attenuation rate of the bottom surface echo 101 changes according to the tissue of the inspection object W or the like. Further, the predetermined allowable range is determined based on, for example, a result of a test performed in advance.
上記不良判定手段１３ｇは、底面エコー異常判定手段１３ｄにより底面エコー１０１の数が所定の許容範囲外であると判定されたとき、又は減衰率異常判定手段１３ｆにより底面エコー１０１の減衰率が所定の許容範囲外であると判定されたときには、スポット溶接部Ｗａはスポット溶接部として不十分なものであるとして、スポット溶接部Ｗａを不良と判定する。また、不良判定手段１３ｇは、中間エコー異常判定手段１３ｅにより中間エコー１０２の数が所定の許容範囲外である（所定値以上である）と判定されたときには、スポット溶接部Ｗａのナゲット径は基準ナゲット径よりも小さいとして、スポット溶接部Ｗａを不良と判定する。 The defect determining means 13g is configured such that when the bottom echo abnormality determining means 13d determines that the number of bottom echoes 101 is outside a predetermined allowable range, or the attenuation rate abnormality determining means 13f has a predetermined attenuation rate of the bottom echo 101. When it is determined that it is outside the allowable range, it is determined that the spot welded portion Wa is defective because the spot welded portion Wa is insufficient as a spot welded portion. Further, when the intermediate echo abnormality determination unit 13e determines that the number of intermediate echoes 102 is outside a predetermined allowable range (greater than a predetermined value), the defect determination unit 13g determines the nugget diameter of the spot welded portion Wa as a reference. The spot welded portion Wa is determined to be defective because it is smaller than the nugget diameter.
上記良否判定手段１３ｈは、底面エコー異常判定手段１３ｄにより底面エコー１０１の数が所定の許容範囲内であると判定され、中間エコー異常判定手段１３ｅにより中間エコー１０２の数が所定の許容範囲内である（所定値よりも小さい）と判定され、かつ減衰率異常判定手段１３ｆにより底面エコー１０１の減衰率が所定の許容範囲内であると判定されたときには、超音波エコー１００に対しウェーブレット変換を用いて周波数解析処理を行ってその周波数分布を求め、その周波数分布に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を判定する。ウェーブレット変換を用いた周波数解析処理は既知のものなので、その説明を省略する。 The pass / fail determination means 13h determines that the number of bottom echoes 101 is within a predetermined allowable range by the bottom echo abnormality determination means 13d, and the number of intermediate echoes 102 is within a predetermined allowable range by the intermediate echo abnormality determination means 13e. When it is determined that the attenuation rate of the bottom echo 101 is within a predetermined allowable range by the attenuation rate abnormality determination unit 13f, the wavelet transform is used for the ultrasonic echo 100. Then, the frequency analysis process is performed to obtain the frequency distribution, and the quality of the spot welded portion Wa is determined based on the frequency distribution. Since the frequency analysis process using the wavelet transform is already known, its description is omitted.
具体的には、良否判定手段１３ｈは、互いに隣り合う２つの底面エコー１０１，１０１の発生時の間の時間領域において、周波数強度が基準値以上である周波数分布が存在するか否かに応じて、スポット溶接部Ｗａの品質の合否判定を行う。そして、良否判定手段１３ｈは、そのような分布が存在するときには、スポット溶接部Ｗａのナゲット径は基準ナゲット径よりも小さいとして、スポット溶接部Ｗａを不良と判定する一方、そのような分布が存在しないときには、スポット溶接部Ｗａのナゲット径は基準ナゲット径以上であるとして、スポット溶接部Ｗａを良と判定するようになっている。基準値は、周波数分布の周波数強度の最大値に基づいて決定される。また、周波数強度は、エコーの振幅に比例する。 Specifically, the quality determination unit 13h determines whether the spot distribution has a frequency distribution having a frequency intensity equal to or higher than a reference value in the time domain between the two adjacent bottom surface echoes 101 and 101. A pass / fail determination of the quality of the welded portion Wa is performed. Then, when such a distribution exists, the pass / fail judgment means 13h determines that the spot welded portion Wa is defective, assuming that the nugget diameter of the spot welded portion Wa is smaller than the reference nugget diameter, while such a distribution exists. When not, the spot welded portion Wa is determined to be good, assuming that the nugget diameter of the spot welded portion Wa is equal to or larger than the reference nugget diameter. The reference value is determined based on the maximum value of the frequency intensity of the frequency distribution. The frequency intensity is proportional to the amplitude of the echo.
図１０は、スポット溶接部Ｗａが下板Ｗ２側に片寄って生成した場合であって、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径よりも小さいときにおける超音波エコー１００を示す図であり、（ａ）は、その超音波エコー１００の波形を示す図であり、（ｂ）は、その超音波エコー１００の周波数分布を示す図である。図１１は、スポット溶接部Ｗａが上板Ｗ１及び下板Ｗ２に跨って生成した場合、又はスポット溶接部Ｗａが下板Ｗ２側に片寄って生成した場合であって、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径以上のときにおける超音波エコー１００を示す図であり、（ａ）は、その超音波エコー１００の波形を示す図であり、（ｂ）は、その超音波エコー１００の周波数分布を示す図である。図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）では、縦軸を周波数、横軸を時間としており、同じ色の部分が、周波数強度が同じ所定の数値範囲内である周波数分布であり、灰色っぽい部分が底面エコー１０１の周波数分布１１１や表面エコー１０３の周波数分布１１３である。 FIG. 10 is a diagram illustrating the ultrasonic echo 100 when the spot welded portion Wa is generated to be shifted toward the lower plate W2 and the nugget diameter of the spot welded portion Wa is smaller than the reference nugget diameter. FIG. 4A is a diagram showing a waveform of the ultrasonic echo 100, and FIG. 4B is a diagram showing a frequency distribution of the ultrasonic echo 100. FIG. FIG. 11 shows a case where the spot welded portion Wa is generated over the upper plate W1 and the lower plate W2, or a case where the spot welded portion Wa is generated by being shifted toward the lower plate W2, and the nugget diameter of the spot welded portion Wa is shown. FIG. 4 is a diagram showing the ultrasonic echo 100 when is equal to or larger than the reference nugget diameter, (a) is a diagram showing a waveform of the ultrasonic echo 100, and (b) is a frequency distribution of the ultrasonic echo 100. FIG. 10 (b) and 11 (b), the vertical axis represents frequency and the horizontal axis represents time, and the same color portion is a frequency distribution having the same frequency intensity within a predetermined numerical range, and is a grayish portion. These are the frequency distribution 111 of the bottom surface echo 101 and the frequency distribution 113 of the surface echo 103.
図１０（ａ）と図１１（ａ）とを比較すると、両者に大きな差はない。しかしながら、図１０（ｂ）と図１１（ｂ）とを比較すると、両者は、図１０（ｂ）では、互いに隣り合う２つの底面エコー１０１，１０１の発生時の間の時間領域において、周波数強度が基準値以上である周波数分布１１４があるのに対し、図１１（ｂ）では、そのような分布がない点で相違する。これと同じことは、スポット溶接部Ｗａが上板Ｗ１側に片寄って発生した場合についても言える。このように、スポット溶接部Ｗａのナゲット径が基準ナゲット径以上であるか、あるいは、これよりも小さいかで、超音波エコー１００の周波数分布に差が生じる。このような周波数分布の特徴を利用して、良否判定手段１３ｈは、上述のように、スポット溶接部Ｗａの良否を判定する。 Comparing FIG. 10A and FIG. 11A, there is no significant difference between the two. However, when FIG. 10B is compared with FIG. 11B, both show that in FIG. 10B, the frequency intensity is the reference in the time domain between the occurrence of two bottom echoes 101, 101 adjacent to each other. While there is a frequency distribution 114 that is greater than or equal to the value, FIG. 11B is different in that there is no such distribution. The same can be said for the case where the spot welded portion Wa is shifted toward the upper plate W1. As described above, a difference occurs in the frequency distribution of the ultrasonic echo 100 depending on whether the nugget diameter of the spot welded portion Wa is equal to or larger than the reference nugget diameter. Using the characteristics of such frequency distribution, the quality determination unit 13h determines the quality of the spot welded portion Wa as described above.
また、上記コントローラ１３は、図１に示すように、表示手段１５に、超音波エコー１００の波形や超音波エコー１００の周波数分布、スポット溶接部Ｗａの良否判定結果などを送信し、それらを表示手段１５に表示させる。 Further, as shown in FIG. 1, the controller 13 transmits the waveform of the ultrasonic echo 100, the frequency distribution of the ultrasonic echo 100, the quality determination result of the spot welded portion Wa, and the like to the display means 15 and displays them. It is displayed on the means 15.
−コントローラによるスポット溶接部良否判定−
以下、図１２のフローチャートを参照しながら、コントローラ１３によるスポット溶接部良否判定の工程について説明する。
-Pass weld spot judgment by controller-
Hereinafter, the process of determining whether or not the spot weld is good by the controller 13 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップＳ１では、検査プローブ１１から超音波を検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａに入射させる。ステップＳ２では、検査プローブ１１で受信した超音波エコー１００を受信する。 First, in step S <b> 1, an ultrasonic wave is incident on the spot welded portion Wa of the inspection object W from the inspection probe 11. In step S2, the ultrasonic echo 100 received by the inspection probe 11 is received.
次に、ステップＳ３では、その受信された超音波エコー１００に基づいて、底面エコー１０１や中間エコー１０２を検出する。ステップＳ４では、その検出された底面エコー１０１に基づいて、底面エコー１０１の減衰率を算出する。 Next, in step S <b> 3, the bottom echo 101 and the intermediate echo 102 are detected based on the received ultrasonic echo 100. In step S4, the attenuation rate of the bottom echo 101 is calculated based on the detected bottom echo 101.
そして、ステップＳ５では、その検出された底面エコー１０１の数が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合（つまり、許容範囲外の場合）はステップＳ６に進み、ＮＯの場合（つまり、許容範囲内の場合）はステップＳ１１に進む。 In step S5, it is determined whether or not the number of detected bottom surface echoes 101 is outside a predetermined allowable range. If the determination result of step S5 is YES (that is, outside the allowable range), the process proceeds to step S6, and if NO (that is, within the allowable range), the process proceeds to step S11.
ステップＳ６では、その検出された中間エコー１０２の数が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合（つまり、許容範囲外の場合）はステップＳ７に進み、ＮＯの場合（つまり、許容範囲内の場合）はステップＳ１１に進む。 In step S6, it is determined whether or not the number of detected intermediate echoes 102 is outside a predetermined allowable range. If the determination result of step S6 is YES (that is, outside the allowable range), the process proceeds to step S7, and if NO (that is, within the allowable range), the process proceeds to step S11.
ステップＳ７では、その算出された底面エコー１０１の減衰率が所定の許容範囲外であるか否かを判定する。ステップＳ７の判定結果がＹＥＳの場合（つまり、許容範囲外の場合）はステップＳ８に進み、ＮＯの場合（つまり、許容範囲内の場合）はステップＳ１１に進む。 In step S7, it is determined whether or not the calculated attenuation rate of the bottom surface echo 101 is outside a predetermined allowable range. If the determination result of step S7 is YES (that is, outside the allowable range), the process proceeds to step S8, and if NO (that is, within the allowable range), the process proceeds to step S11.
ステップＳ８では、ステップＳ２で受信された超音波エコー１００に基づいて、その周波数分布を求める。ステップＳ９では、その求められた周波数分布に基づいて、互いに隣り合う２つの底面エコー１０１，１０１の発生時の間の時間領域において、基準値以上の周波数強度分布が存在するか否かを判定する。ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合（存在する場合）はステップＳ１１に進み、ＮＯの場合（存在しない場合）はステップＳ１０に進む。 In step S8, the frequency distribution is obtained based on the ultrasonic echo 100 received in step S2. In step S9, based on the obtained frequency distribution, it is determined whether or not there is a frequency intensity distribution greater than or equal to the reference value in the time domain between the two adjacent bottom surface echoes 101 and 101 generated. If the determination result in step S9 is YES (if present), the process proceeds to step S11. If NO (if not present), the process proceeds to step S10.
ステップＳ１０では、スポット溶接部Ｗａの品質をＯＫと判定する。その後、エンドする。一方、ステップＳ１１では、スポット溶接部Ｗａの品質をＮＧと判定する。その後、エンドする。 In step S10, it is determined that the quality of the spot welded portion Wa is OK. Then end. On the other hand, in step S11, the quality of the spot welded portion Wa is determined as NG. Then end.
−効果−
以上により、本実施形態によれば、中間エコー１０２の検出状態が所定の異常状態であると判定されたときに、検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａを不良と判定する一方、中間エコー１０２の検出状態が所定の異常状態でないと判定されたときに、超音波エコー１００に対し周波数解析処理を行ってその周波数分布を求め、この周波数分布に基づいて、検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａの良否を判定するので、中間エコー１０２の検出状態に基づいて、検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａの良否を判定する場合と比較して、検査対象物Ｗのスポット溶接部Ｗａの良否を正確に判定できる。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, when it is determined that the detection state of the intermediate echo 102 is the predetermined abnormal state, the spot welded portion Wa of the inspection target W is determined to be defective, while the intermediate echo 102 When it is determined that the detection state is not a predetermined abnormal state, the ultrasonic echo 100 is subjected to frequency analysis processing to obtain its frequency distribution, and based on this frequency distribution, the spot welded portion Wa of the inspection object W is detected. Since the quality is determined, the quality of the spot welded portion Wa of the inspection target W is accurately compared with the case of determining the quality of the spot welded portion Wa of the inspection target W based on the detection state of the intermediate echo 102. Can be judged.
（その他の実施形態）
上記実施形態では、検査対象物Ｗを２枚の鋼板Ｗ１，Ｗ２を重ねた状態でスポット溶接したもので構成しているが、３枚以上の鋼板を重ねた状態でスポット溶接したもので構成しても良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the inspection object W is constituted by spot welding in a state where two steel plates W1, W2 are overlapped, but is constituted by spot welding in a state where three or more steel plates are overlapped. May be.
また、上記実施形態では、金属板Ｗ１，Ｗ２を鋼板で構成しているが、スポット溶接できる限り、鋼板以外の他の金属板で構成しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although metal plate W1, W2 is comprised with the steel plate, as long as it can be spot-welded, you may comprise with metal plates other than a steel plate.
また、上記実施形態では、検査プローブ１１の音響伝播媒体を水１１ｄで構成しているが、これに限らず、例えば、オイル、アクリル樹脂で構成しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the acoustic propagation medium of the test | inspection probe 11 is comprised with the water 11d, you may comprise not only this but with oil and an acrylic resin, for example.
また、上記実施形態では、スポット溶接部Ｗａの良否を判定するのに、底面エコー１０１の数や底面エコー１０１の減衰率を用いているが、これらを用いなくても良い。但し、用いた方が、その良否を正確に判定できる。 Moreover, in the said embodiment, although the number of the bottom echo 101 and the attenuation factor of the bottom echo 101 are used to determine the quality of the spot welded portion Wa, these may not be used. However, it is possible to accurately determine whether or not it is used.
また、上記実施形態では、超音波エコー１００に対しウェーブレット変換を用いて周波数解析処理を行っているが、これに限らず、例えば、窓関数を用いて周波数解析処理を行っても良い。但し、ウェーブレット変換を用いて周波数解析処理を行う方が、その精度が高い。 Moreover, in the said embodiment, although the frequency analysis process is performed with respect to the ultrasonic echo 100 using wavelet transform, it is not restricted to this, For example, you may perform a frequency analysis process using a window function. However, the accuracy is higher when the frequency analysis process is performed using the wavelet transform.
また、上記実施形態では、互いに隣り合う２つの底面エコー１０１，１０１の発生時の間の時間領域において基準値以上の周波数強度分布が存在するか否かに基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を判定しているが、これ以外の周波数分布の特性を基礎として、その良否を判断しても良い。 Moreover, in the said embodiment, the quality of the spot welding part Wa is determined based on whether the frequency intensity distribution more than a reference value exists in the time area | region between the time of generation | occurrence | production of the two bottom echoes 101 and 101 adjacent to each other. However, the quality may be judged on the basis of other frequency distribution characteristics.
また、上記実施形態では、超音波エコー１００の周波数分布に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を判定しているが、その周波数分布に加えて、他のものも基礎として、その良否を判断しても良い。例えば、超音波エコー１００の周波数分布と、スポット溶接部Ｗａの基準ナゲット径に対応する基準周波数分布とを比較して、その良否を判定しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the quality of the spot weld part Wa is determined based on the frequency distribution of the ultrasonic echo 100, the quality is determined on the basis of other things in addition to the frequency distribution. May be. For example, the frequency distribution of the ultrasonic echo 100 and the reference frequency distribution corresponding to the reference nugget diameter of the spot welded portion Wa may be compared to determine the quality.
また、上記実施形態では、超音波エコー１００の周波数分布に基づいて、スポット溶接部Ｗａの良否を判定しているが、周波数分布以外の周波数特性を基礎として、スポット溶接部Ｗａの良否を判断しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the quality of the spot weld part Wa is determined based on the frequency distribution of the ultrasonic echo 100, the quality of the spot weld part Wa is determined based on frequency characteristics other than the frequency distribution. May be.
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明は、検査対象物のスポット溶接部の良否を正確に判定するための用途等について適用できる。 As described above, the present invention can be applied to applications for accurately determining the quality of spot welded portions of inspection objects.
１０ スポット溶接部の超音波検知装置
１１ 検査プローブ
１１ｃ 超音波トランスデューサ
１１ｅ 振動子
１２ 発振回路（発振手段）
１３ コントローラ
１３ａ 中間エコー検出手段
１３ｅ 中間エコー異常判定手段
１３ｇ 不良判定手段
１３ｈ 良否判定手段
１００ 超音波エコー
１０２ 中間エコー
１１４ 周波数強度が基準値以上である周波数分布
Ｗ 検査対象物
Ｗａ スポット溶接部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spot welding part ultrasonic detector 11 Inspection probe 11c Ultrasonic transducer 11e Vibrator 12 Oscillation circuit (oscillation means)
13 controller 13a intermediate echo detection means 13e intermediate echo abnormality determination means 13g defect determination means 13h pass / fail determination means 100 ultrasonic echo 102 intermediate echo 114 frequency distribution W whose frequency intensity is greater than or equal to a reference value inspection object Wa spot weld
Claims (3)
超音波を発振する振動子を有する超音波トランスデューサを備えた検査プローブを準備し、
上記振動子から超音波を発振させて上記スポット溶接部に入射させ、
上記振動子で受信した上記超音波のエコーに基づいて、上記検査対象物の互いに接触している２枚の金属板の接触面における上記スポット溶接部の外周部分で反射した中間エコーを検出し、
上記中間エコーの検出状態が所定の異常状態であるか否かを判定し、
上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態であると判定されたときに、上記スポット溶接部を不良と判定する一方、
上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくとも該周波数特性に基づいて、上記スポット溶接部の良否を判定することを特徴とするスポット溶接部の超音波検査方法。 An ultrasonic inspection method of a spot welded portion for inspecting a spot welded portion of an inspection object,
Prepare an inspection probe with an ultrasonic transducer having a vibrator that oscillates ultrasonic waves,
An ultrasonic wave is oscillated from the vibrator and incident on the spot weld,
Based on the ultrasonic echo received by the vibrator, the intermediate echo reflected by the outer peripheral portion of the spot welded portion on the contact surface of the two metal plates in contact with each other of the inspection object is detected,
It is determined whether the detection state of the intermediate echo is a predetermined abnormal state,
When it is determined that the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormal state, the spot weld is determined to be defective,
When it is determined that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state, the ultrasonic echo is subjected to frequency analysis processing to obtain its frequency characteristic, and at least based on the frequency characteristic, the spot welded portion An ultrasonic inspection method for a spot welded portion, wherein the quality of the spot weld is determined.
上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数分布を求め、少なくとも該周波数分布に基づいて上記スポット溶接部の良否を判定することを特徴とするスポット溶接部の超音波検査方法。 In the ultrasonic inspection method of the spot weld part according to claim 1,
When it is determined that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state, a frequency analysis process is performed on the ultrasonic echo to obtain a frequency distribution, and at least the spot welded portion is determined based on the frequency distribution. An ultrasonic inspection method for a spot welded portion, wherein the quality is determined.
超音波を発振する振動子を有する超音波トランスデューサを備えた検査プローブと、
上記振動子から超音波を発振させて上記スポット溶接部に入射させる発振手段と、
上記振動子で受信した上記超音波のエコーに基づいて、上記検査対象物の互いに接触している２枚の金属板の接触面における上記スポット溶接部の外周部分で反射した中間エコーを検出する中間エコー検出手段と、
上記中間エコー検出手段による上記中間エコーの検出状態が所定の異常状態であるか否かを判定する異常判定手段と、
上記異常判定手段により上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態であると判定されたときに、上記スポット溶接部を不良と判定する不良判定手段と、
上記異常判定手段により上記中間エコーの検出状態が上記所定の異常状態でないと判定されたときに、上記超音波エコーに対し周波数解析処理を行ってその周波数特性を求め、少なくとも上記周波数特性に基づいて、上記スポット溶接部の良否を判定する良否判定手段とを備えたことを特徴とするスポット溶接部の超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus for a spot welded portion for inspecting a spot welded portion of an inspection object,
An inspection probe having an ultrasonic transducer having a vibrator for oscillating ultrasonic waves;
Oscillating means for oscillating ultrasonic waves from the vibrator and entering the spot welds;
Based on the ultrasonic echo received by the transducer, an intermediate echo that is detected by the outer peripheral portion of the spot welded portion on the contact surface of the two metal plates in contact with each other of the inspection object is detected. Echo detection means;
An abnormality determining means for determining whether or not the detection state of the intermediate echo by the intermediate echo detecting means is a predetermined abnormal state;
When the abnormality determination means determines that the detection state of the intermediate echo is the predetermined abnormality state, the defect determination means determines that the spot weld is defective.
When the abnormality determining means determines that the detection state of the intermediate echo is not the predetermined abnormal state, the ultrasonic echo is subjected to frequency analysis processing to obtain its frequency characteristic, and at least based on the frequency characteristic An ultrasonic inspection apparatus for a spot welded portion, comprising: a quality judgment means for judging the quality of the spot welded portion.
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