JP2014198345A - 溶接部の検査装置とその検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1〜図3を参照して、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態1を説明する。
次に、図4〜図9を参照して、図1で示す溶接部の検査装置100を用いた本発明の溶接部の検査方法の実施の形態1を説明する。
次に、図10を参照して、本発明の溶接部の検査装置の実施の形態2を説明する。
本発明者等は、溶接状態が異なる2種類の検査用試料(実施例1、2)を作製し、それぞれの検査用試料からの戻り光の強度測定を実施し、戻り光の平均強度の比率と溶接部の溶接状態の関係を評価した。
まず、検査用試料の作製方法と検査用試料による戻り光の強度の測定方法を概説すると、厚さが0.7mmのSCGA440からなる二枚のワークを重ね合わせ、半径が約2.5mmの略円形状の溶接部が形成されるように、ワークに対して溶接用レーザ光を略円形状の溶接軌跡に沿って照射した。次いで、ワークに形成された溶融池を通過するように、検査用レーザ光(出力が1000Wで走査速度が90m/min)を半径が約1.7mmの略円形状(溶接中心を中心とする)の走査軌跡に沿って10周回照射した。次に、その検査用レーザ光の焦点を約1.4mmだけ移動させ、その検査用レーザ光を半径が約0.3mmの略円形状(溶接中心を中心とする)の走査軌跡に沿って10周回照射した。そして、検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光やワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、ワークの溶融池から放射される熱放射光などを含む戻り光を受光し、受光された戻り光を電気信号へ変換してその信号強度を測定した。なお、本実験では、戻り光のうち特にワークの溶融池から放射される熱放射光(赤外光)の信号強度を測定した。
図11Aは、検査用試料による実施例1の溶接部を拡大して示した上面図であり、図11Bは、図11AのA11−A11矢視図であり、図11Cは、検査用試料による実施例1の戻り光の強度を時系列で示した図である。また、図12Aは、検査用試料による実施例2の溶接部を拡大して示した上面図であり、図12Bは、図12AのA12−A12矢視図であり、図12Cは、検査用試料による実施例2の戻り光の強度を時系列で示した図である。
Claims (12)
- 複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査装置であって、
ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を照射する、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を照射する照射部と、
前記照射部によって照射された溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光の少なくとも一つを含む戻り光を受光する受光部と、
前記ワークの溶融池内の任意の点に対して相対的に近接した第1の領域で前記受光部によって受光される戻り光の強度および前記任意の点に対して相対的に離間した第2の領域で前記受光部によって受光される戻り光の強度に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する検査部と、を備えている溶接部の検査装置。 - 前記検査部は、前記第1の領域で前記受光部によって受光される戻り光の強度と前記第2の領域で前記受光部によって受光される戻り光の強度の比率に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっている、請求項1に記載の溶接部の検査装置。
- 前記溶接用レーザ光の溶接軌跡または前記検査用レーザ光の走査軌跡は、閉ループ状もしくは渦巻状を呈している、請求項1または2に記載の溶接部の検査装置。
- 前記溶接用レーザ光の溶接軌跡または前記検査用レーザ光の走査軌跡は、円形状もしくは楕円形状を呈している、請求項3に記載の溶接部の検査装置。
- 前記任意の点は前記ワークの溶接中心である、請求項3または4に記載の溶接部の検査装置。
- 前記検査部は、前記第1の領域で前記受光部によって受光される戻り光の平均強度および前記第2の領域で前記受光部によって受光される戻り光の平均強度に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査するようになっている、請求項1から5のいずれか一項に記載の溶接部の検査装置。
- 複数のワーク同士を溶接する際に形成される溶接部の溶接状態を検査する溶接部の検査方法であって、
ワーク同士を溶接するために該ワークに設定された溶接軌跡に沿って溶接用レーザ光を照射し、もしくは、溶接用レーザ光によって溶融されたワークの溶融池に設定された走査軌跡に沿って検査用レーザ光を照射し、前記溶接用レーザ光もしくは検査用レーザ光によるワークの溶融池からの反射光、ワークの溶融蒸発によって生じる蒸気発光、およびワークの溶融池から放射される熱放射光の少なくとも一つを含む戻り光を受光する第1のステップと、
前記ワークの溶融池内の任意の点に対して相対的に近接した第1の領域で受光された戻り光の強度および前記任意の点に対して相対的に離間した第2の領域で受光された戻り光の強度に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する第2のステップと、からなる溶接部の検査方法。 - 前記第2のステップにおいて、前記第1の領域で受光された戻り光の強度と前記第2の領域で受光された戻り光の強度の比率に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する、請求項7に記載の溶接部の検査方法。
- 前記溶接用レーザ光の溶接軌跡または前記検査用レーザ光の走査軌跡は、閉ループ状もしくは渦巻状を呈している、請求項7または8に記載の溶接部の検査方法。
- 前記溶接用レーザ光の溶接軌跡または前記検査用レーザ光の走査軌跡は、円形状もしくは楕円形状を呈している、請求項9に記載の溶接部の検査方法。
- 前記任意の点は前記ワークの溶接中心である、請求項9または10に記載の溶接部の検査方法。
- 前記第2のステップにおいて、前記第1の領域で受光された戻り光の平均強度および前記第2の領域で受光された戻り光の平均強度に基づいて、前記ワークの溶接部の溶接状態を検査する、請求項7から11のいずれか一項に記載の溶接部の検査方法。
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