JP2815301B2 - スタッド溶接の品質判定方法 - Google Patents
スタッド溶接の品質判定方法Info
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- JP2815301B2 JP2815301B2 JP29203893A JP29203893A JP2815301B2 JP 2815301 B2 JP2815301 B2 JP 2815301B2 JP 29203893 A JP29203893 A JP 29203893A JP 29203893 A JP29203893 A JP 29203893A JP 2815301 B2 JP2815301 B2 JP 2815301B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスタッド溶接に関し、特
にスタッド溶接部の融合不良等の欠陥を検出してその品
質の判定を行う方法に関する。
にスタッド溶接部の融合不良等の欠陥を検出してその品
質の判定を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常スタッド溶接を行うに際し、スタッ
ド棒を被溶接材に接合する過程で、種々な要因によって
溶着不良が発生する場合がある。かゝる溶接部の溶着不
良をスタッド溶接中に判別する方法として特開昭４９−
１２７８４０号公報が開示されている。この方法は溶接
不良の一次要因としてアーク電流又はアーク電圧の安定
性を捕え、アーク電流及びアーク電圧を検出して、設定
時間内における電流値が所定値以上のとき、又は電圧値
が所定値以下のときに電流リレー又は電圧リレーを作動
させて溶着不良を検出している。
ド棒を被溶接材に接合する過程で、種々な要因によって
溶着不良が発生する場合がある。かゝる溶接部の溶着不
良をスタッド溶接中に判別する方法として特開昭４９−
１２７８４０号公報が開示されている。この方法は溶接
不良の一次要因としてアーク電流又はアーク電圧の安定
性を捕え、アーク電流及びアーク電圧を検出して、設定
時間内における電流値が所定値以上のとき、又は電圧値
が所定値以下のときに電流リレー又は電圧リレーを作動
させて溶着不良を検出している。
【０００３】又、同様の技術が特開昭６３−１６５０７
７号公報で開示されている。この方法はスタッド溶接中
のスタッドの軸方向の移動量を検出し、これを常にモニ
タリングして移動量不足による不良継手を直ちに検知す
る方法である。
７号公報で開示されている。この方法はスタッド溶接中
のスタッドの軸方向の移動量を検出し、これを常にモニ
タリングして移動量不足による不良継手を直ちに検知す
る方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術は不良
継手の検出に一応の効果を発揮することができるが、接
合部の融合不良欠陥を検出することが困難であった。か
ゝる融合不良欠陥は図４に示すように接合部１５内部に
亀裂１６が形成されているもので、将来、この亀裂から
接合部の破損が生ずる恐れがある。
継手の検出に一応の効果を発揮することができるが、接
合部の融合不良欠陥を検出することが困難であった。か
ゝる融合不良欠陥は図４に示すように接合部１５内部に
亀裂１６が形成されているもので、将来、この亀裂から
接合部の破損が生ずる恐れがある。
【０００５】上記の欠陥は特開昭４９−１２７８４０号
公報に示すような電圧リレーによっては検出されず、ま
たスタッド軸の移動量を十分与えてもかゝる欠陥を除去
することができないので、特開昭６３−１６５０７７号
公報で示すような移動量の検出だけでは上記欠陥を認知
することはできなかった。本発明はこのような融合不良
欠陥を検出し、適格に継手不良を判断できる方法を提供
することを目的とする。
公報に示すような電圧リレーによっては検出されず、ま
たスタッド軸の移動量を十分与えてもかゝる欠陥を除去
することができないので、特開昭６３−１６５０７７号
公報で示すような移動量の検出だけでは上記欠陥を認知
することはできなかった。本発明はこのような融合不良
欠陥を検出し、適格に継手不良を判断できる方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下のスタッド溶接部の品質判定方法を提
供する。すなわち、本発明の要旨は、被溶接とスタッド
棒の先端でアークを発生させ、溶融プールを形成したの
ち該スタッド棒を前記溶融プールに押込んで溶接するに
際し、前記スタッド棒の軸方向の移動状態を検出すると
ともに該スタッド棒の押込みが開始される直前のアーク
電圧を検出し、かゝるスタッド棒の押込み時のアーク電
圧をモニターすることによりスタッド溶接部の品質を判
定する方法にあり、特に前記スタッド棒の押込み開始前
０．３秒以内のアーク電圧を検出し、該アーク電圧の値
が零であることをモニターしたとき、その溶接部分を溶
接不良と判定する品質判定方法にある。
するために、以下のスタッド溶接部の品質判定方法を提
供する。すなわち、本発明の要旨は、被溶接とスタッド
棒の先端でアークを発生させ、溶融プールを形成したの
ち該スタッド棒を前記溶融プールに押込んで溶接するに
際し、前記スタッド棒の軸方向の移動状態を検出すると
ともに該スタッド棒の押込みが開始される直前のアーク
電圧を検出し、かゝるスタッド棒の押込み時のアーク電
圧をモニターすることによりスタッド溶接部の品質を判
定する方法にあり、特に前記スタッド棒の押込み開始前
０．３秒以内のアーク電圧を検出し、該アーク電圧の値
が零であることをモニターしたとき、その溶接部分を溶
接不良と判定する品質判定方法にある。
【０００７】
【作用】本発明者らはスタッド棒溶接部の上記融合不良
欠陥の要因について種々検討した結果、該欠陥がスタッ
ド棒の溶融プールへ押込まれる直前にアーク電圧が零近
くになった場合に生ずることを知見し、本発明を完成し
たのである。すなわち、スタッド溶接において、被溶接
材とスタッド棒との間にアークを発生して両者間に溶融
プールを形成し、しかるのち、スタッド棒を該溶融プー
ルに押込んで接合するに当り、該スタッド棒を溶融プー
ルに押込む際に所定値のアーク電圧がスタッド棒の押込
みと同時に降下し、スタッド棒の溶融プールが接触した
ときにアーク電圧が零になる場合には前述の融合不良欠
陥は生じない。
欠陥の要因について種々検討した結果、該欠陥がスタッ
ド棒の溶融プールへ押込まれる直前にアーク電圧が零近
くになった場合に生ずることを知見し、本発明を完成し
たのである。すなわち、スタッド溶接において、被溶接
材とスタッド棒との間にアークを発生して両者間に溶融
プールを形成し、しかるのち、スタッド棒を該溶融プー
ルに押込んで接合するに当り、該スタッド棒を溶融プー
ルに押込む際に所定値のアーク電圧がスタッド棒の押込
みと同時に降下し、スタッド棒の溶融プールが接触した
ときにアーク電圧が零になる場合には前述の融合不良欠
陥は生じない。
【０００８】しかるに、スタッド棒が溶融プールに押込
まれる直前に、たとえば溶融プールが垂れ下ってスタッ
ド棒と連結（短絡）したようなときには（このような現
象は特に横向き太径スタッド棒溶接の場合にしばしば生
ずる。）、短絡電流は流れるもののアーク電圧が零にな
ってアークが発生しなくなる。かゝる状態になると溶融
プールの外周部が冷却されて溶融プール表面に凝固域が
生成されるが、このような溶融プールにスタッド棒を押
込むと、図４に示すように上記凝固域ではスタッド棒は
融合せず接合部１５に亀裂１６が形成される。
まれる直前に、たとえば溶融プールが垂れ下ってスタッ
ド棒と連結（短絡）したようなときには（このような現
象は特に横向き太径スタッド棒溶接の場合にしばしば生
ずる。）、短絡電流は流れるもののアーク電圧が零にな
ってアークが発生しなくなる。かゝる状態になると溶融
プールの外周部が冷却されて溶融プール表面に凝固域が
生成されるが、このような溶融プールにスタッド棒を押
込むと、図４に示すように上記凝固域ではスタッド棒は
融合せず接合部１５に亀裂１６が形成される。
【０００９】このようにして上記亀裂１６が形成される
のはスタッド棒が溶融プールに押込まれる直前、好まし
くは少くとも０．３秒以内におけるアーク電圧が零にな
る場合である。この時間以前のアーク発生中にスタッド
棒と溶融プールが短絡してもその後再度アークが発生す
る場合が多く、このような場合には融合不良欠陥は生じ
ない。
のはスタッド棒が溶融プールに押込まれる直前、好まし
くは少くとも０．３秒以内におけるアーク電圧が零にな
る場合である。この時間以前のアーク発生中にスタッド
棒と溶融プールが短絡してもその後再度アークが発生す
る場合が多く、このような場合には融合不良欠陥は生じ
ない。
【００１０】したがって上記融合不良欠陥を確実に発見
するにはスタッド棒押込み時間を正確に把握する必要が
ある。このように本発明ではスタッド棒の移動状態の検
出とアーク電圧の検出が必須要件となる。すなわち、接
合部の融合不良欠陥を検出するにはアーク発生中のスタ
ッド棒の軸方向の移動状態を検出し、該スタッド棒の溶
融プールへの押込みが開始される直前のアーク電圧を検
出してアーク電圧の変動をモニターする必要があるので
ある。
するにはスタッド棒押込み時間を正確に把握する必要が
ある。このように本発明ではスタッド棒の移動状態の検
出とアーク電圧の検出が必須要件となる。すなわち、接
合部の融合不良欠陥を検出するにはアーク発生中のスタ
ッド棒の軸方向の移動状態を検出し、該スタッド棒の溶
融プールへの押込みが開始される直前のアーク電圧を検
出してアーク電圧の変動をモニターする必要があるので
ある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に基づき更に説明する。
図１に本発明を実施する回路のブロックダイヤグラフを
示す。スタッドガン２にセットされたスタッド棒３は制
御装置７によって被溶接材１への押込み、引上げが制御
され、また、上記スタッド棒３のかゝる動きは連結板４
を介してスタッドガン内に設けられているポテンショメ
ータ６の軸５に連動されている。したがってスタッド棒
３の動きはこのポテンショメータ６で検出される。すな
わちポテンショメータ６には定電圧電源６１が与えられ
ているので、スタッド棒の動きは電圧値としてモニタリ
ング装置１１のＡ／Ｄ変換器１２のＣＨ 1 に取込まれ
る。
図１に本発明を実施する回路のブロックダイヤグラフを
示す。スタッドガン２にセットされたスタッド棒３は制
御装置７によって被溶接材１への押込み、引上げが制御
され、また、上記スタッド棒３のかゝる動きは連結板４
を介してスタッドガン内に設けられているポテンショメ
ータ６の軸５に連動されている。したがってスタッド棒
３の動きはこのポテンショメータ６で検出される。すな
わちポテンショメータ６には定電圧電源６１が与えられ
ているので、スタッド棒の動きは電圧値としてモニタリ
ング装置１１のＡ／Ｄ変換器１２のＣＨ 1 に取込まれ
る。
【００１２】被溶接材１とスタッド棒３の間にアークを
発生させるため溶接電源８が被溶接材とスタッドガンに
連結されている。該溶接電源のオン・オフは制御装置７
によって行われる。溶接電源とスタッドガンとの間の回
路にシャント９が設けられ、該シャントとアンプ１０を
介してアーク電流値がモニターリング装置１１のＡ／Ｄ
変換器１２のＣＨ2 に取込まれる。
発生させるため溶接電源８が被溶接材とスタッドガンに
連結されている。該溶接電源のオン・オフは制御装置７
によって行われる。溶接電源とスタッドガンとの間の回
路にシャント９が設けられ、該シャントとアンプ１０を
介してアーク電流値がモニターリング装置１１のＡ／Ｄ
変換器１２のＣＨ2 に取込まれる。
【００１３】また、アーク電圧値は溶接電源８の＋−端
子より直接モニターリング装置１１のＡ／Ｄ変換器１２
のＣＨ3 に取込まれる。また、制御装置７とモニターリ
ング装置１１のＩ−Ｏ ポート１４が連結されており、
制御装置７からの測定スタート信号がＩ−Ｏ ポート１
４に入ると、中央演算装置１３を介してモニターリング
が開始される。
子より直接モニターリング装置１１のＡ／Ｄ変換器１２
のＣＨ3 に取込まれる。また、制御装置７とモニターリ
ング装置１１のＩ−Ｏ ポート１４が連結されており、
制御装置７からの測定スタート信号がＩ−Ｏ ポート１
４に入ると、中央演算装置１３を介してモニターリング
が開始される。
【００１４】以上の装置および回路において、制御装置
７の指令でスタッドガン２はスタッド棒３を被溶接物１
へ押しつけ、所定時間経過後スタッド棒３を所定距離引
上げ、アークを発生させる。アークが所定時間発生して
スタッド棒３と被溶接物１が溶融し、溶融プールが形成
されたあと、スタッド棒を被溶接物へ押込み溶融プール
内において両者を溶着する。
７の指令でスタッドガン２はスタッド棒３を被溶接物１
へ押しつけ、所定時間経過後スタッド棒３を所定距離引
上げ、アークを発生させる。アークが所定時間発生して
スタッド棒３と被溶接物１が溶融し、溶融プールが形成
されたあと、スタッド棒を被溶接物へ押込み溶融プール
内において両者を溶着する。
【００１５】スタッド棒３の引上げ押込みの動きはいず
れも制御装置の指令に基づいて行われるが、スタッド棒
の引上げ開始より少し前に前記制御装置から測定スター
ト指令がモニターリング装置へ伝達され、上記スタッド
棒の動作に伴うアーク電流値、電圧値およびスタッド棒
の動き（ポテンショメーターから入力した電圧信号が移
動距離に換算される）が測定されモニターリング画面に
表示される。
れも制御装置の指令に基づいて行われるが、スタッド棒
の引上げ開始より少し前に前記制御装置から測定スター
ト指令がモニターリング装置へ伝達され、上記スタッド
棒の動作に伴うアーク電流値、電圧値およびスタッド棒
の動き（ポテンショメーターから入力した電圧信号が移
動距離に換算される）が測定されモニターリング画面に
表示される。
【００１６】図２および図３はパイプにスタッド棒（直
径１９mm、長さ１０００mm）をアーク電流：１５７３．
３Ａ、アーク電圧４０Ｖ、アーク時間：０．８４秒、ス
タッド棒引上げ距離：２．４２mm、押込み距離：６．５
６mmの条件によってスタッド溶接した場合のモニターリ
ング画面を示す。図２の実施例ではスタッド棒の押込み
と同時に電圧が降下しており、したがってスタッド棒と
溶融プールとの短絡がなく、溶接部に融合不良欠陥が発
生してなかった。
径１９mm、長さ１０００mm）をアーク電流：１５７３．
３Ａ、アーク電圧４０Ｖ、アーク時間：０．８４秒、ス
タッド棒引上げ距離：２．４２mm、押込み距離：６．５
６mmの条件によってスタッド溶接した場合のモニターリ
ング画面を示す。図２の実施例ではスタッド棒の押込み
と同時に電圧が降下しており、したがってスタッド棒と
溶融プールとの短絡がなく、溶接部に融合不良欠陥が発
生してなかった。
【００１７】一方、図３の実施例ではスタッド棒の押込
み開始から０．１２秒前に電圧が零になっており、スタ
ッド棒と溶融プール間で短絡が生じ、溶接部に融合不良
欠陥が発生していた。したがって、モニターリング画面
において、各スタッド溶接部のスタッド棒押込み直前の
アーク電圧の動きを観視することで溶接部の融合不良欠
陥を確実に知ることができる。このようにスタッド溶接
部が不良と判断されたときは、再度スタッド溶接を実施
するか、手溶接棒により補修溶接することになる。
み開始から０．１２秒前に電圧が零になっており、スタ
ッド棒と溶融プール間で短絡が生じ、溶接部に融合不良
欠陥が発生していた。したがって、モニターリング画面
において、各スタッド溶接部のスタッド棒押込み直前の
アーク電圧の動きを観視することで溶接部の融合不良欠
陥を確実に知ることができる。このようにスタッド溶接
部が不良と判断されたときは、再度スタッド溶接を実施
するか、手溶接棒により補修溶接することになる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明方法によればスタッ
ド溶接中に従来確認が困難であった溶接部の融合不良欠
陥を確実に知ることができるので、スタッド溶接部の安
全性を飛躍的に高めることができ、その工業上の効果は
甚大である。
ド溶接中に従来確認が困難であった溶接部の融合不良欠
陥を確実に知ることができるので、スタッド溶接部の安
全性を飛躍的に高めることができ、その工業上の効果は
甚大である。
【図１】本発明の実施例のブロックダイヤグラフであ
る。
る。
【図２】本発明の方法によって得られたモニターリング
画面であって、融合不良欠陥が生じてない場合を示す。
画面であって、融合不良欠陥が生じてない場合を示す。
【図３】本発明の方法によって得られたモニターリング
画面であって、融合不良欠陥が生じている場合を示す。
画面であって、融合不良欠陥が生じている場合を示す。
【図４】融合不良欠陥が生じた状態の接合部を示す一部
断面正面図である。
断面正面図である。
１…被溶接材 ２…スタッドガン ３…スタッド棒 ４…連結板 ５…軸 ６…ポテンショメーター ７…スタッドガン制御装置 ８…溶接電源 ９…シャント １０…アンプ １１…モニタリング装置 １２…Ａ／Ｄ変換器 １３…中央演算装置 １４…Ｉ−Ｏ ポート １５…接合部 １６…融合不良欠陥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−25877（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154877（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/20 B23K 9/073 550 B23K 9/095 515 B23K 31/00
Claims (3)
- 【請求項１】 被溶接材とスタッド棒の先端でアークを
発生させ、溶融プールを形成したのち該スタッド棒を前
記溶融プールに押込んで溶接するに際し、前記スタッド
棒の軸方向の移動状態を検出するとともに該スタッド棒
の押込みが開始される直前のアーク電圧を検出し、かゝ
るスタッド棒の押込み時のアーク電圧をモニターするこ
とによりスタッド溶接部の品質を判定することを特徴と
するスタッド溶接の品質判定方法。 - 【請求項２】 前記スタッド棒の押込み開始前０．３秒
以内のアーク電圧を検出する請求項１記載のスタッド溶
接の品質判定方法。 - 【請求項３】 前記スタッド棒の押込み開始直前のアー
ク電圧の値が零であることを検出したときにその溶接部
分を溶接不良と判定する請求項１又は２記載のスタッド
溶接の品質判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29203893A JP2815301B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スタッド溶接の品質判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29203893A JP2815301B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スタッド溶接の品質判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144275A JPH07144275A (ja) | 1995-06-06 |
| JP2815301B2 true JP2815301B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=17776732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29203893A Expired - Fee Related JP2815301B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スタッド溶接の品質判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815301B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371545A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Shimizu Corp | 合成地下外壁およびその施工方法 |
| EP3466582A1 (de) * | 2017-10-06 | 2019-04-10 | HILTI Aktiengesellschaft | Bolzenschweissvorrichtung und -verfahren |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29203893A patent/JP2815301B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07144275A (ja) | 1995-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980707 |
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