JPH02127987A - 摩擦溶接部の品質管理方法 - Google Patents
摩擦溶接部の品質管理方法Info
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- JPH02127987A JPH02127987A JP28185888A JP28185888A JPH02127987A JP H02127987 A JPH02127987 A JP H02127987A JP 28185888 A JP28185888 A JP 28185888A JP 28185888 A JP28185888 A JP 28185888A JP H02127987 A JPH02127987 A JP H02127987A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 31
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は摩擦溶接によって形成された溶接部の品質管理
方法に係り、特に異材の混入を判別するに好適な摩擦溶
接部の品質管理方法に関する。
方法に係り、特に異材の混入を判別するに好適な摩擦溶
接部の品質管理方法に関する。
一対の被溶接部材を突き合わせ、加圧回転させて接合す
る摩擦溶接において、その摩擦溶接部の品質を管理する
方法としては、コロナ社発行摩擦圧接研究会著「摩擦圧
接」第129頁に記載されたような方法が知られている
6すなわち、−殻内に採用されている方式である摩擦発
熱期間をタイマを用いずに摩擦寄り代で設定する摩擦寄
り代方式における監視項目としては、主として素材長検
知、製品長検知、摩擦圧力検知及びアプセット圧力検知
の4項目があり、時には摩擦時間の検知を加えることが
ある。
る摩擦溶接において、その摩擦溶接部の品質を管理する
方法としては、コロナ社発行摩擦圧接研究会著「摩擦圧
接」第129頁に記載されたような方法が知られている
6すなわち、−殻内に採用されている方式である摩擦発
熱期間をタイマを用いずに摩擦寄り代で設定する摩擦寄
り代方式における監視項目としては、主として素材長検
知、製品長検知、摩擦圧力検知及びアプセット圧力検知
の4項目があり、時には摩擦時間の検知を加えることが
ある。
第3図に摩擦溶接におけるサイクル線図を示す。
図において、縦軸のPは加圧力であり、P□は摩擦圧力
、P2はアプセット圧力を示している。またNはチャッ
ク側スピンドルの回転数、Uは寄り代であり、ULは摩
擦寄り代、U2はアプセット寄り代である。また横軸は
時間を示しており、T、は摩擦時間、T2はアプセット
時間を示している。
、P2はアプセット圧力を示している。またNはチャッ
ク側スピンドルの回転数、Uは寄り代であり、ULは摩
擦寄り代、U2はアプセット寄り代である。また横軸は
時間を示しており、T、は摩擦時間、T2はアプセット
時間を示している。
ところで、!!擦溶接作業中作業者の誤まりにより同形
状で材質の異なるワークが混入することがあるが、従来
はこの異材混入を監視する手段はなかった。
状で材質の異なるワークが混入することがあるが、従来
はこの異材混入を監視する手段はなかった。
異材の混入に対しては材料の高温強度の違いにより一定
時間での寄り代が異なり、一定の寄り代を得るためには
摩擦時間が変わる。従ってこの摩擦時間を測定すること
によって異材混入を検出することができる。
時間での寄り代が異なり、一定の寄り代を得るためには
摩擦時間が変わる。従ってこの摩擦時間を測定すること
によって異材混入を検出することができる。
この方法について第4図を参照して説明する。
第4図は第5図に示す形状のワークを摩擦溶接したとき
の摩擦圧力P工と摩擦時間T工との関係を示した図であ
る。
の摩擦圧力P工と摩擦時間T工との関係を示した図であ
る。
第5図に示すワークは溶接機のチャック1に取り付けた
スリーブ2と、クランプ3側に固定されたチューブ4と
であり、スリーブ2を回転させながらチューブ4に圧接
して摩擦溶接を行なう。またチューブ4の材質としてS
TKM20とSTKM13の2種類を用い、摩擦圧力P
□と摩擦時間T工との関係を測定した結果を示すグラフ
が第4図である。
スリーブ2と、クランプ3側に固定されたチューブ4と
であり、スリーブ2を回転させながらチューブ4に圧接
して摩擦溶接を行なう。またチューブ4の材質としてS
TKM20とSTKM13の2種類を用い、摩擦圧力P
□と摩擦時間T工との関係を測定した結果を示すグラフ
が第4図である。
第4図においてAはSTKM20、BはSTKM13の
チューブ4を用いた場合であり。
チューブ4を用いた場合であり。
スリーブ2及びチューブ4の素材長の合計のばらつきを
±0.4mmとした。この素材長のばらつきにより図に
2本の線で囲まれる範囲のばらつきが発生する。このと
き通常使用される摩擦圧力P工は約4kg/mm2であ
り、実際の作業ではP工=4.0±0.5kg/圃2程
度で管理されているため、摩擦時間T□はSTKM20
で図中「イ」で示す範囲内が、またSTKM13では「
口」で示す範囲内が所定の寄り代が得られる範囲となる
。
±0.4mmとした。この素材長のばらつきにより図に
2本の線で囲まれる範囲のばらつきが発生する。このと
き通常使用される摩擦圧力P工は約4kg/mm2であ
り、実際の作業ではP工=4.0±0.5kg/圃2程
度で管理されているため、摩擦時間T□はSTKM20
で図中「イ」で示す範囲内が、またSTKM13では「
口」で示す範囲内が所定の寄り代が得られる範囲となる
。
従って材質がSTKM20のチューブ4の溶接中に材質
がSTKM13のチューブ13が混入した場合、「イ」
と1口」が重なっていない範囲「ハ」がモニターされた
ときにのみ異材混入が判明する。なお、この範囲「ハ」
は例えば圧接面のばらつきなどのその他の要因によって
も変化し、さらに狭い範囲となる場合が多い。
がSTKM13のチューブ13が混入した場合、「イ」
と1口」が重なっていない範囲「ハ」がモニターされた
ときにのみ異材混入が判明する。なお、この範囲「ハ」
は例えば圧接面のばらつきなどのその他の要因によって
も変化し、さらに狭い範囲となる場合が多い。
上述したように作業者の誤まりなどにより異材混入が発
生した場合、ワークの外観からは判別できないため、後
工程における検査が重要となり、多大の工数を必要とし
ていた。このため異材混入を摩擦溶接工程で判別するこ
とが望まれていたが、従来はこの判別することのできる
監視方法がなかった。また摩擦時間T工のモニターは異
材混入を目的としたものではなく、実際の作業では素材
長のばらつき、摩擦圧力の変動及び圧接面のばらつきな
どにより摩擦時間T工はばらつきが大きい。
生した場合、ワークの外観からは判別できないため、後
工程における検査が重要となり、多大の工数を必要とし
ていた。このため異材混入を摩擦溶接工程で判別するこ
とが望まれていたが、従来はこの判別することのできる
監視方法がなかった。また摩擦時間T工のモニターは異
材混入を目的としたものではなく、実際の作業では素材
長のばらつき、摩擦圧力の変動及び圧接面のばらつきな
どにより摩擦時間T工はばらつきが大きい。
従って摩擦時間T1によっては異材混入を確実に判別す
ることができないという問題があった。
ることができないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、摩擦溶
接における異材混入などの異常発生を確実に判別するこ
とができる摩擦溶接部の品質管理方法を提供することを
目的とする。
接における異材混入などの異常発生を確実に判別するこ
とができる摩擦溶接部の品質管理方法を提供することを
目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、一対の被溶接部材
を突き合わせ、加圧回転させて接合する摩擦溶接により
形成された摩擦溶接部の品質管理方法において、前記摩
擦溶接中の寄り代及び加圧力を検出するとともに溶接時
間を計測し、前記寄り代と溶接時間とから演算された寄
り代速度を前記加圧力で補正して管理値を求め、該管理
値を基準値と比較して品質を管理することを特徴として
いる。
を突き合わせ、加圧回転させて接合する摩擦溶接により
形成された摩擦溶接部の品質管理方法において、前記摩
擦溶接中の寄り代及び加圧力を検出するとともに溶接時
間を計測し、前記寄り代と溶接時間とから演算された寄
り代速度を前記加圧力で補正して管理値を求め、該管理
値を基準値と比較して品質を管理することを特徴として
いる。
上記の方法によると、摩擦溶接中に検出した寄り代と計
測した溶接時間とから寄り代速度を求め。
測した溶接時間とから寄り代速度を求め。
加圧力で補正した値を基拳値と比較して管理することに
より、高温強度の差から異材混入を判別することができ
る。
より、高温強度の差から異材混入を判別することができ
る。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の基本構成を示すブロック図
である。ブロック5,6でそれぞれ摩擦溶接中の寄り代
U3及び摩擦圧力P工を検知し、ブロック7でそのとき
の摩擦時間T3 を計測する。
である。ブロック5,6でそれぞれ摩擦溶接中の寄り代
U3及び摩擦圧力P工を検知し、ブロック7でそのとき
の摩擦時間T3 を計測する。
次にブロック8で溶接機制御盤9を用いて下記の演算を
行なう。
行なう。
まず、寄り代U、と摩擦時間T、とから寄り代速度V=
U3 /T3 を算出する。なおこの寄り代速度Vの算
出はT1期間全域ではなく、第3図に示すスロープ期間
T4経過後の一定期間、例えば約0.5秒間について求
めてもよい。次に寄り代速度V及び摩擦圧力P工により
下記に示す計算式(1)を用いて補正し、管理値工を求
める。
U3 /T3 を算出する。なおこの寄り代速度Vの算
出はT1期間全域ではなく、第3図に示すスロープ期間
T4経過後の一定期間、例えば約0.5秒間について求
めてもよい。次に寄り代速度V及び摩擦圧力P工により
下記に示す計算式(1)を用いて補正し、管理値工を求
める。
但し V:寄り代速度(=us /T3 ) (an
/秒)b=修正値、 pl :@蒸圧力(kg/mm
2)a:P、の乗数 次にブロック10に予め定められた寄り代速度V及び摩
擦圧力P工から上記計算式(1)により計算された基準
値:lcsを入力しておき、ブロック11でこの基準値
xsと前記管理値工とを比較してその差を判定する。そ
してこの差が予め定められた管理範囲を外れていれば異
材混入があったと判定される。この判定結果はブロック
12で表示される。
/秒)b=修正値、 pl :@蒸圧力(kg/mm
2)a:P、の乗数 次にブロック10に予め定められた寄り代速度V及び摩
擦圧力P工から上記計算式(1)により計算された基準
値:lcsを入力しておき、ブロック11でこの基準値
xsと前記管理値工とを比較してその差を判定する。そ
してこの差が予め定められた管理範囲を外れていれば異
材混入があったと判定される。この判定結果はブロック
12で表示される。
次に本実施例の作用を説明する。
寄り代速度Vは素材長の影響が全くなく、高温強度の違
いにより差が発生する。また摩擦圧力P工によって寄り
代速度が変るため、正確を期すためにPla によって
除算して管理値工を定めている。
いにより差が発生する。また摩擦圧力P工によって寄り
代速度が変るため、正確を期すためにPla によって
除算して管理値工を定めている。
また、接合面の清浄度によって寄り代速度が変るが、こ
の影響は初期のスロープ期間T4の間のみであるので、
摩擦期間T3 の間における寄り代速度T□を採用する
ことにより接合面の清浄度の影響を受けることはない6 次に本実施例の具体的実施例について、第2図を参照し
て説明する。
の影響は初期のスロープ期間T4の間のみであるので、
摩擦期間T3 の間における寄り代速度T□を採用する
ことにより接合面の清浄度の影響を受けることはない6 次に本実施例の具体的実施例について、第2図を参照し
て説明する。
ワークとして第5図に示すようなスリーブ2及びチュー
ブ4を用い、チャック1に把持されたスリーブ2は継手
部寸法が外径60nm、板厚2mであり材質がS30で
形成されている。またクランプ3に固定されたチューブ
4は寸法がスリーブ2と等しい外径60mm、板厚2m
であり材質がSTKM20で形成されている。また、前
記計算式(1)においてa=1.b=−0,83とじた
ときの管理値工を第2図に示す。図中0印はチューブ4
の材質がSTKM20の場合であり、また図中破線で囲
まれた部分は管理値工の管理範囲0.82±O,OSを
示している。
ブ4を用い、チャック1に把持されたスリーブ2は継手
部寸法が外径60nm、板厚2mであり材質がS30で
形成されている。またクランプ3に固定されたチューブ
4は寸法がスリーブ2と等しい外径60mm、板厚2m
であり材質がSTKM20で形成されている。また、前
記計算式(1)においてa=1.b=−0,83とじた
ときの管理値工を第2図に示す。図中0印はチューブ4
の材質がSTKM20の場合であり、また図中破線で囲
まれた部分は管理値工の管理範囲0.82±O,OSを
示している。
次、に、STKM13で形成された同寸法のチューブ4
が混入された場合、管理値工は図中Δ印で示すようにな
る0図から判るようにSTKM13で形成されたチュー
ブ4の管理値工はすべて管理範囲外にあり、STKM2
0のチューブ4とは明確に区別される。このことは高温
強度の僅かな差によって管理値工が大きく変化するため
である。
が混入された場合、管理値工は図中Δ印で示すようにな
る0図から判るようにSTKM13で形成されたチュー
ブ4の管理値工はすべて管理範囲外にあり、STKM2
0のチューブ4とは明確に区別される。このことは高温
強度の僅かな差によって管理値工が大きく変化するため
である。
本実施例によれば、摩擦溶接中に異材が混入したときに
直ちに判別が可能となるので、後工程の検査が不要とな
る。また異材混入がない場合でも摩擦溶接中の異常状態
を監視することができる。
直ちに判別が可能となるので、後工程の検査が不要とな
る。また異材混入がない場合でも摩擦溶接中の異常状態
を監視することができる。
例えば工場電源の変動で電圧が降下し、チャック1を回
転するスピンドル回転数が変動した場合には、摩擦部の
発熱状態が変化し、寄り代速度が変るため管理値工が管
理範囲を外れる。
転するスピンドル回転数が変動した場合には、摩擦部の
発熱状態が変化し、寄り代速度が変るため管理値工が管
理範囲を外れる。
なお、管理値工を計算する計算式(1)はこれに限定さ
れるものではなく、寄り代速度vti−摩擦圧力P工で
補正するものであれば他の計算式でもよい。
れるものではなく、寄り代速度vti−摩擦圧力P工で
補正するものであれば他の計算式でもよい。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、摩擦溶接
中の寄り代速度を摩擦圧力で補正して得た管理値により
、摩擦溶接部の品質を管理するようにしたので、異材混
入に対しての判別が容易に可能となり、後工程の検査が
不要となった。また摩擦溶接中の異常発生も監視するこ
とができる。
中の寄り代速度を摩擦圧力で補正して得た管理値により
、摩擦溶接部の品質を管理するようにしたので、異材混
入に対しての判別が容易に可能となり、後工程の検査が
不要となった。また摩擦溶接中の異常発生も監視するこ
とができる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本実施例による実験結果による管理値の変動を示すグラ
フ、第3図はスピンドル回転数、摩擦圧力及び寄り代の
経時変化を示すグラフ、第4図は所定の寄り代を得るた
めの摩擦圧力と摩擦時間との関係を示すグラフ、第5図
は本実施例に用いられたワークを示す縦断面図である。 2・・・スリーブ、(被溶接部材) 4・・・チューブ、(被溶接部材) U・・・寄り代、 T・・・溶接時間、 P・・・加圧力。 工・・・管理値。 代 理 人 阿 部 哲 朗 第 図 第 図 第3図 第 図 第4 図
本実施例による実験結果による管理値の変動を示すグラ
フ、第3図はスピンドル回転数、摩擦圧力及び寄り代の
経時変化を示すグラフ、第4図は所定の寄り代を得るた
めの摩擦圧力と摩擦時間との関係を示すグラフ、第5図
は本実施例に用いられたワークを示す縦断面図である。 2・・・スリーブ、(被溶接部材) 4・・・チューブ、(被溶接部材) U・・・寄り代、 T・・・溶接時間、 P・・・加圧力。 工・・・管理値。 代 理 人 阿 部 哲 朗 第 図 第 図 第3図 第 図 第4 図
Claims (1)
- (1)一対の被溶接部材を突き合わせ、加圧回転させて
接合する摩擦溶接により形成された摩擦溶接部の品質管
理方法において、前記摩擦溶接中の寄り代及び加圧力を
検出するとともに溶接時間を計測し、前記寄り代と溶接
時間とから演算された寄り代速度を前記加圧力で補正し
て管理値を求め、該管理値を基準値と比較して品質を管
理することを特徴とする摩擦溶接部の品質管理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28185888A JPH02127987A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 摩擦溶接部の品質管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28185888A JPH02127987A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 摩擦溶接部の品質管理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02127987A true JPH02127987A (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=17644977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28185888A Pending JPH02127987A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 摩擦溶接部の品質管理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02127987A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2419947A (en) * | 2003-07-21 | 2006-05-10 | Horiba Instr Inc | Acoustic Transducer |
JP2010269364A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 摩擦圧接方法 |
US9217608B2 (en) | 2007-12-21 | 2015-12-22 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP28185888A patent/JPH02127987A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2419947A (en) * | 2003-07-21 | 2006-05-10 | Horiba Instr Inc | Acoustic Transducer |
GB2419947B (en) * | 2003-07-21 | 2006-10-18 | Horiba Instr Inc | Acoustic Transducer |
US9217608B2 (en) | 2007-12-21 | 2015-12-22 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger |
JP2010269364A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 摩擦圧接方法 |
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