JPH09141432A - 溶接監視装置 - Google Patents

溶接監視装置

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JPH09141432A
JPH09141432A JP30034795A JP30034795A JPH09141432A JP H09141432 A JPH09141432 A JP H09141432A JP 30034795 A JP30034795 A JP 30034795A JP 30034795 A JP30034795 A JP 30034795A JP H09141432 A JPH09141432 A JP H09141432A
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JP
Japan
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welding
light
ccd camera
filter
wavelength
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Application number
JP30034795A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Nakatani
光良 中谷
Shiyouichi Kitagawa
彰一 北側
Shinnosuke Takeda
慎之助 武田
Morihiko Osawa
守彦 大澤
Shigeyuki Kato
茂之 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TIG溶接中における溶接状態を、充分に監
視し得る溶接監視装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 第1CCDカメラ21に、このCCDカメ
ラ21自体が持つ感度の波長域の光量を低減させるNDフ
ィルタ23と、波長が380〜400nmの光を透過し得
る第1フィルタ22とを具備した第1CCDカメラ装置1
2、第2CCDカメラ24に、このCCDカメラ24自体が
持つ感度の波長域の光量を低減させるNDフィルタ26
と、波長が赤外域に近い680〜700nmの光を透過
し得る第2フィルタ25とを具備した第2CCDカメラ装
置13、および赤外域を感度に持つ第3CCDカメラ27
に、赤外線である1000〜2000nmの波長の光を
透過し得る第3フィルタ28を具備した第3CCDカメラ
装置14から構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接時における溶
接状態を監視する溶接監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、溶接中に溶接状態の監視を行う場
合、アーク光の強度が強すぎることから、NDフィルタ
的な遮光プレートを用いてアーク光を抑え、これをカメ
ラ装置を通して、モニタに映し出すことにより、監視が
行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ND
フィルタ的なものをカメラ装置に取り付けた場合、アー
ク光だけでなく、アークの周囲も遮蔽されてしまい、溶
接品質管理の上で、溶接中に監視が必要となる溶接アー
クの状態、母材の溶融状態(溶融池の形状)、溶接ワイ
ヤの挿入位置、溶融池前方部の開先形状、およびタング
ステン電極の劣化状態を一緒に監視することができなか
った。
【0004】特に、シールドガスにHeを含む場合に
は、溶接アークは、溶接中心軸から大きく広がり、中心
軸近傍とアーク端近傍とでは、アーク光の強度が大きく
変化するため、アーク全体の観察、すなわち可視化が困
難であった。
【0005】また、溶接アークの光だけを低減して、タ
ングステン電極だけを観察できるように可視化すると、
溶融池の観察が困難となり、したがって溶融池の形状お
よび溶融池前方部の開先形状を観察する場合には、溶接
アークの光を低減させることができなかった。
【0006】このように、溶接中における溶接状態の監
視を充分に行うことができないという問題があった。そ
こで、本発明は、溶接中における溶接状態を、充分に監
視し得る溶接監視装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の手段は、TIG溶接の溶接状態を監
視する溶接監視装置であって、CCDカメラに、このC
CDカメラ自体が持つ感度の波長域の光量を低減させる
NDフィルタと、波長が380〜400nmの光を透過
し得るフィルタとを具備させたものである。
【0008】また、上記課題を解決するため、本発明の
第2の手段は、TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監
視装置であって、CCDカメラに、このCCDカメラ自
体が持つ感度の波長域を低減させるNDフィルタと、赤
外域に近い680〜700nmの光を透過し得るフィル
タとを具備させたものである。
【0009】また、上記課題を解決するため、本発明の
第3の手段は、TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監
視装置であって、赤外域を感度に持つCCDカメラに、
赤外線である1000〜2000nmの波長の光を透過
し得るフィルタを具備させたものである。
【0010】さらに、上記課題を解決するため、本発明
の第4の手段は、TIG溶接の溶接状態を監視する溶接
監視装置であって、第1CCDカメラに、この第1CC
Dカメラ自体が持つ感度の波長域の光量を低減させるN
Dフィルタと、波長が380〜400nmの光を透過し
得るフィルタとを具備させた第1CCDカメラ装置、第
2CCDカメラに、この第2CCDカメラ自体が持つ感
度の波長域の光量を低減させるNDフィルタと、波長が
赤外域に近い680〜700nmの光を透過し得るフィ
ルタとを具備させた第2CCDカメラ装置、および赤外
域を感度に持つ第3CCDカメラに、赤外線である10
00〜2000nmの波長の光を透過し得るフィルタを
具備させた第3CCDカメラ装置から構成したものであ
る。
【0011】上記の各構成によると、CCDカメラに、
可視域の波長の光量を低減させ得るフィルタ、および波
長が380〜400nmの光または波長が1000〜2
000nmの光を透過させ得るフィルタを、装着させる
ようにしたので、溶接アークが溶接中心軸から大きく広
がり、中心軸近傍とアーク端近傍とでアーク光の強度が
大きく変化するシールドガスに、Heを含むガスが用い
られた場合でも、溶接アークの状態、溶接ワイヤの挿入
位置、母材の溶融状態なとが、鮮明な画像として得ら
れ、また加熱されたタングステン電極棒の形状を鮮明な
画像として得ることができ、さらに溶融池前方部の開先
形状も監視することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の溶接監視装置にお
ける実施の形態を、図1に基づき説明する。図1は、溶
接監視装置を示す図で、シールドガスにHeを含むガス
を用いたTIG溶接の溶接状態を監視するものである。
【0013】すなわち、タングステン電極棒1の前方に
は、溶接ワイヤ(溶加材)2が配置されるとともに、そ
の先端部が溶融池(溶融プールともいう)3に挿入され
ている。
【0014】そして、このTIG溶接中に、その溶接状
態、すなわち溶接アークの状態、母材4の溶融状態(溶
融池の形状)、溶接ワイヤ2の挿入位置、溶融池3の前
方部の開先形状、タングステン電極棒1の劣化状態を可
視化して監視するための溶接監視装置11が配置されて
いる。
【0015】この溶接監視装置11は、溶接進行方向前
方に配置されて溶接アークの状態、溶接ワイヤ2の挿入
位置などを監視するための第1CCDカメラ装置12
と、溶接進行方向後方に配置されてタングステン電極棒
1の劣化状態を監視するための第2CCDカメラ装置1
3と、第1CCDカメラ装置12と同じく、溶接進行方
向前方に配置されて溶融池3の前方部の開先形状を監視
するための第3CCDカメラ装置14とから構成されて
いる。
【0016】上記第1CCDカメラ装置12のCCDカ
メラ(第1CCDカメラ)21には、波長が380〜4
00nmの光を透過する第1フィルタ22と可視域の波
長の光量をカットするNDフィルタ23とが装着されて
いる。
【0017】これらのフィルタ22,23により、第1
CCDカメラ装置12におけるCCDカメラ21自体の
持つ感度の波長域の光量を低減させることにより、可視
域の強いアーク光の影響を低減させ得るとともに、38
0〜400nmの第1フィルタ22により、アークの周
囲部で多く存在するHeの光をCCDカメラ21で検出
できるようにしている。
【0018】なお、第1フィルタ22として、380〜
400nmの光を透過し得るものを用いたのは、390
nm付近において、プラズマ状態すなわちアーク中にお
けるHeの強い分光輝度が認められるからである。
【0019】このようなフィルタ22,23が装着され
たCCDカメラ21を使用することにより、溶接アーク
が溶接中心軸から大きく広がり中心軸近傍とアーク端近
傍とでアーク光の強度が大きく変化するシールドガス
に、Heを含むガスが用いられた場合でも、溶接アーク
の状態、溶接ワイヤ2の挿入位置および母材4の溶融状
態が、鮮明な画像として得られる。
【0020】また、上記第2CCDカメラ装置13のC
CDカメラ(第2CCDカメラ)24には、波長が68
0〜700nmの光を透過させる第2フィルタ25と可
視域の波長の光量をカットするNDフィルタ26とが装
着されている。
【0021】これらのフィルタ25,26により、第2
CCDカメラ装置13におけるCCDカメラ24自体の
持つ感度の波長域の光量を低減させることにより、強い
アーク光の影響を低減させ得るとともに、赤外域に近い
680〜700nmの第2フィルタ25を使用すること
により、加熱されたタングステン電極棒1の形状を鮮明
な画像として得ることができる。
【0022】さらに、上記第3CCDカメラ装置14の
CCDカメラ(第3CCDカメラ)27には、波長が1
000〜2000nmの光を透過させる第3フィルタ2
8が装着されている。
【0023】このように、赤外線である1000〜20
00nmの波長の光を透過させ得る第3フィルタ28
と、赤外域に感度を持つCCDカメラ27との組み合わ
せにより、溶融池3の前方部の開先形状を可視化して、
監視することができる。
【0024】この第3CCDカメラ装置14により、ア
ークの光でなく、加熱された母材4の状態を観察するこ
とができ、したがって溶融池3がどのような形状になる
かを予測することができるので、異常発生前に溶接条件
を変更するなどの対策をとることが可能となる。
【0025】例えば、多層溶接の初層溶接において要求
される裏波溶接で、溶融池前方部の開先形状を知る必要
がある場合に、この第3CCDカメラ装置14が、非常
に有効となる。
【0026】なお、各CCDカメラ装置の設置場所が確
保できない場合には、各CCDカメラ装置を適当に配置
して、各部分を撮影し得るように、ハーフミラーなどが
使用される。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明の各構成によると、
CCDカメラに、可視域の波長の光量を低減させ得るフ
ィルタ、および波長が380〜400nmまたは波長が
1000〜2000nmの光を透過させ得るフィルタ
を、装着させるようにしたので、溶接アークが溶接中心
軸から大きく広がり、中心軸近傍とアーク端近傍とでア
ーク光の強度が大きく変化するシールドガスに、Heを
含むガスが用いられた場合でも、溶接アークの状態、溶
接ワイヤの挿入位置、母材の溶融状態などが、鮮明な画
像として得られ、また加熱されたタングステン電極棒の
形状についても、鮮明な画像を得ることができ、さらに
溶融池前方部の開先形状を観察、すなわち監視すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接監視装置の実施の形態を示す側面
図である。
【符号の説明】
1 タングステン電極棒 2 溶接ワイヤ 3 溶融池 4 母材 11 溶接監視装置 12 第1CCDカメラ装置 13 第2CCDカメラ装置 14 第3CCDカメラ装置 21 CCDカメラ 22 第1フィルタ 23 NDフィルタ 24 CCDカメラ 25 第2フィルタ 26 NDフィルタ 27 CCDカメラ 28 第3フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大澤 守彦 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 加藤 茂之 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監視
    装置であって、CCDカメラに、このCCDカメラ自体
    が持つ感度の波長域の光量を低減させるNDフィルタ
    と、波長が380〜400nmの光を透過し得るフィル
    タとを具備させたことを特徴とする溶接監視装置。
  2. 【請求項2】TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監視
    装置であって、CCDカメラに、このCCDカメラ自体
    が持つ感度の波長域を低減させるNDフィルタと、赤外
    域に近い680〜700nmの光を透過し得るフィルタ
    とを具備させたことを特徴とする溶接監視装置。
  3. 【請求項3】TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監視
    装置であって、赤外域を感度に持つCCDカメラに、赤
    外線である1000〜2000nmの波長の光を透過し
    得るフィルタを具備させたことを特徴とする溶接監視装
    置。
  4. 【請求項4】TIG溶接の溶接状態を監視する溶接監視
    装置であって、第1CCDカメラに、この第1CCDカ
    メラ自体が持つ感度の波長域の光量を低減させるNDフ
    ィルタと、波長が380〜400nmの光を透過し得る
    フィルタとを具備させた第1CCDカメラ装置、第2C
    CDカメラに、この第2CCDカメラ自体が持つ感度の
    波長域の光量を低減させるNDフィルタと、波長が赤外
    域に近い680〜700nmの光を透過し得るフィルタ
    とを具備させた第2CCDカメラ装置、および赤外域を
    感度に持つ第3CCDカメラに、赤外線である1000
    〜2000nmの波長の光を透過し得るフィルタを具備
    させた第3CCDカメラ装置から構成したことを特徴と
    する溶接監視装置。
JP30034795A 1995-11-20 1995-11-20 溶接監視装置 Pending JPH09141432A (ja)

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