JPH1177363A - すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する装置 - Google Patents
すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する装置Info
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- JPH1177363A JPH1177363A JP10182357A JP18235798A JPH1177363A JP H1177363 A JPH1177363 A JP H1177363A JP 10182357 A JP10182357 A JP 10182357A JP 18235798 A JP18235798 A JP 18235798A JP H1177363 A JPH1177363 A JP H1177363A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ステンレス鋼のすみ肉溶接について、現物の溶
け込み深さを推定することができる検査方法及び該方法
に使用する検査装置を提供する。 【解決手段】溶接部及びその近傍に光線を投射し、その
反射光量の変化を検知して、溶接境界高さを測定し、予
め狙い位置を変えて測定した溶接境界高さと溶け込み深
さの関係から、溶け込み深さを推定する。
け込み深さを推定することができる検査方法及び該方法
に使用する検査装置を提供する。 【解決手段】溶接部及びその近傍に光線を投射し、その
反射光量の変化を検知して、溶接境界高さを測定し、予
め狙い位置を変えて測定した溶接境界高さと溶け込み深
さの関係から、溶け込み深さを推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ステンレス鋼の
すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する検査装置
に関するものである。
すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する検査装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、すみ肉溶接部の検査方法として
は、図１に示すように、溶接部１を数カ所切断し、切断
面を研磨後、腐食させて溶けた部分を確認して、図２に
示すように、溶け込み深さｄ、ｄ′を寸法測定するマク
ロ試験法による破壊検査が、多く用いられていた。
は、図１に示すように、溶接部１を数カ所切断し、切断
面を研磨後、腐食させて溶けた部分を確認して、図２に
示すように、溶け込み深さｄ、ｄ′を寸法測定するマク
ロ試験法による破壊検査が、多く用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記破壊検査による方
法は、現物の溶け込み深さを保証するものではない。即
ち、溶け込み深さを測定した溶接部と同じ溶接条件で行
ったものは、同じ溶け込み深さになっているであろうと
推定するものであるが、現在一般に慣行されている。
法は、現物の溶け込み深さを保証するものではない。即
ち、溶け込み深さを測定した溶接部と同じ溶接条件で行
ったものは、同じ溶け込み深さになっているであろうと
推定するものであるが、現在一般に慣行されている。
【０００４】このように現物の溶け込み深さを保証する
ものではない欠点を補うために、超音波で溶け残り量を
測定する方法も提案されているが、この方法は推定精度
が１ｍｍ単位なので、板厚が１０ｍｍ程度の大きな場合
にしか適用できない問題があった。そればかりか、ステ
ンレス鋼については、超音波の減衰が激しいために適用
が困難な問題があった。
ものではない欠点を補うために、超音波で溶け残り量を
測定する方法も提案されているが、この方法は推定精度
が１ｍｍ単位なので、板厚が１０ｍｍ程度の大きな場合
にしか適用できない問題があった。そればかりか、ステ
ンレス鋼については、超音波の減衰が激しいために適用
が困難な問題があった。
【０００５】この発明は、このような問題点を解消しよ
うとするものであり、ステンレス鋼のすみ肉溶接につい
て、現物の溶け込み深さを推定することができる検査方
法及び該方法に使用する検査装置を提供することを目的
とする。
うとするものであり、ステンレス鋼のすみ肉溶接につい
て、現物の溶け込み深さを推定することができる検査方
法及び該方法に使用する検査装置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】上記目的を達成するため
に、本発明の検査方法は、溶接部及びその近傍に光線を
投射し、その反射光量の変化を検知して、溶接境界高さ
を測定し、予め狙い位置を変えて測定した溶接境界高さ
と溶け込み深さとの関係から、溶け込み深さを推定する
ことを特徴とする。
に、本発明の検査方法は、溶接部及びその近傍に光線を
投射し、その反射光量の変化を検知して、溶接境界高さ
を測定し、予め狙い位置を変えて測定した溶接境界高さ
と溶け込み深さとの関係から、溶け込み深さを推定する
ことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の検査装置は、溶接部及びそ
の近傍に光線を投射する手段と、該光線の反射光量の変
化を検知する手段とを具備し、検知した反射光量から溶
接境界高さを測定し、予め狙い位置を変えて測定した溶
接境界高さと溶け込み深さとの関係から、溶け込み深さ
を推定することを特徴とする。
の近傍に光線を投射する手段と、該光線の反射光量の変
化を検知する手段とを具備し、検知した反射光量から溶
接境界高さを測定し、予め狙い位置を変えて測定した溶
接境界高さと溶け込み深さとの関係から、溶け込み深さ
を推定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図３に示すように、ステンレス
製の下板２に、ステンレス製の立板３が、すみ肉溶接さ
れている。
実施の形態を説明する。図３に示すように、ステンレス
製の下板２に、ステンレス製の立板３が、すみ肉溶接さ
れている。
【０００９】立板３に垂直なスポット光線４を、照射器
５からスポット状に照射し、照射器５で反射光線を受光
する。反射光量の変化は、電圧若しくは画像の明度（輝
度）差で感知するようにすると良い。
５からスポット状に照射し、照射器５で反射光線を受光
する。反射光量の変化は、電圧若しくは画像の明度（輝
度）差で感知するようにすると良い。
【００１０】また、スポット光線４が立板３に当たる距
離をほぼ一定に保ったまま、照射器５を上下動させる
と、反射光線は、溶接部を完全に離れたとき最大とな
り、逆にスポットが全部溶接部に入ると最小となる。
離をほぼ一定に保ったまま、照射器５を上下動させる
と、反射光線は、溶接部を完全に離れたとき最大とな
り、逆にスポットが全部溶接部に入ると最小となる。
【００１１】図４は、溶接時の狙い位置が、理想の状態
を示すものであり、Ｅ点は溶融境界高さを表し、Ｈは溶
融高さを表し、Ｉが溶け込み深さを表す。このように、
本発明で溶け込み深さというのは、実質的継手強度を示
す方向の溶け込み深さを意味する。
を示すものであり、Ｅ点は溶融境界高さを表し、Ｈは溶
融高さを表し、Ｉが溶け込み深さを表す。このように、
本発明で溶け込み深さというのは、実質的継手強度を示
す方向の溶け込み深さを意味する。
【００１２】図５は、狙い位置が、理想の狙い位置から
０．５ｍｍ下方にずれた（−０．５ｍｍ）状態を示すも
のであり、図６は０．５ｍｍ上方にずれた（＋０．５ｍ
ｍ）状態を示すものである。
０．５ｍｍ下方にずれた（−０．５ｍｍ）状態を示すも
のであり、図６は０．５ｍｍ上方にずれた（＋０．５ｍ
ｍ）状態を示すものである。
【００１３】前記したように、照射器５を上下動させて
反射光線の強さの変化を測定することによって、溶融境
界高さＥを知ることができる。
反射光線の強さの変化を測定することによって、溶融境
界高さＥを知ることができる。
【００１４】溶融高さＨと溶け込み深さＩとの相関性
は、光線（レーザ）の出力、焦点距離及び狙い位置を、
主なパラメータとしていると考えられる。光線の出力と
焦点距離とを一定とし、同じ狙い角度で狙い位置を変え
た溶融高さＨと溶け込み深さＩとの相関図を作成すれ
ば、これとの比較により、溶け込み深さＩを推定するこ
とができる。
は、光線（レーザ）の出力、焦点距離及び狙い位置を、
主なパラメータとしていると考えられる。光線の出力と
焦点距離とを一定とし、同じ狙い角度で狙い位置を変え
た溶融高さＨと溶け込み深さＩとの相関図を作成すれ
ば、これとの比較により、溶け込み深さＩを推定するこ
とができる。
【００１５】上記に加えて、下板２及び立板３の板厚の
組みごとに作成した溶融高さＨと溶け込み深さＩとの関
係から、板厚ごとに溶け込み深さＩを推定すれば、より
正確に溶け込み深さＩを推定することができる。
組みごとに作成した溶融高さＨと溶け込み深さＩとの関
係から、板厚ごとに溶け込み深さＩを推定すれば、より
正確に溶け込み深さＩを推定することができる。
【００１６】本発明方法は、レーザ溶接及び電子ビーム
溶接によって溶接部を形成した場合に適用することがで
きる。しかしながら、特にレーザ溶接の場合に、上記相
関性が顕著であるので、レーザ溶接による溶接部に適用
するのが特に好ましい。
溶接によって溶接部を形成した場合に適用することがで
きる。しかしながら、特にレーザ溶接の場合に、上記相
関性が顕著であるので、レーザ溶接による溶接部に適用
するのが特に好ましい。
【００１７】本発明に使用する光線は、特に限定されな
いが、通常は、レーザ変位計等に使用するレーザ（波長
６７０ｎｍ）が使用される。光線は、スポット光線とし
て、立板３に垂直に当てるようにするのが良い。立板３
に垂直光を当てた方が、基準の反射光量が明らかになっ
て、溶融高さＨを判定し易いからである。
いが、通常は、レーザ変位計等に使用するレーザ（波長
６７０ｎｍ）が使用される。光線は、スポット光線とし
て、立板３に垂直に当てるようにするのが良い。立板３
に垂直光を当てた方が、基準の反射光量が明らかになっ
て、溶融高さＨを判定し易いからである。
【００１８】立板３と照射器５との距離を略一定とし、
照射器５を上下動させながら、ビードの長さ方向に走行
させるようにするのがよい。尚、照射器５を走行させず
に、ステンレス鋼を長さ方向に移動させてもよい。
照射器５を上下動させながら、ビードの長さ方向に走行
させるようにするのがよい。尚、照射器５を走行させず
に、ステンレス鋼を長さ方向に移動させてもよい。
【００１９】立板３が湾曲し、立板３と下板２との溶接
線が同じように湾曲している場合は、その湾曲にほぼ合
致する（立板との距離をほぼ一定とする）ような軌跡
で、照射器５を長さ方向に走行させると良い。
線が同じように湾曲している場合は、その湾曲にほぼ合
致する（立板との距離をほぼ一定とする）ような軌跡
で、照射器５を長さ方向に走行させると良い。
【００２０】また、上下方向及び／又は長さ方向に、照
射器５を複数台配設して、照射器５を移動させないよう
にしてもよい。また、照射器５を上下動させずに、スポ
ット光線を円弧状に移動させてもよい。
射器５を複数台配設して、照射器５を移動させないよう
にしてもよい。また、照射器５を上下動させずに、スポ
ット光線を円弧状に移動させてもよい。
【００２１】図７は、レーザ変位センサを使用して、溶
融高さＨを測定する方法を示すものである。レーザ変位
センサを利用する場合、レーザ変位計はセンサから立板
３までの距離を微細に測定できるようになっている。
融高さＨを測定する方法を示すものである。レーザ変位
センサを利用する場合、レーザ変位計はセンサから立板
３までの距離を微細に測定できるようになっている。
【００２２】変位センサを立板３に当てＡの状態からＢ
の状態に下降させると、例えばアンプを通すことによ
り、距離１ｍｍ変化することにより、例えば１Ｖの出力
が得られるようにすることができる。
の状態に下降させると、例えばアンプを通すことによ
り、距離１ｍｍ変化することにより、例えば１Ｖの出力
が得られるようにすることができる。
【００２３】今、変位センサを立板３に当て、基準の出
力を得ているＡの状態から、Ｂの状態に下降させると、
基準出力と比較しての出力差から微細な距離変化を読む
ことができる。これは、一見ＡとＢの距離の差を読んで
いるようであるが、反射面の角度差を含めて読んでい
る。即ち、溶融高さ境界の微細な段差を判定することが
できる。
力を得ているＡの状態から、Ｂの状態に下降させると、
基準出力と比較しての出力差から微細な距離変化を読む
ことができる。これは、一見ＡとＢの距離の差を読んで
いるようであるが、反射面の角度差を含めて読んでい
る。即ち、溶融高さ境界の微細な段差を判定することが
できる。
【００２４】図８は、ＣＣＤカメラを使用して、溶融高
さＨを測定する方法を示すものである。ＣＣＤカメラへ
の像を安定化させるため、投射光としてレーザ光を使用
している。
さＨを測定する方法を示すものである。ＣＣＤカメラへ
の像を安定化させるため、投射光としてレーザ光を使用
している。
【００２５】ＣＣＤカメラで溶接部を写し出し、二値化
等の画像処理を行って、溶融境界高さＨを判定する。溶
融境界高さＨは、画像の明度差、即ち白黒の度合いによ
って判定することができる。
等の画像処理を行って、溶融境界高さＨを判定する。溶
融境界高さＨは、画像の明度差、即ち白黒の度合いによ
って判定することができる。
【００２６】溶接入熱が少なくその入熱位置の微妙な変
化が結果に影響する場合、例えば薄板のレーザ溶接の場
合、図９に示すように、理想となる狙い位置ａから狙い
位置ｂに１ｍｍ変化しただけでも必要な部分が溶けない
ことが起こりうる。
化が結果に影響する場合、例えば薄板のレーザ溶接の場
合、図９に示すように、理想となる狙い位置ａから狙い
位置ｂに１ｍｍ変化しただけでも必要な部分が溶けない
ことが起こりうる。
【００２７】しかしながら、上記の場合でも、表面側ｃ
から見たときに、図１０に示すように、肉眼での差が明
確でなくとも、狙い位置ａとｂとの差が、結果に明確に
出ることが実験により確認されている。
から見たときに、図１０に示すように、肉眼での差が明
確でなくとも、狙い位置ａとｂとの差が、結果に明確に
出ることが実験により確認されている。
【００２８】本発明は、溶接時の狙い位置の差を検出す
るものであるが、従来このような狙い位置の差を検出で
きる検出器は、全く知られていないし、このような発想
も全く知られていない。
るものであるが、従来このような狙い位置の差を検出で
きる検出器は、全く知られていないし、このような発想
も全く知られていない。
【００２９】本発明は、狙い角度を一定とし、溶接時の
狙い位置の理想状態との差について、溶け込み深さＩと
の関係を標準試料について求めておくことによって、測
定しようとするすみ肉溶接部の溶融高さＨから溶け込み
深さＩを推定することができる。
狙い位置の理想状態との差について、溶け込み深さＩと
の関係を標準試料について求めておくことによって、測
定しようとするすみ肉溶接部の溶融高さＨから溶け込み
深さＩを推定することができる。
【００３０】また、上記に加えて、溶融高さＨと溶け込
み深さＩとの関係を、板厚ごとに、標準試料について求
めておくことによって、溶融高さＨから溶け込み深さＩ
を更に高精度に推定することができる。
み深さＩとの関係を、板厚ごとに、標準試料について求
めておくことによって、溶融高さＨから溶け込み深さＩ
を更に高精度に推定することができる。
【００３１】本発明の検出器は、しきい値を設けること
によって、自動検査装置とすることもできる。このよう
にすれば、非破壊で現実ワークを連続的に検査すること
もできるので、検査費用を安価にすることができる。
によって、自動検査装置とすることもできる。このよう
にすれば、非破壊で現実ワークを連続的に検査すること
もできるので、検査費用を安価にすることができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼のすみ肉
溶接部を、現物について、非破壊で溶け込み深さが推定
できるという従来解決できなかった課題を解決したもの
であり、それ故極めて画期的な発明である。
溶接部を、現物について、非破壊で溶け込み深さが推定
できるという従来解決できなかった課題を解決したもの
であり、それ故極めて画期的な発明である。
【００３３】
【図１】従来の破壊検査を示す斜視図である。
【図２】従来の破壊検査で切断した切断面を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の装置を示す概略側面図である。
【図４】溶接時の狙い位置の理想状態を示す図である。
【図５】溶接時の狙い位置から０．５ｍｍ下方にずれた
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図６】溶接時の狙い位置から０．５ｍｍ上方にずれた
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図７】レーザ変位センサを使用して溶融高さを測定す
る方法を示す概略図である．
る方法を示す概略図である．
【図８】ＣＣＤカメラを使用して溶融高さを測定する方
法を示す概略図である．
法を示す概略図である．
【図９】理想の狙い位置ａから狙い位置ｂにずれた状態
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図１０】図９の正面図である。
１ 溶接部（溶接ビード） ２ 下板 ３ 立板 ６ 狙い位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/88 Ｇ０１Ｎ 21/88 Ａ (72)発明者 五十嵐 貴教 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】溶接部及びその近傍に光線を投射し、その
反射光量の変化を検知して、溶接境界高さを測定し、予
め狙い位置を変えて測定した溶接境界高さと溶け込み深
さとの関係から、溶け込み深さを推定することを特徴と
するステンレス鋼のすみ肉溶接部の検査方法。 - 【請求項２】前記溶接部が、レーザ溶接によって形成さ
れたものである請求項１に記載の検査方法。 - 【請求項３】前記光線は、前記溶接部の長さ方向と上下
方向に投射してなる請求項１又は２に記載の検査方法。 - 【請求項４】前記光線を、下板に溶接した立板との距離
をほぼ一定とし、スポット光線として、前記立板に垂直
に投射してなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の検査方法。 - 【請求項５】前記反射光量の変化を、電圧若しくは画像
の明度の変化として検知する請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の検査方法。 - 【請求項６】溶接部及びその近傍に光線を投射する手段
と、該光線の反射光量の変化を検知する手段とを具備
し、検知した反射光量から溶接境界高さを測定し、予め
狙い位置を変えて測定した溶接境界高さと溶け込み深さ
との関係から、溶け込み深さを推定することを特徴とす
るステンレス鋼のすみ肉溶接部の検査装置。 - 【請求項７】前記反射光量の変化を検知する手段が、レ
ーザ変位センサを利用するレーザ変位計である請求項６
に記載の検査装置。 - 【請求項８】前記反射光量の変化を検知する手段が、画
像の明度の変化として検知するＣＣＤカメラである請求
項７に記載の検査装置。 - 【請求項９】前記光線を投射する手段を、前記溶接部の
上下方向及び／又は長さ方向に移動させる手段を具備し
てなる請求項６ないし８のいずれか１項に記載の検査装
置。 - 【請求項１０】前記長さ方向に移動させる手段は、前記
溶接線が長さ方向に湾曲している場合は、その溶接線の
湾曲にほぼ合致するような軌跡で、長さ方向に移動させ
る請求項９に記載の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182357A JPH1177363A (ja) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17990597 | 1997-07-04 | ||
| JP9-179905 | 1997-07-04 | ||
| JP10182357A JPH1177363A (ja) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177363A true JPH1177363A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=26499613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10182357A Pending JPH1177363A (ja) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | すみ肉溶接部の検査方法及び該方法に使用する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1177363A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008246499A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Ihi Corp | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 |
| JP2010149153A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Honda Motor Co Ltd | 精度管理方法 |
| CN103084735A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-05-08 | 丹东通博电器(集团)有限公司 | 不锈钢薄壁无气孔激光焊接方法 |
| WO2016024468A1 (ja) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置 |
| JP2020082148A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接検査装置 |
| CN111872562A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-03 | 河南航天液压气动技术有限公司 | 一种薄壁轴承件的焊接方法 |
| CN113333950A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种t型接头的激光焊接方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10182357A patent/JPH1177363A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10761065B2 (en) | 2014-08-12 | 2020-09-01 | Ntn Corporation | Device for inspecting junction-type outer joint member of constant velocity universal joint |
| JP2020082148A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接検査装置 |
| CN111872562A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-03 | 河南航天液压气动技术有限公司 | 一种薄壁轴承件的焊接方法 |
| CN113333950A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种t型接头的激光焊接方法 |
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