JPS5923387B2 - オンラインにおける溶接欠陥検出法 - Google Patents
オンラインにおける溶接欠陥検出法Info
- Publication number
- JPS5923387B2 JPS5923387B2 JP53120157A JP12015778A JPS5923387B2 JP S5923387 B2 JPS5923387 B2 JP S5923387B2 JP 53120157 A JP53120157 A JP 53120157A JP 12015778 A JP12015778 A JP 12015778A JP S5923387 B2 JPS5923387 B2 JP S5923387B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- sensor
- defect detection
- detection method
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鋭い指向性をもつて溶接欠陥をオンラインで
検出するオンラインにおける溶接欠陥検出法に関する。
検出するオンラインにおける溶接欠陥検出法に関する。
従来より応力波（ＡｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎ；
屁波）を検出するセンサには圧電振動子等の電気音響変
換素子が広く用いられている。
屁波）を検出するセンサには圧電振動子等の電気音響変
換素子が広く用いられている。
ところがこの種のセンサは一般に指向性を持たず、つま
わ無指向性の素子である。そこでＡＥセンサを用いて溶
接欠陥を検出する場合には、例えば特公昭５２−４７９
０３号公報に示されるように、２つのＡＥセンサを被検
部から等距離に配置し、これらＡＥセンサにより同タイ
ミングで抽出された信号だけを上記被検部の信号として
抽出していた。しかしながら上記ＡＥセンサにそれぞれ
到達するＡＥ波の伝搬速度が異なる場合には検出が不可
能になつた。また上記手段により溶接部位の欠陥をオン
ライン的に行うと、溶接トーチの発するアークノイズが
混入すると云う不具合があつた。このアークノイズの混
入について例えば１９７６年９月にカンヌで開かれた第
８回非破壊試験国際会議でのデビツト、Ｗ、プラインら
の報告がある。この報告によればアークノイズを極めて
効果的に排除できるとあるが、実際には上記対策を講す
る為には相当大掛わな設備による実験研究データを必要
とし、また溶接条件が変わる都度制御要件の変更を必要
とする等、実用的ではなかつた。本発明はこのような事
情を考慮してなされたもので、その目的とするところは
、溶接トーチなどから発せられるアークノイズの影響を
受けることなく溶接欠陥を高精度に検出するオンライン
における溶接欠陥検出法を提供することにある。
わ無指向性の素子である。そこでＡＥセンサを用いて溶
接欠陥を検出する場合には、例えば特公昭５２−４７９
０３号公報に示されるように、２つのＡＥセンサを被検
部から等距離に配置し、これらＡＥセンサにより同タイ
ミングで抽出された信号だけを上記被検部の信号として
抽出していた。しかしながら上記ＡＥセンサにそれぞれ
到達するＡＥ波の伝搬速度が異なる場合には検出が不可
能になつた。また上記手段により溶接部位の欠陥をオン
ライン的に行うと、溶接トーチの発するアークノイズが
混入すると云う不具合があつた。このアークノイズの混
入について例えば１９７６年９月にカンヌで開かれた第
８回非破壊試験国際会議でのデビツト、Ｗ、プラインら
の報告がある。この報告によればアークノイズを極めて
効果的に排除できるとあるが、実際には上記対策を講す
る為には相当大掛わな設備による実験研究データを必要
とし、また溶接条件が変わる都度制御要件の変更を必要
とする等、実用的ではなかつた。本発明はこのような事
情を考慮してなされたもので、その目的とするところは
、溶接トーチなどから発せられるアークノイズの影響を
受けることなく溶接欠陥を高精度に検出するオンライン
における溶接欠陥検出法を提供することにある。
以下、本発明の一実施例を説明するにあたわ、先ず、本
発明方法に使用するＡＥセンサについて第１図および第
２図を参照して説明する。第１図はＡＥセンサの概略構
成図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図である。図に
おいて、１はアクリル樹脂等の合成樹脂からなるＡＥ波
伝搬媒体としての装置本体である。このセンサ本体１は
楔形状をなすもので、その底面１ａは被検物２（例えば
鋼）の表面に当接されるようになつている。この当接に
際しては、上記底面１ａと被検物２との間にグリス等の
伝搬媒体（図示せず）が介在されることもある。また前
記センサ本体１は端面１ｂと平行に２分割されるように
なつておう、その分割面には柱状孔が設けられている。
この柱状孔には水や油等のＡＥ波伝搬媒体が充填されて
柱状音響レンズ３が形成されている。柱状音響レンズ３
は、そのレンズ面の曲率半径をＲｌ，ｒ２としたもので
、その焦点距離ｆが前記端面１ｂとなるように定められ
ている。しかして端面１ｂには前記音響レンズ３に平行
に対向して電気音響変換素子としての長方形状圧電振動
子４が配設されている。この圧電振動子４はＡＥ波を受
けて圧電振動し、その発生電圧はリード線（図示せず）
を介して抽出されるようになつている。また前記端面１
ｂ１即ち圧電振動子４の取付け角度は前記被検物２に対
してα、例えばＯ〜５７角に設定されている。この角度
αは、被検物２を伝搬し、センサ本体１の底面１ａから
入射するＡＥ波の入射臨界角に基ずいて適宜定められる
ものである。また前記音響レンズ３の各レンズ面の曲率
半径は特殊な場合、ｒ１＝Ｒ２に定められるもので、焦
点距離ｆとの間には次のような関係がある。但し、ｎは
センサ本体１と音響レンズ３を形成する伝搬媒体との間
の屈析率を示し、ｄは音響レンズ３の厚さを示している
。
発明方法に使用するＡＥセンサについて第１図および第
２図を参照して説明する。第１図はＡＥセンサの概略構
成図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図である。図に
おいて、１はアクリル樹脂等の合成樹脂からなるＡＥ波
伝搬媒体としての装置本体である。このセンサ本体１は
楔形状をなすもので、その底面１ａは被検物２（例えば
鋼）の表面に当接されるようになつている。この当接に
際しては、上記底面１ａと被検物２との間にグリス等の
伝搬媒体（図示せず）が介在されることもある。また前
記センサ本体１は端面１ｂと平行に２分割されるように
なつておう、その分割面には柱状孔が設けられている。
この柱状孔には水や油等のＡＥ波伝搬媒体が充填されて
柱状音響レンズ３が形成されている。柱状音響レンズ３
は、そのレンズ面の曲率半径をＲｌ，ｒ２としたもので
、その焦点距離ｆが前記端面１ｂとなるように定められ
ている。しかして端面１ｂには前記音響レンズ３に平行
に対向して電気音響変換素子としての長方形状圧電振動
子４が配設されている。この圧電振動子４はＡＥ波を受
けて圧電振動し、その発生電圧はリード線（図示せず）
を介して抽出されるようになつている。また前記端面１
ｂ１即ち圧電振動子４の取付け角度は前記被検物２に対
してα、例えばＯ〜５７角に設定されている。この角度
αは、被検物２を伝搬し、センサ本体１の底面１ａから
入射するＡＥ波の入射臨界角に基ずいて適宜定められる
ものである。また前記音響レンズ３の各レンズ面の曲率
半径は特殊な場合、ｒ１＝Ｒ２に定められるもので、焦
点距離ｆとの間には次のような関係がある。但し、ｎは
センサ本体１と音響レンズ３を形成する伝搬媒体との間
の屈析率を示し、ｄは音響レンズ３の厚さを示している
。
このような構造を有するＡＥセンサによれば、被検物２
を伝搬してきたＡＥ波はセンサ本体１の底面１ａに入射
する際モード変換を受ける。
を伝搬してきたＡＥ波はセンサ本体１の底面１ａに入射
する際モード変換を受ける。
そしてセンサ本体１を伝搬して音響レンズ３を通過する
。この際、音響レンズ３は上記ＡＥ波のうち特定された
方向から伝搬してきたＡＥ波のみを圧電振動子４の面に
集束する。従つて、上記圧電振動子４は上記特定の方向
から伝搬したＡＥ波のみを検出することになる。即ち、
このような構成であれば、圧電振動子４は第２図に示す
方向Ｂにのみ強い検出感度を示すことになり、従つて鋭
い指向性を有することになる。これは上記方向以外から
伝搬し、入力されたＡＥ波（雑音成分、例えばアークノ
イズ）に対しては検出しないことを意味する。尚、ＡＥ
センサは、例えば第３図に示すように矩形状に構成して
もよい。
。この際、音響レンズ３は上記ＡＥ波のうち特定された
方向から伝搬してきたＡＥ波のみを圧電振動子４の面に
集束する。従つて、上記圧電振動子４は上記特定の方向
から伝搬したＡＥ波のみを検出することになる。即ち、
このような構成であれば、圧電振動子４は第２図に示す
方向Ｂにのみ強い検出感度を示すことになり、従つて鋭
い指向性を有することになる。これは上記方向以外から
伝搬し、入力されたＡＥ波（雑音成分、例えばアークノ
イズ）に対しては検出しないことを意味する。尚、ＡＥ
センサは、例えば第３図に示すように矩形状に構成して
もよい。
この図に示されるものも圧電振動子４の取り付け面の角
度を被検物に対してαに設定し、ＡＥ波の入射臨界角に
基ずいて定めている。つまシ、上記角度を圧電振動子４
の最大検出感度を示すところに定めればよく、センサ本
体１の形状については何ら特定されるものではない。次
に、上記ＡＥセンサを用いた本発明の一実施例に係るオ
ンラインにおける溶接欠陥検出法について第４図を参照
して説明する。
度を被検物に対してαに設定し、ＡＥ波の入射臨界角に
基ずいて定めている。つまシ、上記角度を圧電振動子４
の最大検出感度を示すところに定めればよく、センサ本
体１の形状については何ら特定されるものではない。次
に、上記ＡＥセンサを用いた本発明の一実施例に係るオ
ンラインにおける溶接欠陥検出法について第４図を参照
して説明する。
図中１１，１２は被溶接材で、溶接線１３を形成して突
合せされている。溶接トーチ１４は上記溶接線１３上を
移動して被溶接材１１，１２を突合せ溶接している。ま
たこの溶接トーチ１４には前記した指向性を有するＡＥ
センサ１５が角度θの方向に連設されている。このＡＥ
検出装置１５は、上記θの方向に指向性幅２βの拡がｂ
をもつて前記トーチ１４によつて溶接された領域の溶接
欠陥より発する微弱音響信号を検出するものである。尚
、前記角度θは拡がう角αより大きく設定されている。
しかしてＡＥセンサ１５にて検出されたＡＥ波情報はブ
リアンプ１６、アンプ１７を介して増幅され信号処理回
路１８に入力されている。この信号処理回路１８は検知
したＡＥ波をパルス整形して計数器１９に供給している
。計数器１９は例えば定められた一定時間内に上記パル
ス整形された信号が何回入力されるかを検出し、所定値
を越えた場合に欠陥検出信号を発している。この信号は
、前記ＡＥセンサ１５に連設されたマーカ装置２０に入
力され、マーカ装置２０をして欠陥検出位置（溶接材１
２）にマークが付されるようになつている。このような
手段をもつた溶接欠陥検出法によれば、ＡＥセンサ１５
は溶接がなされた特定領域のみを方向を定めて欠陥検出
を行うことになる。従つて上記検出と同時に溶接トーチ
１４による溶接加工が行われ、上記溶接トーチ１４から
アークノイズが発せられたとしても、同アークノイズは
ＡＥセンサ１５に受波されることがない。故に従来のよ
うにアークノイズの排除の為の大掛）な工夫を要するこ
とがなく、オンライン的に効果的な欠陥検出を行い得、
しかもＡＥセンサを溶接機構に組み込むに際しても格別
な対策を購じる必要がなく、その利点は極めて大きい。
尚、上記溶接欠陥検出法は第５図に示すように構成して
もよい。
合せされている。溶接トーチ１４は上記溶接線１３上を
移動して被溶接材１１，１２を突合せ溶接している。ま
たこの溶接トーチ１４には前記した指向性を有するＡＥ
センサ１５が角度θの方向に連設されている。このＡＥ
検出装置１５は、上記θの方向に指向性幅２βの拡がｂ
をもつて前記トーチ１４によつて溶接された領域の溶接
欠陥より発する微弱音響信号を検出するものである。尚
、前記角度θは拡がう角αより大きく設定されている。
しかしてＡＥセンサ１５にて検出されたＡＥ波情報はブ
リアンプ１６、アンプ１７を介して増幅され信号処理回
路１８に入力されている。この信号処理回路１８は検知
したＡＥ波をパルス整形して計数器１９に供給している
。計数器１９は例えば定められた一定時間内に上記パル
ス整形された信号が何回入力されるかを検出し、所定値
を越えた場合に欠陥検出信号を発している。この信号は
、前記ＡＥセンサ１５に連設されたマーカ装置２０に入
力され、マーカ装置２０をして欠陥検出位置（溶接材１
２）にマークが付されるようになつている。このような
手段をもつた溶接欠陥検出法によれば、ＡＥセンサ１５
は溶接がなされた特定領域のみを方向を定めて欠陥検出
を行うことになる。従つて上記検出と同時に溶接トーチ
１４による溶接加工が行われ、上記溶接トーチ１４から
アークノイズが発せられたとしても、同アークノイズは
ＡＥセンサ１５に受波されることがない。故に従来のよ
うにアークノイズの排除の為の大掛）な工夫を要するこ
とがなく、オンライン的に効果的な欠陥検出を行い得、
しかもＡＥセンサを溶接機構に組み込むに際しても格別
な対策を購じる必要がなく、その利点は極めて大きい。
尚、上記溶接欠陥検出法は第５図に示すように構成して
もよい。
即ち第４図に示したものは、ＡＥセンサ１５の指向角度
を溶接線１３に対して斜めにしたものであるが、第５図
に示すように直角に設定してもよい。この場合には溶接
トーチ１４の配置位置をＡＥセンサ１５の指向角度から
外れた位置に定めればよい。以上本発明の実施例を説明
したが、上記実施例にのみ限定されるものではない。
を溶接線１３に対して斜めにしたものであるが、第５図
に示すように直角に設定してもよい。この場合には溶接
トーチ１４の配置位置をＡＥセンサ１５の指向角度から
外れた位置に定めればよい。以上本発明の実施例を説明
したが、上記実施例にのみ限定されるものではない。
例えばＡＥセンサの外観形状・寸法は仕様に応じて定め
ればよい。上記溶接欠陥の検出に際してもＡＥ波の信号
処理は適宜定めることができる。要するに本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で実施し、各種装置に広く適用す
ることができる。
ればよい。上記溶接欠陥の検出に際してもＡＥ波の信号
処理は適宜定めることができる。要するに本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で実施し、各種装置に広く適用す
ることができる。
第１図は本発明の溶接欠陥検出法に使用するＡＥセンサ
の概略構成図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第
３図はＡＥセンサの他の例を示す図、第４図は本発明に
係るオンラインにおける溶接欠陥検出法の一実施例を説
明する構成図、第５図は本発明方法の他の例を説明する
構成図である。 １・・・・・・センサ本体（音響伝搬媒体）、３・・・
・・・柱状音響レンズ（音響伝搬媒体）、４・・・・・
・圧電振動子（電気音響変換素子）、１１，１２・・・
・・・被溶接材、１４・・・・・・溶接トーチ、１５・
・・・・・ＡＥセンサ、１６，１７・・・・・・アンプ
、１８・・・・・・信号処理回路、１９・・・・・・計
数器、２０・・・・・・マーカ機構。
の概略構成図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第
３図はＡＥセンサの他の例を示す図、第４図は本発明に
係るオンラインにおける溶接欠陥検出法の一実施例を説
明する構成図、第５図は本発明方法の他の例を説明する
構成図である。 １・・・・・・センサ本体（音響伝搬媒体）、３・・・
・・・柱状音響レンズ（音響伝搬媒体）、４・・・・・
・圧電振動子（電気音響変換素子）、１１，１２・・・
・・・被溶接材、１４・・・・・・溶接トーチ、１５・
・・・・・ＡＥセンサ、１６，１７・・・・・・アンプ
、１８・・・・・・信号処理回路、１９・・・・・・計
数器、２０・・・・・・マーカ機構。
Claims (1)
- １ 鋭い指向性をもつたＡＥセンサを使用し、このＡＥ
センサは被溶接物の溶接線によつて移動する溶接トーチ
と結ぶ線に対し所定角度θをなし、かつその指向角２β
（β＜θ）の二等分線が前記所定角度θと等しくなるよ
うに配置し、この状態を保持しつつ溶接トーチと連動し
、溶接線にそつて溶接線から等距離の線上にＡＥセンサ
を動かしめ、よつて前記溶接トーチから発せられるアー
クノイズを排除しつつ該溶接トーチによつて溶接された
領域の溶接欠陥より発する微弱音響信号を検出するよう
にしたことを特徴とするオンラインにおける溶接欠陥検
出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120157A JPS5923387B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | オンラインにおける溶接欠陥検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120157A JPS5923387B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | オンラインにおける溶接欠陥検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5546175A JPS5546175A (en) | 1980-03-31 |
| JPS5923387B2 true JPS5923387B2 (ja) | 1984-06-01 |
Family
ID=14779356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53120157A Expired JPS5923387B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | オンラインにおける溶接欠陥検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03119153U (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-09 |
-
1978
- 1978-09-29 JP JP53120157A patent/JPS5923387B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03119153U (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5546175A (en) | 1980-03-31 |
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