CN103959011A - 焊接焊透深度检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供焊接焊透深度检查方法。在对对接面的两端侧、整周端进行焊接时，能够同时可靠地判断焊接焊透深度的不足和过度，从而能够进行焊接部的焊透深度相等的对焊。在对对接面的两端侧、整周端进行焊接时的对焊的接头构造中，形成有用于判断焊透不足和用于判断焊透过度的第1缺口(2a)、第2缺口(2b)。在进行对焊之后，分别向接头构造的第1缺口(2a)、第2缺口(2b)投射超声波(5)并测定反射波(6)，基于两反射波(6)来判断焊接焊透深度的良好与否。对被焊接件(1、1)的对接面的两端侧各部分或整周端部分实施该判断，从而检查上述部分的焊接焊透深度的良好与否。

Description

焊接焊透深度检查方法

技术领域

本发明涉及由激光焊接等形成的焊接部处的焊接焊透深度检查方法。

背景技术

以往，作为检查焊接部处的焊接焊透深度的方法，有专利文献1所记载的方法。该方法对于例如板和管的焊接部的焊接状况，向管内部插入探头，使超声波入射到预想的焊接部顶端所在的部分，基于其反射波来判断是否获得了必要的焊透深度的焊接部。

此外，作为能够简单、可靠地判断焊接焊透不良的对焊接头，有专利文献2所记载的对焊接头。该对焊接头是在自被焊接件的对接位置的一侧进行焊接的对焊接头中，对焊接施工侧的相反侧的与被焊接件相对的边缘部实施倒角，基于向焊接部发射的超声波的反射回波的大小来判断焊透不良。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－289826号公报

专利文献2：日本特开平6－167479号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1、2所记载的现有技术中，虽然能够判断焊接的焊透深度不足，但却不能判断焊透深度过度。若是仅在被焊接件的对接面的一端侧进行的焊接，则从焊接强度的观点出发，无法判断焊透深度过度基本不会成为问题。但是，在对被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分进行焊接的情况下，从焊接强度的观点出发，则焊透深度过度(在整周端部分的焊接中其一部分焊透深度过度)与焊透深度不足同样会成为问题。

在这样的焊接中，不仅在产生焊透深度不足的情况下，在产生焊透深度过度的情况下，也会导致焊接强度在被焊接件的对接面的两端之间或整周端产生不平衡。因此，会在被焊接件、焊接部产生应变，焊透深度不足的部位自不必说，甚至在焊透深度适当的部位都会导致焊接部的强度、耐久性等下降。

因此，在对被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分进行焊接的情况下，不仅需要可靠地判断焊透深度不足，也需要可靠地判断焊透深度过度，这一点一直期望得到改善。

本发明是鉴于上述那样的期望而完成的，其课题在于提供一种焊接焊透深度检查方法，在对被焊接件的对接面的两端侧各部分、整周端部分进行焊接时，不仅能够可靠地判断焊接的焊透深度不足，也能够可靠地判断焊透深度过度，进而能在整个焊接部获得相等的焊透深度。

用于解决课题的方案

本发明的焊接焊透深度检查方法在对具有接头构造的被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分进行对焊之后，对上述被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分实施下述第1工序～第3工序，检查该部分的焊接焊透深度的良好与否，其中，在被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分具有用于在焊接未焊透时反射超声波的缺口，各缺口包括用于判断焊接焊透不足的第1缺口和用于判断焊接焊透过度的第2缺口；在第1工序中，朝向上述接头构造的第1缺口或第2缺口投射超声波并测定其反射波；在第2工序中，朝向上述接头构造的第2缺口或第1缺口投射超声波并测定其反射波；在第3工序中，基于在上述第1工序和第2工序中测定出的反射波判断焊接焊透深度的良好与否。

发明效果

根据本发明的焊接焊透深度检查方法，通过在对焊的接头构造中设置用于判断焊接焊透不足的第1缺口和用于判断焊接焊透过度的第2缺口而判断焊接焊透深度适当与否，因此，能够可靠地判断焊接焊透深度的良好与否。而且，对被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分进行这样的焊接焊透深度良好与否的判断，因此，能够在整个焊接部获得相等的焊透深度。因此，能够防止在焊接部、其周边产生应变，能够提高焊接部的强度、耐久性等。

此外，仅通过利用设有两种缺口的接头构造和超声波的测定技术即可简单地进行焊接焊透深度良好与否的判断、检查，特别适用于批量生产线中的焊接部的全数检查而能够发挥较大的效果。

附图说明

图1是例示应用本发明方法的接头构造的侧视图。

图2是图1中的虚线圈出的部分(焊缝腰高部分)的放大图。

图3是图1中的接头构造的上端侧部分的放大图。

图4是利用本发明的一实施方式的焊接焊透深度检查方法检查焊接焊透深度的说明图。

图5是表示利用上述检查方法得到的检查结果为焊透深度适当(焊缝腰高适当)时的超声波的发送接收的状况的图。

图6是表示上述检查结果为焊透深度不足(焊缝腰高不足)时的超声波的发送接收的状况的图。

图7是表示上述检查结果为焊透深度过度(焊缝腰高过度)时的超声波的发送接收的状况的图。

图8是表示上述检查结果为焊透深度适当时的超声波的接收波的状况〔(a)图〕和波形〔(b)图〕的图。

图9是表示上述检查结果为焊透深度不足时的超声波的接收波的状况〔(a)图〕和波形〔(b)图〕的图。

图10是例示应用本发明方法的其他接头构造的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。另外，在各图之间，相同附图标记表示相同或相当部分。

图1是例示应用本发明方法的接头构造(被焊接件的对接面部分)的侧视图。

如该图所示，应用本发明方法的接头构造是以相同焊缝腰高d1对一对被焊接件1、1的对接面的上下端侧各部分进行焊接，从而将该一对被焊接件1、1之间接合起来的对焊的接头构造。

在该接头构造中，在被焊接件1、1的对接面的上下端侧各部分具有用于在焊接未焊透时反射焊接焊透深度检查用的超声波的缺口2。在此，在被焊接件1、1中的图中右侧的被焊接件1上具有缺口2。在图2中放大示出了该被焊接件1的缺口2中的上端侧的缺口2。

在图1、图2中，双点划线所圈出的部分α表示适度焊接时的焊接部(焊接焊透部分)。

参照图3说明该缺口2的详细情况。另外，图3示出了被焊接件1、1的对接面的上端侧的缺口2，但该对接面的下端侧的缺口2也以同样的形式形成(参照图1)。

即，被焊接件1、1的对接面的上下端侧的各缺口2包括用于判断焊接焊透不足的第1缺口2a和用于判断焊接焊透过度的第2缺口2b。

在该情况下，第1缺口2a沿着自被焊接件1、1的对接面的上端部向下端部侧设定的期望长度的焊接部α的焊缝腰高d1(参照图1、图2)且包括该焊缝腰高d1的顶端位置部分而形成。在本实施方式中，第1缺口2a以大致整个范围与焊缝腰高d1的顶端位置部分相重叠的方式形成。

此外，第2缺口2b与第1缺口2a连续(连通)地向被焊接件1、1的对接面的另一端部侧以规定长度形成。

在该第1缺口2a和第2缺口2b中，形成有在焊接未焊透到该缺口2a、2b时，使向各缺口2a、2b投射的超声波朝向与投射方向大致正相反的方向反射的斜面2c、2d。

即，缺口2形成为在远离被焊接件1、1的对接面的方向(图中右方向)上成为两阶且在自对接面的上端部朝下端部侧去的方向上成为两阶的形状，并且在该两阶形状内包括第1缺口2a和第2缺口2b。而且，在该第1缺口2a和第2缺口2b的位于被焊接件1上表面侧的各起始端形成有上述斜面2c、2d。

在图3所示的例子中，被焊接件1、1的对接面和第1缺口2a的与上述对接面相对的面之间的间隙设定为0.2mm。该设定值0.2mm是作为将焊接焊透到第1缺口2a内时向上述间隙去的焊透抑制为最小限度，另一方面在焊接未焊透时足以有效形成后述空气层的最小限度的间隙值而设定的值。

此外，第1缺口2a和第2缺口2b的斜面2c、2d与被焊接件1、1的对接面所成的角度(内角)分别设定为45°。将该角度分别设定为45°的理由是为了在焊接未焊透到第1缺口2a、第2缺口2b时，使自后述的第1位置I和第2位置II向各缺口2a、2b投射的超声波朝向与投射方向大致正相反的方向反射等。

在被焊接件1、1的对接面的下端侧也形成有与上述同样的第1缺口2a和第2缺口2b。下端侧的第1缺口2a和第2缺口2b隔着贯穿被焊接件的厚度方向(图中上下方向)的中央正中的线而与上端侧的上述缺口2a、2b对称地形成，也就是说与上端侧的上述缺口2a、2b同样地形成距离被焊接件1、1的对接面的端部的位置、尺寸、形状等。

如上述那样应用了本发明方法的接头构造构成为适于使用超声波判断、检查焊接焊透深度的良好与否。

接着，参照图4～图9说明本实施方式的焊接焊透深度检查方法。

首先，在对具有如图1～图3所示那样构成的接头构造的被焊接件1、1的对接面的上下端侧各部分进行对焊之后，如图4所示那样将上述被焊接件1、1和超声波探头3没入水4中。使被焊接件1、1和超声波探头3被水淹没是为了使来自超声波探头3的超声波(发送波)5容易入射到被焊接件1中，并使来自被焊接件1、1的反射波(接收波)6容易入射到超声波探头3。

在图4所示的水4中，被焊接件1、1被固定配置。

另一方面，超声波探头3配置为能够向接头构造的至少第1缺口2a的斜面2c和第2缺口2b的斜面2d分别投射超声波5地在实线所示的第1位置I和双点划线所示的第2位置II相互之间自由移动(参照双向箭头)。

此外，超声波探头3以使投射的超声波5分别呈大致直角地向第1缺口2a、第2缺口2b的斜面2c、2d入射的方式，以使其超声波中心轴线相对于被焊接件1、1的表面在此为上表面呈规定的角度倾斜的状态配置。

在图4所示的例子中，在将被焊接件1、1和超声波探头3如上述那样配置在水4中的状态下，首先使超声波探头3移动到实线所示的第1位置I，向接头构造的第1缺口2a的斜面2c投射超声波5。然后，测定其反射波6(第1工序)。

接着，使超声波探头3移动到图4中双点划线所示的第2位置II，向接头构造的第2缺口2b的斜面2d投射超声波5，并测定其反射波6(第2工序)。

接下来，基于来自上述第1缺口2a的斜面2c和第2缺口2b的斜面2d的各反射波6来判断焊接焊透深度的良好与否(焊接部α的焊缝腰高d适当与否)(第3工序)。

以上，对被焊接件1、1的对接面的上端侧部分的焊接焊透深度的良好与否判断结束。当该判断结束时，接着对上述被焊接件1、1的对接面的下端侧部分实施上述的第1工序～第3工序。即，对被焊接件1、1的对接面的下端侧部分进行焊接焊透深度良好与否的判断，结束焊接焊透深度良好与否的检查(焊接焊透深度检查)。另外，上述的第1工序和第2工序的实施顺序可以颠倒。

如下这样基于反射波6来判断焊接焊透深度的良好与否。

即，超声波在其行进路径中声阻抗有较大变化的部位，例如有空气层的部位会产生较大反射。

因此，若焊接未焊透到形成有空气层的缺口2(2a、2b)中，则超声波在该缺口2的位置会发生较大反射。另一方面，当焊接焊透到缺口2中时，由于在缺口2中不存在空气层，因此，超声波在该缺口2的位置发生透射，而基本不发生反射。

现在，如图4、图5所示，在焊接部α处的焊透深度适当(焊缝腰高适当)的情况下，在第1位置I向第1缺口2a的斜面2c投射的来自超声波探头3的超声波5在焊接部α处发生透射，而不在斜面2c处发生反射。但是，在第2位置II向第2缺口2b的斜面2d投射的来自超声波探头3的超声波5在斜面2d处发生较大反射，利用超声波探头3检测到较大的反射波6。

接着，如图6所示，在焊接部α处的焊透深度不足(焊缝腰高不足)的情况下，在第1位置I向第1缺口2a的斜面2c投射的来自超声波探头3的超声波5在斜面2c处发生较大反射，利用超声波探头3检测到较大的反射波6。在第2位置II向第2缺口2b的斜面2d投射的来自超声波探头3的超声波5也在斜面在此为斜面2d处发生较大反射，利用超声波探头3检测到较大的反射波6。

此外，如图7所示，在焊接部α处的焊透深度过度(焊缝腰高过度)的情况下，在第1位置I向第1缺口2a的斜面2c投射的来自超声波探头3的超声波5在焊接部α处发生透射，而不在斜面2c处发生反射。在第2位置II向第2缺口2b的斜面2d投射的来自超声波探头3的超声波5也在焊接部α处发生透射，而不在斜面在此为斜面2d处发生反射。

即，将利用超声波探头3未检测到反射波6或检测到微弱的反射波6的情况称为无反射波，将检测到较大的反射波6的情况称为有反射波时，在自第1位置I投射超声波5时无反射波，自第2位置II投射超声波5时有反射波的情况下，判断为焊缝腰高适当。也就是说，判断为焊接焊透深度良好。

此外，在自第1位置I和第2位置II中的任一位置投射超声波5时都有反射波的情况下，判断为焊缝腰高不足(焊接焊透不良)。

此外，在自第1位置I和第2位置II中的任一位置投射超声波5时都无反射波的情况下，判断为焊缝腰高过度(焊接焊透不良)。

在此，在图8和图9中例示了超声波的接收波的状况和波形的关系。

图8中示出了判断为焊缝腰高适当时的超声波的接收波的状况〔(a)图〕和波形〔(b)图〕。此外，图9中示出了判断为焊缝腰高不足时的超声波的接收波的状况〔(a)图〕和波形〔(b)图〕。在两图中，附图标记6a表示来自被焊接件1的上表面的反射波。

在判断为焊缝腰高适当时，如图8的(a)所示，在第1位置I向第1缺口2a的斜面2c投射的来自超声波探头3的超声波5在焊接部α处发生透射，而不在斜面2c处发生反射。因此，如图8的(b)所示，在接收波的波形中虽然出现了来自被焊接件1的上表面的反射波6a，但却未出现来自上述斜面2c的反射波，只出现了信号强度小的噪声N。虽然省略了图示，但超声波5在第2缺口2b的斜面2d处发生反射，在接收波的波形中，在来自被焊接件1的上表面的反射波6a和信号强度小的噪声N之后出现来自上述斜面2d的信号强度大的反射波。

另一方面，在判断为焊缝腰高不足时，如图9的(a)所示，在第1位置I向第1缺口2a的斜面2c投射的来自超声波探头3的超声波5在斜面2c处发生较大反射。因此，如图9的(b)所示，在接收波的波形中，在来自被焊接件1的上表面的反射波6a之后出现来自上述斜面2c的大信号强度S的反射波6。虽然仅出现来自上述斜面2c的反射波6时即可判断为焊缝腰高不足，但为了准确地进行判断，也可以确认自第2缺口2b的斜面2d也出现了大信号强度S的反射波6。

另外，在判断为焊缝腰高过度时，在接收波的波形中虽然出现了来自被焊接件1的上表面的反射波6a，但却未出现来自上述的斜面2c和斜面2d的反射波6，后续只出现信号强度小的噪声N。

根据本实施方式，在对焊的接头构造中，设置用于判断焊接焊透不足的第1缺口和用于判断焊接焊透过度的第2缺口来判断焊接部的焊缝腰高适当与否，不仅能够可靠地判断焊缝腰高不足，也能够可靠地判断焊缝腰高过度。即，能够可靠判断焊接焊透深度的良好与否。

而且，对被焊接件的对接面的两端侧各部分进行这种焊接部的焊缝腰高适当与否的判断(焊接焊透深度良好与否的判断)。在此，被焊接件的对接面的两端侧的焊接部的焊缝腰高都适当则表示两端侧的焊接部的焊缝腰高大致相等。这不仅意味着各焊接部的强度适当，也意味着被焊接件的对接面的两端侧各部分的焊接强度的平衡适当。因此，能够防止在焊接部、其周边产生应变，能够提高焊接部的强度、耐久性等，能够可靠地消除焊接焊透深度不良的产品。

此外，仅通过利用设有两种缺口的接头构造和超声波的测定技术即可简单地利用上述那样的焊缝腰高适当与否的判断来判断、检查焊接焊透深度的良好与否。如果能够简单地进行该焊接焊透深度良好与否的判断、检查，则特别适用于批量生产线中的焊接部的全数检查而能够发挥较大的效果。

另外，在上述实施方式中，作为适用于本发明方法的接头构造，采用以相同焊缝腰高对一对被焊接件的对接面的上下端侧各部分进行对焊的接头构造的例子进行说明，但显然不仅限定于此。例如，也可以适用于如图10所示那样以相同焊缝腰高对汽车的差动齿轮箱11和内齿轮12的对接面的整周端部分(遍及360°的周端部分)进行对焊而将上述差动齿轮箱11和内齿轮12接合起来的接头构造。

附图标记说明

1：被焊接件；2：缺口；2a：第1缺口；2b：第2缺口；2c：第1缺口的斜面；2d：第2缺口的斜面；5：投射的超声波(发送波)；6、6a：反射波(接收波)；d、d1：焊缝腰高；α：焊接部(焊接焊透部分)。

Claims (2)

1.一种焊接焊透深度检查方法，其特征在于，

在对具有接头构造的被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分进行对焊之后，对上述被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分实施下述第1工序～第3工序，检查该部分的焊接焊透深度的良好与否，其中，在被焊接件的对接面的两端侧各部分或整周端部分具有用于在焊接未焊透时反射超声波的缺口，各缺口包括用于判断焊接焊透不足的第1缺口和用于判断焊接焊透过度的第2缺口；

在第1工序中，朝向上述接头构造的第1缺口或第2缺口投射超声波并测定其反射波；在第2工序中，朝向上述接头构造的第2缺口或第1缺口投射超声波并测定其反射波；在第3工序中，基于在上述第1工序和第2工序中测定出的反射波判断焊接焊透深度的良好与否。

2.根据权利要求1所述的焊接焊透深度检查方法，其特征在于，

在上述接头构造中，

上述第1缺口沿着自上述被焊接件的对接面的一端部朝向另一端部侧设定的期望长度的焊接部的焊缝腰高且包括该焊缝腰高的顶端位置部分而形成；

上述第2缺口与上述第1缺口连续地朝向上述被焊接件的对接面的另一端部侧以规定长度形成；

在上述第1缺口和第2缺口中形成有用于在焊接未焊透到上述各缺口时使朝向各缺口投射的超声波向与投射方向相反的方向反射的斜面；

自上述被焊接件的对接面的另一端部朝向一端部侧，隔着贯穿该被焊接件的厚度方向中央的线对称地形成有包括该斜面的与上述同样的第1缺口和第2缺口。