CN104874910A - 焊接区的检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精度良好地特定照射检查用激光时的来自熔融部的放出光,由此能够进行可靠性更高的检查的焊接区的检查方法。在从照射焊接用激光(L1)的第1照射工序(S21)向照射检查用激光(L5)的第2照射工序(S23)转移时,在中断焊接用激光(L1)的照射之后,从焊接用激光(L1)切换成检查用激光(L5),在检查焊接区的检查工序(S25)中,从放出光(L2、L6)的强度的波形抽取放出光的强度为恒定的阈值以下的两个时间点作为检查开始时刻(A)和检查结束时刻(B),将从检查开始时刻(A)到检查结束时刻(B)推定为照射了检查用激光(L5)的照射期间,基于照射期间中的放出光的强度的波形进行焊接状态的检查。
Description
技术领域
本发明涉及检查焊接区的检查方法,涉及对用激光将多个工件彼此焊接时所形成的焊接区的焊接状态进行检查的检查方法。
背景技术
一直以来,在将例如两个钢板重叠而进行激光焊时,会进行通过该激光焊而形成的焊接区的品质评价。作为进行这样的激光焊的焊接区的品质评价的方法(焊接区的检查方法)的一例,例如专利文献1中曾公开了使用激光的反射光来进行焊接区的检查的方法。
在此,从激光焊炬照射例如YAG激光,由第1受光输出单元从焊接行进方向的前方斜上方接收激光反射光,由第2受光输出单元在与激光的照射方向同轴的方向接收包含蒸气发光(plume)和/或激光反射光的焊接光,将从该规定的两个方向同时接收到的激光反射光和焊接光变换成与它们的强度相应的电信号,基于该电信号的信号强度或其变化判定焊接品质。
在先技术文献
专利文献
专利文献1特开2008-87056号公报
发明内容
可是,专利文献1所示出的焊接区的检查方法,利用焊接时的激光的反射光等的返回到装置的回光(从工件放出的放出光)进行焊接区的检查,但认为在焊接用激光照射后连续地对焊接后的熔融部照射输出功率比焊接用激光低的检查用激光来进行检查的情况下,能够更提高焊接区的检查的可靠性。
此时,焊接后的熔融部的状态容易变化,因此从焊接向检查转移的时间短为好,在焊接以及检查的时间进一步变短的情况下,配合将照射从焊接用激光切换为检查用激光的时机(timing)对检查用激光照射时的放出光进行特定而开始受光很难。因此,从照射检查用激光之前(焊接用激光照射时)就开始受光。
可是,在采用这样的受光方法的情况下,也接收了照射焊接用激光时的来自工件的放出光,因此成为基于也包括来自该工件的放出光在内的强度的波形检查焊接状态。其结果有不能正确检查焊接状态的情况。
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的涉及精度良好地特定照射检查用激光时的来自熔融部的放出光,由此能够进行可靠性更高的检查的焊接区的检查方法。
为了解决上述课题,本发明涉及的焊接区的检查方法,检查将多个工件彼此焊接时所形成的焊接区的焊接状态,该检查方法的特征在于,至少包括:
第1照射工序:沿着为了将工件彼此焊接而在该工件上设定的焊接轨迹照射焊接用激光;
第2照射工序:沿着在由该焊接用激光熔融了的工件的熔融部设定的扫描轨迹照射检查用激光;
受光工序:接收在从所述第1照射工序中的焊接用激光的照射时到所述第2照射工序结束的期间起因于对工件照射所述焊接用激光以及检查用激光而从所述工件放出的放出光;和
检查工序:基于接收到的所述放出光的强度的波形,检查所述焊接区的焊接状态,
在从所述第1照射工序向第2照射工序转移时,在中断所述焊接用激光的照射之后,将对工件照射的激光切换成所述检查用激光,
在所述检查工序中,从所述放出光的强度的波形抽取(提取)所述放出光的强度为恒定的阈值以下的2个时间点作为检查开始时刻和检查结束时刻,将从该检查开始时刻到检查结束时刻推定为照射了所述检查用激光的照射期间,基于该照射期间中的放出光的强度的波形,进行所述焊接状态的检查。
根据本发明,在第1照射工序中,沿着在工件上设定的焊接轨迹照射焊接用激光,因此沿着该焊接轨迹生成熔融部(所谓的熔池)。在从第1照射工序向第2照射工序转移时,在中断焊接用激光的照射之后,从焊接用激光切换成检查用激光,在第2照射工序中,沿着在熔融部设定的扫描轨迹照射检查用激光。
在包含这样的第1照射工序和第2照射工序的一系列工序中,在从第1照射工序中的焊接用激光的照射时到第2照射工序结束的期间接收来自工件的放出光。在此,所谓「第1照射工序中的焊接用激光的照射时」是指第1照射工序的开始时刻或该工序的途中的时刻,是至少以第2照射工序的开始前的时刻为前提的第1照射工序内的时刻。
这样,由于从第2照射工序开始以前就接收来自工件的放出光,因此能够得到包括第2照射工序的开始时刻在内的放出光的强度的波形。另外,由于不需要使放出光的受光开始的时机与第2照射工序的开始时机一致,因此能够迅速地从第1照射工序转移到第2照射工序。
这样,基于接收到的上述放出光的强度的波形检查上述焊接区的焊接状态。在此,在本发明中,在检查工序中,从放出光的强度的波形抽取放出光的强度为一定的阈值以下的两个时间点作为检查开始时刻和检查结束时刻,将从检查开始时刻到检查结束时刻推定为照射了检查用激光的照射期间,基于照射期间中的放出光的强度的波形进行所述焊接状态的检查。
在本发明中,在从焊接用激光切换为检查用激光之前(换言之,从第1照射工序向第2照射工序转移的时刻),通过中断焊接用激光的照射,来自工件的放出光的强度降低。而且,检查用激光照射结束后也是放出光的强度降低。通过利用该放出光的降低,设定与放出光的强度降低的两个时间点相应的阈值,能够正确地特定检查用激光的检查开始时刻和检查结束时刻。由此,能够正确地特定照射了检查用激光的照射期间,通过使用该照射期间中的放出光的强度的波形,能够进行可靠性高的焊接区的检查。
再者,所谓「起因于对工件照射而从上述工件放出的放出光」,是指包含由上述焊接用激光以及检查用激光引起的来自上述熔融部的反射光、因工件的熔融蒸发而产生的蒸气发光、和从工件的熔融部放射的热辐射光中的至少一种的光(回光),对于基于该放出光的强度的波形的焊接的检查方法,用后述的实施方式说明其详细情况。
如果如上述那样通常在从第1照射工序向第2照射工序转移时,通过中断焊接用激光的照射,来自工件的放出光的强度降低,则上述受光工序可以从第1照射工序的开始到第2照射工序的结束连续地进行,也可以从第1照射工序的途中开始。
可是,从本发明人的实验来看,在工件的坯料为热导率比一般的金属材料高的材质的情况、或者作为焊接工艺条件必须照射高的输出功率的焊接用激光的情况下,有时从第1照射工序向第2照射工序转移时熔融部也持续发热。因此,有时在从第1照射工序向第2照射工序转移时,即使中断焊接用激光的照射,来自工件的放出光的强度也不降低。
因此,作为本发明的更优选的方式,在上述受光工序中,在从上述第1照射工序向第2照射工序转移时,在中断上述焊接用激光的照射之后,接收脱离了上述工件的熔融部的区域的光。根据该方式,在上述受光工序中,在从上述第1照射工序向第2照射工序转移的时刻,接收脱离了上述工件的熔融部的区域的光,因此能够在该时刻使放出光的强度降低到上述的阈值。这样的结果,能够正确地特定更正确地照射了检查用激光的照射期间的开始时刻。
另外,在将上述工件彼此焊接时,在反复进行第1照射工序和第2照射工序的同时,针对第1照射工序和第2照射工序的每一个进行受光工序以及检查工序,并且,在从第2照射工序转移过来的第1照射工序中,沿着在通过先前的工序生成的熔融部或熔融部附近设定的焊接轨迹照射了焊接用激光的情况下,可设想之前的第2照射工序的结束时刻的放出光没有充分降低。
因此,作为这样的情况下的优选的方式,在所述受光工序中,在从所述第2照射工序向第1照射工序转移时,接收脱离了所述工件的熔融部的区域的光。根据该方式,在上述受光工序中,在从上述第2照射工序向第1照射工序转移的时刻接收脱离了上述工件的熔融部的区域的光,因此能够在该时刻使放出光的强度降低到上述的阈值。这样的结果,能够正确地特定更正确地照射了检查用激光的照射期间的结束时刻。
根据本发明,能够精度良好地特定照射检查用激光时的来自熔融部的放出光,由此能够进行可靠性更高的检查。
附图说明
图1是模式地表示用于进行本发明的实施方式涉及的焊接区的检查方法的检查装置的总体构成的图。
图2是用于说明第1实施方式涉及的检查方法的流程图。
图3是说明图2所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图。
图4是表示通过图2中所示的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图。
图5是用于说明第2实施方式涉及的检查方法的流程图。
图6是说明图5所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图。
图7的(a)是表示通过第1实施方式涉及的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图,(b)是表示通过第2实施方式涉及的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图。
图8是用于说明第3实施方式涉及的检查方法的流程图。
图9是说明图8所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图,(d)是说明从第2照射工序向第1照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(e)是用于说明第1照射工序的图。
附图标记说明
1…激光照射部、3…变换部、4…放大器、6…检查部、7…固定镜、8…驱动镜、9…聚光透镜、100…检查装置、C0…焊接中心、C1…焊接轨迹、C5…扫描轨迹、F1…焊接用激光的焦点、F5…检查用激光的焦点、L1…焊接用激光、L2…检查用激光、L5…放出光、L6…放出光、W1、W2…工件、Y1…熔融部
具体实施方式
以下示出本发明的本实施方式涉及的焊接区的检查方法。
1.关于装置构成
图1是模式地表示用于进行本发明的实施方式涉及的焊接区的检查方法的检查装置的总体构成的图。
图1所示的检查装置100,主要由激光照射部1、变换部3、放大器4、检查部6构成。以下在说明各构成的同时,也一并说明其检查方法。
激光照射部1,是选择焊接用激光L1、和输出功率比焊接用激光L1低的检查用激光L5中的任一种进行输出,对重叠的或者稍微间隔地配置的两个工件(例如钢板等)W1、W2照射所选择的激光的装置。
具体而言,焊接用激光L1以及检查用激光L5之中的被选择的激光,由作为光学系统的固定镜7以及驱动镜8依次反射,对两个工件W1、W2进行照射。在此,通过对驱动镜8进行驱动控制,来控制向驱动镜8入射的焊接用激光L1(或检查用激光L5)的反射方向,能够对所希望的位置照射焊接用激光L1(或检查用激光L5)。
驱动镜8以及固定镜7被构成为,通过对工件照射焊接用激光L1(或检查用激光L5),从工件放出的放出光L2(L6)、即返回到检查装置的回光从工件向驱动镜8反射,并通过固定镜7。通过了固定镜7的放出光L2(L6)被输入到变换部3。
在此,所谓放出光L2(L6),是包含由焊接用激光L1或检查用激光L5引起的来自熔融部的反射光、因工件的熔融蒸发而产生的蒸气发光、以及从工件的熔融部放射的热辐射光中的至少一种的光。再者,在本实施方式中,将起因于焊接用激光L1的照射而从工件放出的放出光用L2符号表示,将起因于检查用激光L5的照射而从工件放出的放出光用L6符号表示。
变换部3是将通过了固定镜7的放出光L2(L6)向电信号变换的光电传感器等传感器,变换出的电信号向放大器4输出。放大器4是将从变换部3输出的电信号的信号强度放大的设备,由放大器4放大了的电信号向检查部6传送。
检查部6对从放大器4传送过来的电信号进行信号处理,来检查在工件W1、W2上形成的焊接区的焊接状态。具体而言,检查部6如后述那样,从得到的放出光L2、L6的波形推定在检查用激光L5的照射时接收的放出光L6并对其进行抽取,基于抽取到的所接收的放出光L6的波形检查焊接区的焊接状态。再者,对于检查部6中的具体的返回波形的抽取方法,在说明后述的检查方法时一并说明。
在此,在分开地进行了焊接和其检查的情况下,优选使焊接的时间、从焊接向检查转移的时间、以及检查的时间更短。因此,在本实施方式中,变换部3接收照射焊接用激光L1以及检查用激光L5时的全部的放出光L2、L6,推定在检查用激光L5的照射时接收到的放出光L6,并对其进行抽取。
例如,对于所抽取的放出光L6,基于其强度变化(时间性的强度的变化)的周期性来检查在工件W1、W2上形成的焊接区的焊接状态。具体而言,所抽取的放出光L6的强度变化,在焊接区的焊接状态为正常的情况下,相对地小,在焊接区的焊接状态为不良的情况下,相对地大。
因此,通过用检查部6检出放出光L6的强度变化的周期性,即使是例如从放出光L2得到的电信号为微弱的情况、和放出光L2的强度根据工件温度的变化而变化的情况,也能够检查是否形成有焊接不良部。
另外,作为别的检查方法,例如,检查部6可以基于所接收到的放出光L2的平均强度检查焊接区的焊接状态。例如,在焊接区的焊接状态为不良的情况(工件W1、W2的一部分欠缺之类的情况)下,因为抑制工件温度的上升,放出光L2的强度比焊接区的焊接状态为正常的情况下的放出光的强度降低。因此,通过与正常的情况下的放出光的强度对比,能够检查是否有焊接不良部。
2.关于焊接区的检查方法
以下说明使用上述的焊接区的检查装置100的第1实施方式~第3实施方式的焊接区的检查方法。
〔第1实施方式〕
图2是用于说明第1实施方式涉及的检查方法的流程图。图3是说明图2所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图。图4是表示通过图2所示的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图。
2-1.第1照射工序
首先,如图所示那样进行第1照射工序S21。具体而言,在第1照射工序S21中,采用激光照射部1选择焊接用激光L1,对重叠的或者稍微间隔地配置的两个工件(例如钢板等)W1、W2照射焊接用激光(例如具有规定的激光波长的YAG激光)L1。由此,进行两个工件W1、W2彼此的焊接(焊接接合)。
更具体而言,使作为光学系统的固定镜7以及驱动镜8依次反射采用激光照射部1生成的焊接用激光L1,对两个工件W1、W2照射。具体而言,通过将驱动镜8驱动,来控制焊接用激光L1的反射方向。由此,如图3(a)中所示,使焊接用激光L1的焦点F1沿着在工件W1上设定的具有半径的大致圆形形状的焊接轨迹C1回转,在该焊接轨迹C1上照射焊接用激光L1。此时,也可以使焦点F1回转多圈。
这样,通过采用激光照射部1进行的沿着焊接轨迹C1的焊接用激光L1的照射,相对于焊接用激光L1的行进方向,在该焊接用激光L1的左右和后方形成工件W1、W2熔融而成的环状的熔融部(熔池)Y1(参照图1以及图3(b))。具体而言,通过沿着焊接轨迹C1照射焊接用激光L1,形成圆形形状的熔融部Y1,熔融部Y1被冷却而成为焊接区,两个工件W1、W2被接合(焊接接合)。
在本实施方式中,利用焊接轨迹C1进行了焊接,但也可以通过将驱动镜8驱动,使焊接用激光L1的焦点F1向焊接轨迹C1的内侧移动,沿着具有比焊接轨迹C1的半径R1小的半径、且与焊接轨迹C1同心的大致圆形形状的焊接轨迹进一步照射焊接用激光L1的焦点F1。
2-2.激光的切换工序
接着,如图2所示,进行激光的切换工序S22。在该切换工序S22中,在对该熔融部照射检查用激光L5之前(在从第1照射工序S21向第2照射工序S23转移时),进行从焊接用激光L1向检查用激光L5的切换。此时,在中断焊接用激光L1的照射之后,从焊接用激光L1的照射切换成检查用激光L5的照射。再者,检查用激光L5是输出功率比焊接用激光L1小的激光。
这样,焊接用激光L1的照射被暂且中断(参照图3(b)),因此能够使在后述的受光工序中所接收的放出光的强度降低,通过检出该接收的光的强度,能够抽取第2照射工序的检查开始时刻。如图3(c)中所示,使焊接用激光L1的焦点F1沿着在工件W1上设定的具有半径的大致圆形形状的焊接轨迹C1回转,在该焊接轨迹C1上照射焊接用激光L1。此时,也可以使焦点F1回转多圈。
2-3.第2照射工序
接着,如图2所示,进行第2照射工序S23。在第2照射工序S23中,针对采用激光照射部1沿着焊接轨迹C1照射焊接用激光L1后所形成的熔融部,采用激光照射部1照射检查用激光L5。
具体而言,在采用激光照射部1,如图3(c)所示那样沿着焊接轨迹C1照射焊接用激光L1之后,沿着在工件W1的熔融部Y设定的扫描轨迹C5照射被切换成的检查用激光L5。检查用激光L5,如图1所示,与焊接用激光L1同样地由作为光学系统的固定镜7以及驱动镜8依次反射,对两个工件W1,W2进行照射。
更具体而言,与第1照射工序S21同样地通过将驱动镜8驱动,来调整检查用激光L5的反射方向,由此如图3中所示,使检查用激光L5的焦点F5以大致恒定速度沿着在熔融部Y1的外缘的内侧设定的具有半径R5的大致圆形形状的扫描轨迹C5回转,在该扫描轨迹C5上照射检查用激光L5。照射检查用激光L5之后,中断检查用激光L5的照射。在此,通过使焊接轨迹C1和扫描轨迹C5的中心一致,能够用检查用激光L5对与焊接轨迹C1同心的圆上的内侧进行扫描。
2-4.受光工序
如图2所示,在受光工序S24中,在从第1照射工序S21中的焊接用激光L1的照射时到第2照射工序S23结束的期间,采用变换部3接收在照射焊接用激光L1以及检查用激光L5时从工件W1放出的放出光来作为返回到检查装置100的光(放出光L2、L6),并检出其强度。在本实施方式中,从第1照射工序S21的开始的时刻开始接收放出光L2。
具体而言,在照射焊接用激光L1时,产生由焊接用激光L1引起的来自熔融部的反射光、因工件W1、W2的熔融蒸发而产生的蒸气发光(等离子体光)、以及从工件的熔融部放射的热辐射光(红外线光),将包含这些光中的至少一种的光作为放出光L2检出。在进行检出时,由于这些放出光的波长不同,因此为了抽取焊接区的检查所需要的特定的光也可以进一步设置滤光器等。
同样地,在照射检查用激光L5时,产生由检查用激光L5引起的来自熔融部的反射光、因工件W1,W2的熔融蒸发而产生的蒸气发光、以及从工件的熔融部放射的热辐射光,将包含这些光中的至少一种的光作为放出光L6检出。这样的结果,能够得到如图4所示的放出光的波形。
这样,在受光工序S24中,从第2照射工序S23开始以前就接收放出光,因此能够得到包含第2照射工序的开始时刻的放出光的强度的波形。另外,不需要使放出光的受光开始的时机与第2照射工序的开始时机一致(不需要使时机同步),因此能够迅速地从第1照射工序S21转移到第2照射工序S23。
2-5.检查工序
接着,如图2所示,进行检查工序S25。在检查工序S25中,基于通过受光工序S24得到的放出光的强度的波形,检查焊接区的焊接状态。具体而言,如图4所示,从放出光的强度的波形抽取放出光的强度为恒定的阈值以下的两个时间点作为检查开始时刻A和检查结束时刻B。
其次,将从检查开始时刻A到检查结束时刻B推定为照射了检查用激光的照射期间(即检查区间),基于照射期间中的放出光的强度的波形进行焊接状态的检查。焊接状态的检查方法由于在上述的检查部6方面进行了详细的说明,因此在此省略其说明。
如上述那样,在焊接用激光L1与检查用激光L5切换时(换言之,从第1照射工序向第2照射工序转移的时刻),中断焊接用激光L1的照射,因此如图4所示,放出光的强度降低。另外,检查用激光L5照射结束后也是放出光的强度降低。
这样,通过设定与该放出光的强度降低的两个时间点相应的阈值,能够正确地特定检查用激光L5的检查开始时刻A和检查结束时刻B。由此,能够正确地特定照射了检查用激光L5的照射期间(检查区间),通过使用该照射期间中的放出光的强度的波形,能够进行可靠性高的焊接区的检查。
可是,在工件W1、W2的坯料为热导率比一般的金属材料高的材质的情况、或者作为焊接工艺条件必须照射高的输出功率的焊接用激光L1的情况下,有时在从第1照射工序S21向第2照射工序S23转移时即使中断焊接用激光的照射,放出光的强度也不降低。由此,如后述的图7(a)所示,有时熔融部持续发热,放出光的强度没有降低。由此,有时不能够抽取正确的检查开始时刻。作为以这样的问题为鉴的实施方式,以下说明本发明的第2实施方式。
〔第2实施方式〕
图5是用于说明第2实施方式涉及的检查方法的流程图。图6是说明图5所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图。图7的(a)是表示通过第1实施方式涉及的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图,(b)是表示通过第2实施方式涉及的受光工序接收到的放出光的强度的波形的一例的图。
第2实施方式与第1实施方式不同的点是受光工序。因此,以下只说明该不同的点,对于其他的点省略其详细的说明。再者,在本实施方式中,在受光工序S54中,在从第1照射工序S51向第2照射工序S53转移时,在中断焊接用激光L1的照射之后(参照图5的S52),接收脱离了工件的熔融部的区域的光,其后,从焊接用激光L1切换成检查用激光L5。
如图6(a)所示,与第1实施方式同样地,焊接用激光L1沿着焊接轨迹C1照射结束(参照图5的S51)后,作为本实施方式的特征点,采用激光照射部1如图6(b)所示中断焊接用激光L1的照射,通过控制驱动镜8,来接收脱离了工件的熔融部的区域(例如脱离了工件的区域)S的光。其后,与第1实施方式同样地从焊接用激光L1的照射切换成检查用激光L5的照射(参照图5的S52)。然后,与第1实施方式同样地,如图6(c)所示,进行第2照射工序和检查工序(参照图5的S53、S55)。
这样,在受光工序S54中,在从第1照射工序S51向第2照射工序S53转移的时刻接收脱离了所述工件的熔融部的区域S的光,因此如图7(b)所示,能够在该时刻使放出光的强度降低到上述的阈值。这样的结果,能够正确地特定更正确地照射了检查用激光的照射期间的开始时刻G。
这样,如图7(a)所示,在放出光的强度没有降低的情况下,也加进由焊接用激光引起的放出光的强度而检查焊接区的状态的时候,在本实施方式中,由于只抽取由检查用激光引起的放出光的强度的波形,因此能够更正确地检查焊接区的状态。进而,通过控制驱动镜8,能够更迅速地接收脱离了工件的熔融部的区域的光。
在此,为了确认第2实施方式的效果,作为工件,准备热浸镀锌钢板(板厚0.7mm)、SPC590DU(板厚1.8mm)、SPC440(板厚1.2mm),实施了上述的第1实施方式的焊接区的检查方法、和第2实施方式的焊接区的检查方法。
结果,在第1实施方式的情况下,在1000次中有19次是弄错检查用激光的照射的开始时刻而抽取的,但在本实施方式的情况下,能够10000次全部正确地抽取检查用激光的照射的开始时刻。即,可以认为原因是,由于上述的工件的板厚较厚,因此焊接用激光的投入热量变高,因此在采用了第1实施方式的检查方法的情况下,即使中断焊接用激光的照射,也如图7(a)所示那样,放出光的强度没有充分下降。
可是,在如第1实施方式以及第2实施方式那样进行第1照射工序S21(S51)~第2照射工序S23(S53)后,再次在熔融部或其附近重复进行第1照射工序的情况下,有时不能够确认第2照射工序的检查用激光的照射结束。作为以这样的问题为鉴的实施方式,以下说明本发明的第3实施方式。再者,后述的第3实施方式,将第2实施方式作为了前提,但也可以以第1实施方式为前提。
〔第3实施方式〕
图8是用于说明第3实施方式涉及的检查方法的流程图。图9是说明图8所示的检查方法中的工件表面的激光以及放出光的状态的图,其中(a)是表示第1照射工序中的激光以及放出光的状态的图,(b)是说明从第1照射工序向第2照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(c)是用于说明第2照射工序的图,(d)是说明从第2照射工序向第1照射工序切换时的激光以及放出光的状态的图,(e)是用于说明第1照射工序的图。
第3实施方式与第2实施方式不同的点,是反复进行了第1照射工序和第2照射工序这点、和与之相伴的受光工序。因此,以下只说明该不同的点,对于其他的点省略其详细的说明。
如图8所示,在本实施方式中,在将工件彼此焊接时,反复进行第1照射工序S81和第2照射工序S83,并且,针对各第1以及第2照射工序的每一个进行受光工序S86以及检查工序。在本实施方式中,反复地进行第1照射工序S81和第2照射工序S83之后,进行针对各第1以及第2照射工序的检查工序,但也可以每当在受光工序中接收各第1以及第2照射工序中的放出光,就与受光工序并行地进行检查工序。
在本实施方式中,与第2实施方式同样地,如图9(a)所示,在第1照射工序S81中焊接用激光L1沿着焊接轨迹C1照射结束(参照图8的S81)后,采用激光照射部1如图9(b)所示中断焊接用激光L1的照射(参照图8的S82),通过控制驱动镜8,接收脱离了工件的熔融部的区域(脱离了工件的区域)S的光(参照图8的S86)。其后,与第1实施方式同样地,从焊接用激光L1的照射切换成检查用激光L5的照射(参照图8的S82)。其后,如图9(c)所示,进行第2照射工序(参照图8的S83)。
其次,在从第2照射工序S83向第1照射工序S81转移时,中断检查用激光L5的照射(参照图8的S84),如图9(d)所示,通过控制驱动镜8,来接收脱离了工件的熔融部的区域S的光。在本实施方式中,在中断检查用激光L5的照射之后,接收脱离了工件的熔融部的区域S的光,但由于检查用激光L5没有将工件熔融那样的激光强度,因此也可以在接收脱离了工件的熔融部的区域的光之后,中断检查用激光L5的照射,其后切换成焊接用激光L1。
其后,在从第2照射工序S83转移过来的第1照射工序S81中,沿着在熔融部Y1或熔融部Y1附近设定的焊接轨迹C1照射焊接用激光L1,以后反复进行上述的一系列工序S81~S84。
由此,在受光工序S86中,在从第2照射工序S83向第1照射工序S81转移的时刻接收脱离了工件的熔融部Y1的区域的光,因此能够在该时刻使放出光的强度降低到上述的阈值。这样的结果,能够正确地特定更正确地照射了检查用激光的照射期间的结束时刻。
以上对本发明的实施方式进行了详述,但本发明并不被上述的实施方式限定,能够在不脱离权利要求书中所记载的本发明的精神的范围内进行各种的设计变更。
Claims (3)
1.一种焊接区的检查方法,检查将多个工件彼此焊接时所形成的焊接区的焊接状态,该检查方法的特征在于,至少包括:
第1照射工序:沿着为了将工件彼此焊接而在该工件上设定的焊接轨迹照射焊接用激光;
第2照射工序:沿着在由该焊接用激光熔融了的工件的熔融部设定的扫描轨迹照射检查用激光;
受光工序:接收在从所述第1照射工序中的焊接用激光的照射时到所述第2照射工序结束的期间起因于对所述工件照射所述焊接用激光以及所述检查用激光而从所述工件放出的放出光;和
检查工序:基于接收到的所述放出光的强度的波形,检查所述焊接区的焊接状态,
在从所述第1照射工序向第2照射工序转移时,在中断所述焊接用激光的照射之后,将对工件照射的激光切换成所述检查用激光,
在所述检查工序中,从所述放出光的强度的波形抽取所述放出光的强度为恒定的阈值以下的2个时间点作为检查开始时刻和检查结束时刻,将从该检查开始时刻到检查结束时刻推定为照射了所述检查用激光的照射期间,基于该照射期间中的放出光的强度的波形,进行所述焊接状态的检查。
2.根据权利要求1所述的焊接区的检查方法,其特征在于,在所述受光工序中,在从所述第1照射工序向第2照射工序转移时,在中断所述焊接用激光的照射之后,接收脱离了所述工件的熔融部的区域的光。
3.根据权利要求1或2所述的焊接区的检查方法,其特征在于,
在将所述工件彼此焊接时,在反复进行所述第1照射工序和所述第2照射工序的同时,针对所述各第1照射工序和第2照射工序的每一个进行所述受光工序以及所述检查工序,
在从所述第2照射工序转移过来的所述第1照射工序中,沿着在所述熔融部或熔融部附近设定的焊接轨迹照射所述焊接用激光,
在所述受光工序中,在从所述第2照射工序向第1照射工序转移时,接收脱离了所述工件的熔融部的区域的光。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108463716A (zh) * | 2016-01-14 | 2018-08-28 | 日产自动车株式会社 | 激光焊接部的孔检测方法以及激光焊接装置 |
CN111655415A (zh) * | 2018-02-05 | 2020-09-11 | 宁波吉利汽车研究开发有限公司 | 激光钎焊工艺 |
CN112139683A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 株式会社安川电机 | 评价装置、评价方法、评价系统及记录介质 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6011598B2 (ja) * | 2014-11-18 | 2016-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ溶接方法 |
JP6544312B2 (ja) * | 2016-07-19 | 2019-07-17 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接装置 |
US10786872B2 (en) * | 2017-06-15 | 2020-09-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Welding method |
US10794838B2 (en) * | 2017-07-21 | 2020-10-06 | Isvision (Tianjin) Technology Co., Ltd | Method and device for detecting defect of cover lens in laser welding system on automobile production line |
JP6616368B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-12-04 | ファナック株式会社 | レーザ加工前に光学系の汚染レベルに応じて加工条件を補正するレーザ加工装置 |
DE102017010055A1 (de) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Lessmüller Lasertechnik GmbH | Laserstrahlschweißen von geometrischen Figuren mit OCT-Nahtführung |
JP7086773B2 (ja) * | 2018-07-25 | 2022-06-20 | 株式会社東芝 | 溶接方法、溶接物の製造方法、及び溶接物 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5651903A (en) * | 1995-10-12 | 1997-07-29 | Trw Inc. | Method and apparatus for evaluating laser welding |
JP2003103386A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-08 | Komatsu Ltd | Yagレーザ溶接のモニタリング装置 |
US20100133243A1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-03 | Disco Corporation | Laser processing apparatus |
CN102059451A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-05-18 | 北京理工大学 | 纳飞秒双激光复合加工系统 |
EP2543464A2 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-09 | Ustav Pristrojove Techniky Akademie Ved CR. V.V.I. | Apparatus for laser beam welding and method for controlling quality of weld |
TW201308404A (zh) * | 2011-08-10 | 2013-02-16 | Ultratech Inc | 形成時間平均線影像之系統及方法 |
CN103476533A (zh) * | 2011-03-03 | 2013-12-25 | 布罗斯尔汽车零件科堡两合公司 | 监测实际焊缝构形相对于所需焊缝构形的横向偏移量的方法、组合构造及机动车辆座椅 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08267241A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Kobe Steel Ltd | 溶接時における裏波形成状態の判定方法 |
DE19852302A1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung |
DE10158095B4 (de) * | 2001-05-05 | 2012-03-22 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Vorrichtung zur Kontrolle einer Schweißnaht in einem aus schweißfähigem Kunststoff bestehenden Werkstück |
JP4349075B2 (ja) * | 2003-10-28 | 2009-10-21 | パナソニック電工株式会社 | レーザ加工方法及び加工状態判断方法 |
JP2008087056A (ja) | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | レーザ溶接品質判定システムおよび品質判定方法 |
JP2008272767A (ja) | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Kanto Auto Works Ltd | レーザ溶接装置及びレーザ溶接の品質管理方法 |
JP2010051988A (ja) | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sharp Corp | 接合装置および接合方法 |
JP5969767B2 (ja) | 2012-01-27 | 2016-08-17 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
-
2014
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-
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- 2015-02-27 CN CN201510090004.8A patent/CN104874910B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5651903A (en) * | 1995-10-12 | 1997-07-29 | Trw Inc. | Method and apparatus for evaluating laser welding |
JP2003103386A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-08 | Komatsu Ltd | Yagレーザ溶接のモニタリング装置 |
US20100133243A1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-03 | Disco Corporation | Laser processing apparatus |
CN102059451A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-05-18 | 北京理工大学 | 纳飞秒双激光复合加工系统 |
CN103476533A (zh) * | 2011-03-03 | 2013-12-25 | 布罗斯尔汽车零件科堡两合公司 | 监测实际焊缝构形相对于所需焊缝构形的横向偏移量的方法、组合构造及机动车辆座椅 |
EP2543464A2 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-09 | Ustav Pristrojove Techniky Akademie Ved CR. V.V.I. | Apparatus for laser beam welding and method for controlling quality of weld |
TW201308404A (zh) * | 2011-08-10 | 2013-02-16 | Ultratech Inc | 形成時間平均線影像之系統及方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108463716A (zh) * | 2016-01-14 | 2018-08-28 | 日产自动车株式会社 | 激光焊接部的孔检测方法以及激光焊接装置 |
CN111655415A (zh) * | 2018-02-05 | 2020-09-11 | 宁波吉利汽车研究开发有限公司 | 激光钎焊工艺 |
CN112139683A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 株式会社安川电机 | 评价装置、评价方法、评价系统及记录介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150246413A1 (en) | 2015-09-03 |
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CN104874910B (zh) | 2017-04-12 |
EP2915619A2 (en) | 2015-09-09 |
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US9969028B2 (en) | 2018-05-15 |
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EP2915619A3 (en) | 2016-04-27 |
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