CZ309174B6 - Method of inspecting welds, especially spot welds - Google Patents
Method of inspecting welds, especially spot welds Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309174B6 CZ309174B6 CZ2020582A CZ2020582A CZ309174B6 CZ 309174 B6 CZ309174 B6 CZ 309174B6 CZ 2020582 A CZ2020582 A CZ 2020582A CZ 2020582 A CZ2020582 A CZ 2020582A CZ 309174 B6 CZ309174 B6 CZ 309174B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weld
- welds
- area
- particular spot
- inspecting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/207—Welded or soldered joints; Solderability
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Způsob kontroly svarů, zejména bodovýchMethod of inspection of welds, especially spot welds
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu kontroly svarů, zejména bodových, především u výrobků, kde se bodové svary vyskytují ve větším počtu.The invention relates to a method for inspecting welds, in particular spot welds, in particular for products where spot welds occur in large numbers.
Dosavadní stav technikyState of the art
V současně době se kontrola bodových svarů provádí destruktivním i nedestruktivním způsobem. K nedestruktivním a bezkontaktním způsobům patří metody založené na využití infračerveného záření a procesů přenosu tepla. Měří se při nich teplotní odezva přední nebo zadní strany povrchu svaru, jako reakce na působící tepelný zdroj. Používanými tepelnými zdroji jsou flash lampy, halogenové lampy nebo infračervené lasery. Ve všech případech se provádí plošný ohřev povrchu v oblasti svaru. Tepelný proces v průběhu působení zdroje tepla a po jeho skončení je měřen infradetektory nebo termokamerami.At present, spot welds are inspected in both destructive and non-destructive ways. Non-destructive and non-contact methods include methods based on the use of infrared radiation and heat transfer processes. They measure the temperature response of the front or back of the weld surface in response to the heat source. The heat sources used are flash lamps, halogen lamps or infrared lasers. In all cases, the surface is heated in the area of the weld. The thermal process during and after the action of the heat source is measured by infradetectors or thermal cameras.
Zaznamenaná sekvence termogramů je počítačově zpracovávána pokročilými algoritmy, které zvýrazňují malé teplotní diference a hledají odlišnosti od charakteristik dobře provedených svarů.The recorded sequence of thermograms is computer processed by advanced algorithms that highlight small temperature differences and look for differences from the characteristics of well-made welds.
Uvedené způsoby mají oproti jiným své výhody, ale také řadu nevýhod. Základní nevýhodou, která principiálně komplikuje odlišení kvalitních a nekvalitních svarů, je působení tepelného zdroje na povrch materiálu v místě svaru, kde pohltivost tepelného záření je různým způsobem ovlivněna předchozím procesem svařování. Původní homogenní tepelně-optické vlastnosti povrchu jsou narušeny tvorbou oxidických vrstev, ulpěnými nečistotami i mechanickým otlačením. Výsledkem je nepravidelné prostorově nehomogenní pohlcení působícího prostorově homogenního zdroje tepla. Tyto jevy pak v tepelném procesu překrývají tepelné jevy způsobené nekvalitou svaru a významným způsobem proto zabraňují automatizovanému vyhodnocení nekvalitních svarů.These methods have their advantages over others, but also a number of disadvantages. The basic disadvantage, which in principle complicates the distinction between high-quality and low-quality welds, is the action of the heat source on the surface of the material at the weld, where the absorption of thermal radiation is affected in various ways by the previous welding process. The original homogeneous thermo-optical properties of the surface are disturbed by the formation of oxide layers, adhering impurities and mechanical pressure. The result is an irregular spatially inhomogeneous absorption of a spatially homogeneous heat source. These phenomena then overlap the thermal phenomena caused by poor weld quality in the thermal process and therefore significantly prevent the automated evaluation of poor quality welds.
Další nevýhodou současného stavu je v případě použití flash-lamp, s krátkou dobou působení budicího tepelného pulzu a vytvořenými malými teplotními diferencemi v kontrolovaném svaru, nutnost použití drahých chlazených termokamer a speciálních algoritmů náročných na čas zpracování a objem dat. V případě použití laserů je hlavní problém s dosažením prostorové homogenity ohřevu větší plochy a závislostí hustoty tepelného toku na vzdálenosti zdroje tepla od kontrolovaného povrchu.Another disadvantage of the current state is the use of flash-lamps, with a short time of excitation heat pulse and created small temperature differences in the controlled weld, the need to use expensive cooled thermal cameras and special algorithms demanding processing time and data volume. In the case of the use of lasers, the main problem is to achieve the spatial homogeneity of heating of a larger area and the dependence of the heat flux density on the distance of the heat source from the controlled surface.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Podstata vynálezu je založena na tom, že kontrola svarů, zejména bodových, se neprovádí přímým zjišťováním vlastností samotného svaru, ale ohřívá se okolí svaru, jehož optické vlastnosti povrchu nejsou dotčeny předchozím svařováním, a následně se měří prostorové rozložení časového průběhu tepelného záření z povrchu v oblasti svaru a zjišťuje se, zda-li naměřené hodnoty spadají do rozsahu hodnot předem stanovených pro dostatečně kvalitní svar.The essence of the invention is based on the fact that the inspection of welds, especially spot welds, is not performed directly by determining the properties of the weld itself, but heats the surrounding weld, whose optical properties weld area and determine whether the measured values fall within the range of values predetermined for a sufficiently good weld.
Okolím svaru může být nejbližší uzavřená plocha, jejíž optické vlastnosti povrchu nejsou ovlivněny předchozím svařováním, například nejbližší mezikruží, jehož vnitřní kružnice je vzdálena od vnější hranice svaru v rozpětí 0,5 až 25 mm.The area around the weld may be the nearest closed surface whose optical properties of the surface are not affected by the previous welding, for example the nearest intermediate ring, the inner circle of which is 0.5 to 25 mm away from the outer boundary of the weld.
Okolím svaru může být nejbližší neuzavřená plocha, jejíž optické vlastnosti povrchu nejsou ovlivněny předchozím svařováním, přičemž tato neuzavřená plocha obklopuje více než 270 stupňů kruhu se středem v kontrolovaném svaru. Tato neuzavřená plocha může být složena z nejméně dvou částí.The area around the weld may be the nearest non-enclosed surface whose optical properties of the surface are not affected by the previous welding, this non-enclosed surface surrounding a circle more than 270 degrees centered in the inspected weld. This open area may consist of at least two parts.
- 1 CZ 309174 B6- 1 CZ 309174 B6
Okolí svaru se výhodně ohřívá bezkontaktně a prostorové rozložení časového průběhu tepelného záření z povrchu v oblasti svaru se výhodně měří radiometricky bezkontaktně.The area around the weld is preferably heated non-contact and the spatial distribution of the time course of the thermal radiation from the surface in the area of the weld is preferably measured radiometrically non-contact.
Prostorové rozložení časového průběhu tepelného záření z povrchu v oblasti svaru se výhodně měří v rozpětí 0,01 až 10 sekund.The spatial distribution of the time course of the thermal radiation from the surface in the weld area is preferably measured in the range of 0.01 to 10 seconds.
Hodnoty spadající do rozsahu hodnot předem stanovených pro dostatečně kvalitní svar se zjišťují ze vzorku kvalitativně vyhovujících svarů nebo pomocí počítačové simulace.Values falling within the range of values predetermined for a sufficiently high-quality weld are determined from a sample of high-quality welds or by computer simulation.
Základní výhodou způsobu kontroly kvality svarů podle vynálezu je to, že ohřev působí v okolí svaru, jehož optické vlastnosti povrchu nejsou dotčeny předchozím svařováním. Tím je zajištěn v rámci jednoho kontrolovaného svaru prostorově rovnoměrný ohřev a v rámci řady různých svarů stejného typu opakovatelnost pohlceného výkonu.The basic advantage of the method of quality control of welds according to the invention is that the heating acts in the vicinity of the weld, the optical properties of the surface of which are not affected by the previous welding. This ensures spatially even heating within one controlled weld and the repeatability of the absorbed power within a number of different welds of the same type.
V rámci stávajícího stavu techniky se plošně ohřívala i plocha zahrnující samotný svar, a tak docházelo na základě pravidelně se vyskytujících nečistot na povrchu samotného svaru k významné nerovnoměrnosti a neopakovatelnosti prohřátí měřené oblasti.In the current state of the art, the area comprising the weld itself was also heated, so that due to the regularly occurring impurities on the surface of the weld itself, there was a significant unevenness and non-repeatability of the measurement of the measured area.
Tím, že způsob kontroly svarů podle vynálezu se vyhýbá ohřevu povrchu samotných svarů, které jsou různým a nepravidelným způsobem často ovlivněny předchozím svařováním, je významně zjednodušen proces automatizace kontroly stejného typu svarů vyskytujících se na stejných svařených dílech.By avoiding heating the surface of the welds themselves, which are often and in an irregular manner often affected by previous welding, the process of inspecting the welds significantly simplifies the process of automating the inspection of the same type of welds occurring on the same welded parts.
Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že je možné dosáhnout větších teplotních diferencí v dalších časech ohřevu a tím použít řádově levnějších typů bolometrických nechlazených termokamer místo rychlejších a dražších fotonových termokamer, které vyžadují navíc aktivní chlazení. V rámci stávajícího stavu techniky proces ohřevu, který vytváří teplotní diference mezi svary s různými defekty, probíhal pouze po malou část celkového času kontroly. Tím, že způsob kontroly svarů podle vynálezu využívá působení kontinuálního laseru a vyhodnocení se provádí z teplot při ohřevu, a ne z chladnutí po krátkém pulzuje také významně zjednodušen proces odlišení nekvalitních svarů, automatizace strojového vyhodnocení a odpadají problémy se zpracováním velkých dat.The advantage of the method according to the invention is that it is possible to achieve larger temperature differences in further heating times and thus use orders of magnitude cheaper bolometric uncooled thermal imagers instead of faster and more expensive photon thermal imagers which require additional active cooling. In the current state of the art, the heating process, which creates temperature differences between welds with various defects, has only taken place for a small part of the total inspection time. The fact that the weld control method according to the invention uses a continuous laser and the evaluation is performed from heating temperatures rather than short pulses cooling also significantly simplifies the process of distinguishing low quality welds, automates machine evaluation and eliminates large data processing problems.
Výhodou způsobu kontroly kvality svarů podle vynálezu je možnost definovat odlišné výkonové, časové a prostorové působení bezkontaktního zdroje tepla a řešit tím optimální parametry kontroly odlišných svarů vyskytujících se obvykle na jednom svařeném dílu.The advantage of the method of quality control of welds according to the invention is the possibility to define different power, time and space effects of a non-contact heat source and thus solve optimal parameters of control of different welds usually occurring on one welded part.
Způsob kontroly svarů podle vynálezu umožňuje použít celkově jednodušších a levnějších součástí pro kontrolu svarů a tím jsou výrazně spořeny investiční nároky na celé kontrolní pracoviště.The method of inspection of welds according to the invention makes it possible to use simpler and cheaper components for inspection of welds, and thus the investment requirements for the entire inspection workplace are significantly saved.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na přiložených obrázcích, kde obr. 1 znázorňuje schematicky zařízení k provádění způsobu kontroly svarů a tepelné toky související s ohřevem a měřením teplotní odezvy, obr. 2 znázorňuje schematicky půdorys svaru a jeho okolí z obr. 1, obr. 3 znázorňuje tepelné toky v kontrolovaném svařeném materiálu, obr. 4 znázorňuje prostorové průběhy tepelného toku na povrchu materiálu v oblasti svaru a jeho okolí, obr. 5 znázorňuje prostorové rozložení teploty povrchu materiálu v řezu svarem, obr. 6 znázorňuje časový průběh působení tepelného toku, který je rozdělen na fázi ohřevu a fázi chladnutí, obr. 7 znázorňuje časové průběhy teploty povrchu v místě svaru a v jeho okolí, obr. 8 znázorňuje vyhodnocení kvality svaru prostřednictvím měřené teploty povrchu v oblasti svaru, obr. 9 znázorňuje schematicky kontrolu bodových svarů, obr. 10 znázorňuje schematicky kontrolu liniových svarů, obr. 11 znázorňuje schematicky kontrolu prostorově charakteristických svarů, obr. 12 znázorňuje schematickyAn exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying figures, in which Fig. 1 shows schematically an apparatus for performing a weld inspection method and heat fluxes associated with heating and temperature response measurement, Fig. 2 shows schematically a plan view of the weld and its surroundings of Fig. 1; Fig. 4 shows the spatial heat flow on the surface of the material in the area of the weld and its surroundings, Fig. 5 shows the spatial temperature distribution of the surface of the material in the weld section, Fig. 6 shows the time course of the heat flow, which Fig. 7 shows the time course of the surface temperature at and around the weld, Fig. 8 shows the evaluation of the weld quality by means of the measured surface temperature in the weld area, Fig. 9 shows schematically the inspection of spot welds, Fig. Fig. 10 shows schematically the inspection of linear welds, Fig. 11 shows schematically the inspection of spatially characteristic welds Fig. 12 shows schematically
- 2 CZ 309174 B6 realizaci optomechanického členu prostřednictvím čoček či clon, obr. 13 znázorňuje schematicky realizaci optomechanického členu prostřednictvím zrcadel při použití skenovací hlavy a obr. 14 znázorňuje schematicky měřicí zařízení zajišťující umístění měřicího systému a kontrolovaného svaru v požadované vzájemné poloze.Fig. 13 shows schematically the implementation of an optomechanical member by means of mirrors using a scanning head and Fig. 14 shows schematically a measuring device ensuring the positioning of the measuring system and the inspected weld in the desired mutual position.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Kontrola svarů podle vynálezu se může provádět na zařízení, které je schematicky znázorněno na obr. 1. Ohřev je zajišťován laserovým zdrojem 1, k měření teplotní odezvy se využívá infradetektorový systém 2, řízení, komunikaci, vyhodnocení a zobrazení zajišťuje řídicí jednotka 3. Kontrolovaný svařenec je tvořen horním plechem 4, spodním plechem 5, a vlastní spoj tvoří svarová čočka 6. Součástí zařízení je dále optomechanický člen 9, který zajišťuje definované časoprostorové působení laserového paprsku na okolí svaru.The inspection of welds according to the invention can be performed on the device schematically shown in Fig. 1. Heating is provided by a laser source 1, infradetector system 2 is used to measure the temperature response, control, communication, evaluation and display is provided by control unit 3. Controlled weldment it is formed by the upper plate 4, the lower plate 5, and the joint itself is formed by the welding lens 6. The device also includes an optomechanical member 9, which ensures a defined spatiotemporal action of the laser beam around the weld.
Povrch okolí svarové čočky 6 ukazuje obr. 2. Ohřívající tepelný tok 7 působí na horní plech 4 v ohřívané oblasti 14 a zajišťuje ohřev okolí svaru. V rámci vynálezu ale může působit ohřívající tepelný tok 7 i v oblasti svaru, když přitom převažující část výkonu laserového zdroje 1 musí působit v okolí svaru, jehož optické vlastnosti nejsou dotčeny předchozím svařováním. Vyzařovaný tepelný tok 8 je snímán infradetektorovým systémem 2 z měřené oblasti 15, která zahrnuje oblast svaru i jeho okolí.The surface around the weld lens 6 is shown in Fig. 2. The heating heat flux 7 acts on the top plate 4 in the heated area 14 and provides heating around the weld. However, in the context of the invention, the heating heat flux 7 can also act in the area of the weld, when the predominant part of the power of the laser source 1 must act in the vicinity of the weld, the optical properties of which are not affected by previous welding. The radiated heat flux 8 is sensed by the infradetector system 2 from the measured area 15, which includes the weld area and its surroundings.
Tepelné toky v materiálu během ohřevu znázorňuje obr. 3. Ohřívající tepelný tok 7 působí v okolí svaru. Laserový paprsek je pohlcován povrchem materiálu a způsobuje nárůst teploty v okolí svaru. Následně se teplo šíří především horním plechem 4 do oblasti svaru a přes svarovou čočku 6 je odváděno spodním plechem 5. Tento popsaný tepelný proces způsobuje ohřev povrchu oblasti svaru, kde výše teploty je významně ovlivněna tepelnými charakteristikami provedeného svarového spoje.The heat fluxes in the material during heating are shown in Fig. 3. The heating heat flux 7 acts around the weld. The laser beam is absorbed by the surface of the material and causes an increase in temperature around the weld. Subsequently, the heat propagates mainly through the upper plate 4 to the weld area and is dissipated through the lower lens 5 through the weld lens 6. This described thermal process causes the surface area of the weld to be heated, where the temperature is significantly affected by the thermal characteristics of the weld.
Prostorové průběhy tepelného toku a časové průběhy tepelného toku na povrchu materiálu v oblasti svaru a jeho okolí jsou schematicky znázorněny na obr.4 a 5. Ohřívající tepelný tok 7 prostorově působí v ohřívané oblasti 14 v okolí svarové čočky 6, přičemž výhodně v samotné oblasti svarové čočky 6 žádný ohřívající tepelný tok 7_efektivně nepůsobí.The spatial heat fluxes and heat flux times on the surface of the material in and around the weld area are schematically shown in Figures 4 and 5. The heating heat flux 7 acts spatially in the heated area 14 around the weld lens 6, preferably in the weld area itself. the lens 6 has no heating heat flux 7.
Z časového pohledu je proces působení laserového zdroje patrný z obr. 5 a rozdělen na fázi ohřevu 16, kdy na povrch okolí svaru dopadá laserový paprsek a povrch je ohříván, a na fázi chladnutí 17, kdy povrch materiálu chladne po vypnutí působícího laserového zdroje.The process of the laser source is seen in FIG.
Prostorové průběhy teploty a časové průběhy teploty na povrchu materiálu v oblasti svaru a jeho okolí jsou schematicky znázorněny na obr. 6 a 7.The spatial temperature profiles and temperature temperature profiles on the surface of the material in the area of the weld and its surroundings are schematically shown in Figs. 6 and 7.
Prostorové rozložení teploty povrchu materiálu v měřené oblasti 15 v řezu svarem v čase ΐτ při ohřevu je znázorněno obr. 6. V ohřívané oblasti 14 v okolí svarové čočky 6 je maximální teplota 10. jejíž hodnota je nejvíce ovlivněna výkonem laseru a tepelnými vlastnostmi horního plechu 4. V místě svarové čočky 6 je výše teploty povrchu 11 ovlivněna především tepelnými charakteristikami svarové čočky 6, které vypovídají o kvalitě svaru. Schematicky jsou dále na obr. 7 ukázány časový průběh teploty v okolí svaru 12. tedy v místě působení laserového ohřevu xp v okolí svarové čočky 6 a časový průběh teploty ve svaru 13. tedy v oblasti samotného svaru xt, pomocí nichž probíhá základní vyhodnocení kvality svaru.The spatial temperature distribution of the material surface in the measured area 15 in the weld section at time ΐτ during heating is shown in Fig. 6. In the heated area 14 around the weld lens 6 the maximum temperature 10 is most affected by laser power and thermal properties of the top plate 4 At the location of the welding lens 6, the surface temperature 11 is influenced mainly by the thermal characteristics of the welding lens 6, which indicate the quality of the weld. Furthermore, Fig. 7 shows the time course of the temperature in the vicinity of the weld 12, i.e. in the place of laser heating xp in the vicinity of the weld lens 6, and the time course of the temperature in the weld 13, i.e. in the area of the weld xt itself. .
Způsob vyhodnocení kvality svaru prostřednictvím měřené teploty povrchu v oblasti svaru je ukázán na obr. 8. Pomocí experimentální kalibrace nebo pomocí počítačové simulace variant svarů je stanovena oblast odpovídajících teplot 20, která pro dané parametry svaru zejména tloušťky horního plechu 4 a spodního plechu 5, velikosti svarové čočky 6 a parametrů ohřevu, zejména výkonu laserového zdroje 1 a velikosti oblasti, kde působí ohřívající tepelný tok 7, odpovídáThe method of weld quality evaluation by means of the measured surface temperature in the weld area is shown in Fig. 8. Using experimental calibration or computer simulation of weld variants, the area of corresponding temperatures 20 is determined, which for given weld parameters of the welding lens 6 and the heating parameters, in particular the power of the laser source 1 and the size of the area where the heating heat flux 7 acts, corresponds to
- 3 CZ 309174 B6 kvalitně provedeným svarům. Tato oblast je na obr. 8 označena jako “OK” a odpovídá ji teplota kvalitního svaru 18.- 3 CZ 309174 B6 well-made welds. This area is marked as "OK" in Fig. 8 and corresponds to the temperature of the quality weld 18.
Pokud je teplota vyšší, dostáváme se do oblasti vyšších teplot 21. což svědčí o nekvalitně provedeném svaru, který odvádí přes svarovou čočku 6 a spodní plech 5 méně tepla než kvalitně provedený svar. Pokud je teplota nižší, dostáváme se do oblasti nižších teplot 22. takže výsledkem kontroly je také nevyhovující stav, který je na obr. 8 označen jako “NOK” ato především z důvodu neprovedení požadovaného ohřevu okolí svaru. Uvedené oblasti představují teploty nekvalitního svaru 19.If the temperature is higher, we get to the area of higher temperatures 21. which indicates a poorly made weld, which dissipates less heat through the weld lens 6 and the bottom plate 5 than a well-made weld. If the temperature is lower, we get to the area of lower temperatures 22. so the result of the inspection is also an unsatisfactory condition, which is marked in Fig. 8 as "NOK", mainly due to failure to perform the required heating around the weld. These areas represent poor weld temperatures 19.
Teplota povrchu je měřena zpravidla bezkontaktně pomocí infradetektorů, které detekují primárně intenzitu vyzařovaného tepelného toku 8 vycházejícího z povrchu materiálu. Teplota je vyhodnocena kvantifikací působících zářivých procesů včetně hodnot emisivity měřeného povrchu, teploty zářivého okolí a propustnosti atmosféry. Způsob určení nekvalitního svaru je proto stejný ať je pro jeho vyhodnocení použita hodnota teploty nebo hodnota zdrojového signálu měřeného tepelného toku.The surface temperature is generally measured non-contact by means of infradetectors, which detect primarily the intensity of the radiated heat flux 8 emanating from the surface of the material. The temperature is evaluated by quantification of the radiant processes involved, including the values of the emissivity of the measured surface, the temperature of the radiant environment and the permeability of the atmosphere. The method of determining a poor quality weld is therefore the same whether the temperature value or the source signal value of the measured heat flux is used for its evaluation.
Kontrolu svarů způsobem dle popsaného vynálezu je možné použít pro svary různých tvarů a velikostí vytvořené různými technologiemi. Schematicky je toto ukázáno na obr. 9 až 11. Může se jednat o bodové svary vytvořené technologií odporového svařování, jak je znázorněno na obr. 9, nebo liniové svary vytvořené laserovou technologií s technologickou hlavou, jak je znázorněno na obr. 10 nebo prostorově charakteristické svary vytvořené tak zvanou remote laserovou technologií se skenovací hlavou, jak je znázorněno na obr. 11.The inspection of welds by the method according to the described invention can be used for welds of different shapes and sizes created by different technologies. This is shown schematically in Figures 9 to 11. These can be spot welds formed by resistance welding technology, as shown in Figure 9, or line welds formed by laser technology with a process head, as shown in Figure 10, or spatially characteristic welds formed by so-called remote laser scanning head technology, as shown in Fig. 11.
Tvar ohřívané oblasti 14, kde působí laserový paprsek, odpovídá tvaru a velikosti kontrolované svarové čočky 6 a také tvaru a velikosti kontrolovaného svařeného dílu, konkrétně se jedná o přítomnost okrajů materiálu či dalších svarových spojů. Prostorové rozložení tepelného toku v této ohřívané oblasti 14 nemusí být homogenní, ale může respektovat výše uvedené charakteristiky kontrolovaného svarového spoje. Ohřívaná oblast 14 nemusí být pouze v bezprostředním okolí svaru a nemusí být nutně uzavřenou oblastí, ale vždy musí působit tak, aby proces ohřevu a měření teplotní odezvy splňoval potřeby přesnosti a opakovatelnosti rozlišení kvalitně a nekvalitně provedených svarů.The shape of the heated area 14 where the laser beam acts corresponds to the shape and size of the inspected weld lens 6 and also to the shape and size of the inspected welded part, namely the presence of material edges or other welds. The spatial distribution of the heat flux in this heated area 14 may not be homogeneous, but may respect the above-mentioned characteristics of the controlled weld. The heated area 14 need not only be in the immediate vicinity of the weld and need not be a closed area, but must always act so that the heating and temperature response measurement meets the needs of accuracy and repeatability of high quality and low quality welds.
Technická realizace optomechanického členu 9 zajišťujícího časoprostorové působení laserového paprsku na povrch okolí svaru může být provedena různými způsoby, jak je schematicky ukázáno na obr. 12 a obr. 13. Může se jednat o využití principů tvarování laserového paprsku podle obr. 12 čočkami 23 či clonami 24 nebo mohou být využity principy polohování laserového paprsku podle obr. 13 pomocí zrcadel 25.jako například použití skenovací hlavy.The technical implementation of the optomechanical member 9 ensuring the spatiotemporal action of the laser beam on the surface around the weld can be performed in various ways, as schematically shown in Fig. 12 and Fig. 13. It can be the principles of shaping the laser beam according to Fig. 24 or the principles of positioning the laser beam according to FIG. 13 by means of mirrors 25 can be used, such as the use of a scanning head.
Obvykle je na jednom svařeném dílu potřeba kontroly více odlišných svarů prostorově umístěných v různých částech.Usually, it is necessary to inspect several different welds spatially located in different parts on one welded part.
V takovém případě je nutné zajistit uchycení měřicího systému 26 a uchycení kontrolovaného svařeného dílu 27 do požadované vzájemné polohy. Toto může být zajištěno, jak je znázorněno na obr. 14, umístěním měřicí části zařízení na rameno průmyslového robota 28 nebo na portálový manipulátor, které pohybují měřicí částí zařízení okolo staticky umístěného svařeného dílu. Opačný způsob je také technicky proveditelný, kdy ke stacionárně umístěnému měřicímu systému jsou poloho vány kontrolované svařené díly pomocí průmyslového robota či jiným dopravníkem.In such a case, it is necessary to ensure the attachment of the measuring system 26 and the attachment of the inspected welded part 27 to the desired relative position. This can be ensured, as shown in Fig. 14, by placing the measuring part of the device on the arm of the industrial robot 28 or on the gantry manipulator, which move the measuring part of the device around the statically located welded part. The opposite method is also technically feasible, where controlled welded parts are positioned to a stationary measuring system by means of an industrial robot or another conveyor.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Vynález lze využít zejména pro pracoviště, kde dochází k provádění většího počtu bodových svarů aje třeba rychle a účinně kontrolovat jejich kvalitu.The invention can be used in particular for workplaces where a large number of spot welds take place and their quality needs to be checked quickly and efficiently.
Claims (9)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020582A CZ309174B6 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Method of inspecting welds, especially spot welds |
| PCT/CZ2021/050069 WO2022089675A1 (en) | 2020-10-27 | 2021-06-22 | Method for inspection of welds, in particular spot welds |
| JP2022565809A JP2023546637A (en) | 2020-10-27 | 2021-06-22 | Method for inspection of welds, especially spot welds |
| EP21743371.3A EP4097457A1 (en) | 2020-10-27 | 2021-06-22 | Method for inspection of welds, in particular spot welds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020582A CZ309174B6 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Method of inspecting welds, especially spot welds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020582A3 CZ2020582A3 (en) | 2022-04-13 |
| CZ309174B6 true CZ309174B6 (en) | 2022-04-13 |
Family
ID=76999536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020582A CZ309174B6 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Method of inspecting welds, especially spot welds |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4097457A1 (en) |
| JP (1) | JP2023546637A (en) |
| CZ (1) | CZ309174B6 (en) |
| WO (1) | WO2022089675A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05337662A (en) * | 1992-06-04 | 1993-12-21 | Miyachi Technos Kk | Method and device for determining welding quality |
| US20040081221A1 (en) * | 2001-01-26 | 2004-04-29 | Rolf Sandvoss | Thermography method |
| US20140168413A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-19 | Kia Motors Corporation | Welding inspection system and method |
| JP2017036977A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Object interior inspection device |
| US20170066084A1 (en) * | 2014-05-09 | 2017-03-09 | MTU Aero Engines AG | Thermography for quality assurance in an additive manufacturing process |
| US20170184526A1 (en) * | 2014-09-10 | 2017-06-29 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Thermographic Examination Means and Method for Non-Destructive Examination of a Near-Surface Structure at a Test Object |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1256855B (en) * | 1992-02-07 | 1995-12-27 | Fiat Auto Spa | PROCEDURE FOR THE CONTROL OF A WELDING BETWEEN TWO OR MORE SHEETS CARRIED OUT THROUGH A PLURALITY OF WELDING POINTS. |
| US6585146B2 (en) * | 2000-01-06 | 2003-07-01 | Thermal Wave Imaging, Inc. | Automated non-destructive weld evaluation method and apparatus |
-
2020
- 2020-10-27 CZ CZ2020582A patent/CZ309174B6/en unknown
-
2021
- 2021-06-22 JP JP2022565809A patent/JP2023546637A/en active Pending
- 2021-06-22 WO PCT/CZ2021/050069 patent/WO2022089675A1/en active Application Filing
- 2021-06-22 EP EP21743371.3A patent/EP4097457A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05337662A (en) * | 1992-06-04 | 1993-12-21 | Miyachi Technos Kk | Method and device for determining welding quality |
| US20040081221A1 (en) * | 2001-01-26 | 2004-04-29 | Rolf Sandvoss | Thermography method |
| US20140168413A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-19 | Kia Motors Corporation | Welding inspection system and method |
| US20170066084A1 (en) * | 2014-05-09 | 2017-03-09 | MTU Aero Engines AG | Thermography for quality assurance in an additive manufacturing process |
| US20170184526A1 (en) * | 2014-09-10 | 2017-06-29 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Thermographic Examination Means and Method for Non-Destructive Examination of a Near-Surface Structure at a Test Object |
| JP2017036977A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Object interior inspection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020582A3 (en) | 2022-04-13 |
| JP2023546637A (en) | 2023-11-07 |
| WO2022089675A1 (en) | 2022-05-05 |
| EP4097457A1 (en) | 2022-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8541746B2 (en) | Process and system for the nondestructive quality determination of a weld seam, and a welding device | |
| US9501821B2 (en) | Method for detecting defects during a laser-machining process and laser-machining device | |
| Puthiyaveettil et al. | Laser line scanning thermography for surface breaking crack detection: modeling and experimental study | |
| EP2793017A1 (en) | Optical non-destructive inspection apparatus and optical non-destructive inspection method | |
| EP3597351B1 (en) | Laser machining device | |
| KR102662183B1 (en) | Method and apparatus for monitoring a welding process for welding glass workpieces | |
| CZ309174B6 (en) | Method of inspecting welds, especially spot welds | |
| KR20220150815A (en) | Laser machining head having protection lens inspection unit and monitering method of protection lens using thereof | |
| CN115768580A (en) | Method for determining welding parameters for a welding process carried out on a workpiece and welding device for carrying out a welding process on a workpiece using the determined welding parameters | |
| JP4140218B2 (en) | Inspection method and apparatus for laser welds | |
| PL171130B1 (en) | Laser apparatus for monitoring an industrial process | |
| ES2345947T3 (en) | ASSESSMENT DEVICE FOR THE QUALITY OF WELDING CORDS BY DETECTION OF THE TEMPERATURE PROFILE OF THE FOUNDED METAL THAT COOLS DURING THE WELDING. | |
| Rodríguez-Martín et al. | Crack-depth prediction in steel based on cooling rate | |
| Rodriguez-Cobo et al. | Fiber Bragg grating sensors for on-line welding diagnostics | |
| CN110681998A (en) | Welding spot detection method and welding device | |
| JP6318853B2 (en) | Temperature calibration method and temperature calibration apparatus | |
| JP7030635B2 (en) | Addition manufacturing method and addition manufacturing system | |
| EP4097434A1 (en) | A method for measuring area distribution of emissivity of the material surface | |
| JP2017036977A (en) | Object interior inspection device | |
| JP2012229925A (en) | Emissivity measuring method, emissivity measuring device, inspection method, and inspection device | |
| JP6559604B2 (en) | Laser ultrasonic measuring apparatus, laser ultrasonic measuring method, welding apparatus and welding method | |
| US10145800B1 (en) | Method for detecting corrosion of a surface not exposed to view of a metal piece, by means of thermographic analysis | |
| CZ35950U1 (en) | Laser thermographic system workspace cover | |
| JP6843661B2 (en) | Laser processing equipment | |
| CZ309719B6 (en) | Laser thermographic system workspace cover |