JP2000084683A - Method and device for abnormality monitoring at laser beam welding - Google Patents

Method and device for abnormality monitoring at laser beam welding

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JP2000084683A
JP2000084683A JP10254164A JP25416498A JP2000084683A JP 2000084683 A JP2000084683 A JP 2000084683A JP 10254164 A JP10254164 A JP 10254164A JP 25416498 A JP25416498 A JP 25416498A JP 2000084683 A JP2000084683 A JP 2000084683A
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work
welding
plasma
monitoring
laser
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Japanese (ja)
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Hisashi Inoue
上 尚 志 井
Tadahiro Nakabayashi
林 督 博 中
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LASER OYO KOGAKU KENKYUSHO KK
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LASER OYO KOGAKU KENKYUSHO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase an information quantity in welding, to extract an abnormal cause as well as to monitor in process by measuring plasmatic potential generated from laser irradiation on front/rear face of a work and monitoring welding abnormality based on plasmatic potential. SOLUTION: A shield gas is injected from a nozzle 2 to a weld zone of a work and a laser beam L irradiates a weld zone. Among ionized plasmas, an electron of a negative electric charge is light, a gas body of a positive electric charge is heavy. Thus, metal vapor plasma 11 forms a positive electric field near the work 1 and a negative electric field apart from the work. The shield gas plasma 12 coming out from the nozzle 2 forms a positive electric field near the nozzle 2 and a negative electric field apart from the nozzle. An oscilloscope 5 is connected between the work 1 and the nozzle 2 to measure an electric potential, at a rear side of the work 1, the electric potential between the work 1 and an electrode 4 is measured by an oscilloscope 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー溶接を行
う場合の溶接異常を検出し、さらにはその異常原因の抽
出を目指して、インプロセスでその溶接異常をモニタリ
ングする方法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring a welding abnormality in an in-process process for detecting a welding abnormality in laser welding and extracting a cause of the abnormality. .

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー溶接は高速、高精度の溶接が可
能で、また溶接に伴うひずみも小さくすることができ
る。しかし、高速であるがゆえにその現象をモニタリン
グするのが難しく、品質のチェックが困難なのが現状で
ある。このような状況の中、例えば溶接技術vol.4
5,No.11,p.92において、溶接時のプラズマ
光などによりその溶接状況をモニタリングする技術が提
案されている。ここで利用している溶接時のプラズマ光
は、溶接特性を良く現して優れたモニタリングを可能に
するものであるが、被溶接材料(以下、ワークとい
う。)の裏側にはワークの固定台が必要であるため、裏
側からのプラズマ光のモニタリングは難しいものとな
る。
2. Description of the Related Art Laser welding can perform high-speed, high-precision welding, and can reduce the distortion accompanying welding. However, it is difficult to monitor the phenomenon because of the high speed, and it is difficult to check the quality. Under such circumstances, for example, welding technology vol. 4
5, No. 11, p. 92, a technique for monitoring the welding status by plasma light or the like during welding is proposed. The plasma light used during welding, which is used here, exhibits good welding characteristics and enables excellent monitoring. However, a work holding base is provided on the back side of the material to be welded (hereinafter referred to as a work). Because of the necessity, monitoring the plasma light from the back side becomes difficult.

【0003】このため、上記プラズマ光を用いる場合に
は、表側に吹き出すプラズマのみのモニタリングとな
り、例えば、プラズマ光が異常に減少した場合、過度に
溶け過ぎたためか、またはギャップが大き過ぎたため
か、などの原因抽出が難しい。これは、モニタリングの
情報量が少ないためである。そのため、更に情報量を多
くして、ある程度の異常原因まで抽出できるモニタリン
グ技術が望まれている。
For this reason, when the above-mentioned plasma light is used, only the plasma blown out to the front side is monitored. For example, when the plasma light is abnormally reduced, it may be due to excessive melting or excessively large gap, It is difficult to extract the cause. This is because the amount of information for monitoring is small. Therefore, there is a demand for a monitoring technique that can further increase the amount of information and extract a certain cause of abnormality.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の基本的な技術
的課題は、このような現状に鑑み、レーザー溶接時のモ
ニタリングの情報量をより多くするようにした溶接異常
のモニタリング方法及び装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The basic technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for monitoring a welding abnormality in which the amount of information for monitoring during laser welding is increased in view of the above situation. To provide.

【0005】本発明の更に具体的な技術的課題は、レー
ザー溶接時の溶接異常をモニタリングする技術の改善に
より、レーザー溶接によるワークの突合わせ溶接時にワ
ークの表裏面から同時にモニタリングの情報を得ること
を可能にし、それによって、情報量をより多くできるよ
うにした溶接異常のモニタリング技術を提供することに
ある。また、本発明の更に具体的な技術的課題は、ワー
クの突合わせ溶接時にワークの表裏面から同時に測定可
能なプラズマ電位を有効に利用して、上記レーザー溶接
時の溶接異常をモニタリングできるようにしたモニタリ
ング方法及び装置を提供することにある。
A more specific technical object of the present invention is to obtain monitoring information simultaneously from the front and back surfaces of a work at the time of butt welding of the work by laser welding by improving a technique for monitoring a welding abnormality during laser welding. It is therefore to provide a welding abnormality monitoring technique which enables a larger amount of information. Further, a more specific technical problem of the present invention is to effectively utilize a plasma potential that can be simultaneously measured from the front and back surfaces of the work at the time of butt welding of the work so that welding abnormality during the laser welding can be monitored. To provide a monitoring method and a monitoring device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の溶接異常モニタリング方法は、ワークの突合
わせ継手のレーザー溶接に際し、ワークの表裏両面側に
おいて、レーザーの照射により生じたプラズマの電位を
測定し、それらのプラズマ電位に基づいて溶接異常をモ
ニタリングすることを特徴とするものである。上記モニ
タリング方法では、ワークの溶接部にシールドガスを流
しながらレーザー溶接し、ワーク材料の蒸気のプラズマ
及びシールドガスプラズマの電位を測定して、それらを
溶接異常のモニタリングの情報とするのが有効である。
According to the welding abnormality monitoring method of the present invention for solving the above-mentioned problems, when performing laser welding of a butt joint of a work, plasma generated by laser irradiation is irradiated on both front and back surfaces of the work. It is characterized in that potentials are measured and welding abnormalities are monitored based on the plasma potentials. In the above monitoring method, it is effective to carry out laser welding while flowing a shielding gas to the welded portion of the work, measure the potential of the vapor plasma of the work material and the potential of the shield gas plasma, and use them as information for monitoring welding abnormalities. is there.

【0007】また、上記課題を解決するための本発明の
溶接異常モニタリング装置は、ワークの溶接部に溶接の
ためのレーザーを照射するレーザー照射手段と、上記溶
接部に対向して配置し、該溶接部にシールドガスを噴出
するノズルと、ワークの表裏両面側においてその溶接部
に対向配置する電極と、上記表裏両面側の電極に接続
し、レーザーの照射により生じたプラズマの電位に基づ
いて溶接状態を監視するモニタリング手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a welding abnormality monitoring apparatus for irradiating a welding portion of a workpiece with a laser beam for welding, and a laser irradiating means for irradiating the welding portion with the welding portion. Nozzle that blows out shielding gas to the welded part, electrodes placed opposite to the welded part on both front and back sides of the work, and connected to the electrodes on the front and back sides, welding based on the potential of plasma generated by laser irradiation Monitoring means for monitoring the state.

【0008】このような本発明の溶接異常モニタリング
方法及び装置においては、ワークの突合わせ溶接時にワ
ークの表裏面側において同時に測定可能なプラズマ電位
を利用しているので、溶接時のプラズマ光などによりそ
の溶接状況をワークの表面側のみからモニタリングする
場合に比して、レーザー溶接時の異常モニタリングの情
報量を多くし、その異常原因の抽出をも含めてインプロ
セスで溶接異常をモニタリングすることができる。
In the method and apparatus for monitoring a welding abnormality according to the present invention as described above, the plasma potential that can be measured simultaneously on the front and back surfaces of the work at the time of butt welding of the work is used. Compared to monitoring the welding status only from the surface side of the workpiece, the amount of information on abnormality monitoring during laser welding can be increased, and welding abnormalities can be monitored in-process, including extraction of the cause of the abnormality. it can.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
ついて更に詳細に説明する。一般に、金属材料からなる
ワークに高いエネルギー密度を有するレーザーを照射す
ると、金属がそのエネルギーを受けて溶融し、さらにそ
の一部は蒸発する。金属材料のレーザー溶接時には、そ
のレーザーの照射により生じた金属の蒸気の一部や、溶
接のためのシールドガスが、そのレーザーの照射により
電離するが、これらの電離したものはプラズマと呼ばれ
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Generally, when a laser having a high energy density is irradiated on a work made of a metal material, the metal receives the energy and melts, and a part of the metal evaporates. During laser welding of metal materials, some of the metal vapor generated by the laser irradiation and the shielding gas for welding are ionized by the laser irradiation.These ionized materials are called plasma. I have.

【0010】図1は、レーザー溶接時におけるそれらの
電離の状態を、すなわち、ワーク1の溶接部に対向して
配設したノズル2から該溶接部に対してシールドガスを
噴出させると同時にレーザーLを照射する場合につい
て、金属蒸気のプラズマ11及びシールドガスプラズマ
12の生成の状態を、模式的に示している。ここで、上
記レーザーLで電離したプラズマのうち、マイナス電荷
の電子は軽く、プラス電荷のガス体は重い。このため、
図1に示すように、金属蒸気プラズマ11はワーク1の
近くでプラス、遠くでマイナスの電場を形成する。ま
た、ノズル2から出るシールドガスプラズマ12は、ノ
ズル2の近くでプラス、遠くでマイナスの電場を形成す
る。
FIG. 1 shows the state of ionization at the time of laser welding, that is, when a shield gas is ejected from a nozzle 2 disposed opposite to a welded portion of a work 1 to the welded portion, and a laser beam L The state of generation of the metal vapor plasma 11 and the shield gas plasma 12 when irradiating is shown schematically. Here, of the plasma ionized by the laser L, the negatively charged electrons are light and the positively charged gas is heavy. For this reason,
As shown in FIG. 1, the metal vapor plasma 11 forms a positive electric field near the work 1 and a negative electric field far from the work 1. The shield gas plasma 12 emitted from the nozzle 2 forms a positive electric field near the nozzle 2 and a negative electric field far from the nozzle 2.

【0011】そのため、金属材料の突合わせ継手のレー
ザー溶接時に、ワーク1とノズル(電極)2との間にオ
シロスコープ5を接続して、それらの間の電位を測定す
ると、金属蒸気プラズマ11の勢いが強いときには、ワ
ーク1側にプラス、ノズル2側にマイナスの電位が生
じ、逆に、シールドガスのプラズマ12の勢いが強いと
きには、逆の電位が生じる。
Therefore, when the oscilloscope 5 is connected between the work 1 and the nozzle (electrode) 2 at the time of laser welding of the butt joint of the metal material and the potential between them is measured, the momentum of the metal vapor plasma 11 is determined. When the pressure is strong, a positive potential is generated on the work 1 side, and a negative potential is generated on the nozzle 2 side. Conversely, when the momentum of the shield gas plasma 12 is strong, the opposite potential is generated.

【0012】また、ワーク1の裏側で、ワーク台3から
絶縁された状態において、ワーク1に数ミリメートルの
距離をおいて電極4を設置し、ワーク1と電極4との間
にオシロスコープ6を接続して、ワーク1とその電極4
との間の電位を測定すると、ワーク1の裏側に出る金属
蒸気プラズマ13によってやはり電位が生じる。このよ
うに、ワーク1の表裏両面側において、上記プラズマに
よって生じる電位をそれぞれオシロスコープ5,6で測
定することができるものであるが、それらの測定電位
を、ここではプラズマ電位ということとする。
On the back side of the work 1, an electrode 4 is installed at a distance of several millimeters from the work 1 in a state of being insulated from the work table 3, and an oscilloscope 6 is connected between the work 1 and the electrode 4. Work 1 and its electrode 4
Is measured, the metal vapor plasma 13 emerging on the back side of the work 1 also generates a potential. As described above, the potentials generated by the plasma on the front and back surfaces of the work 1 can be measured by the oscilloscopes 5 and 6, respectively, and these measured potentials are herein referred to as plasma potentials.

【0013】また、ここでいうシールドガスとは、溶接
時に高温の金属材料が大気と反応して酸化や窒化するの
を防止するために、レーザーが出る出口付近に設置した
ノズル2からワーク1の溶接部を目指して噴出させるガ
スで、通常はArやHeなどの不活性ガスが用いられ
る。
[0013] The shielding gas referred to herein means a nozzle 2 installed near an exit from which a laser is emitted to prevent a high-temperature metal material from reacting with the atmosphere and being oxidized or nitrided during welding. An inert gas such as Ar or He is used as a gas to be ejected toward the welded portion.

【0014】図2は、本発明の溶接異常モニタリング方
法を実施するための装置の構成を示している。ワーク1
の溶接部に照射するレーザーLは、図示を省略したレー
ザー照射手段から、レーザーの集光系21を通し、さら
に、それに絶縁体22の介在により電気的に絶縁された
ノズル2を通して、ワーク1に投射される。上記ノズル
2は、ワーク1の溶接部に対向配置し、該溶接部にシー
ルドガスを噴出するものであるが、ワーク1の表面側に
おいてプラズマ電位を検出する電極を兼ねている。
FIG. 2 shows the configuration of an apparatus for implementing the welding abnormality monitoring method of the present invention. Work 1
The laser beam L irradiating the welding portion of the workpiece 1 is passed from a laser irradiating means (not shown) through a laser condensing system 21 and further through a nozzle 2 electrically insulated by an insulator 22 to the workpiece 1. Is projected. The nozzle 2 is disposed so as to face a welded portion of the work 1 and ejects a shielding gas to the welded portion. The nozzle 2 also serves as an electrode for detecting a plasma potential on the surface side of the work 1.

【0015】一方、ワーク1は、XYテーブル23上に
絶縁体24を介して電気的に絶縁されて載置されたワー
ク固定台25上に固定されるものである。このワーク固
定台25には、ワーク1における溶接部が載置される部
分に開口するスリット27をもった電極収容溝26を設
け、この電極収容溝26内に、スリット27に臨む部分
を除いて周囲を絶縁体29で被包した電極28を収容し
ている。これにより、ワーク1の溶接部の裏面側には、
ワークから数ミリメートルの距離をおいて裏面側のプラ
ズマ電位を検出する電極28が対向配置される。
On the other hand, the work 1 is fixed on a work fixing table 25 which is placed on an XY table 23 via an insulator 24 so as to be electrically insulated. The work fixing base 25 is provided with an electrode receiving groove 26 having a slit 27 which is opened at a portion where the welded portion of the work 1 is placed, and in the electrode receiving groove 26 except for a portion facing the slit 27. An electrode 28 whose periphery is covered with an insulator 29 is accommodated. Thereby, on the back side of the welded portion of the work 1,
At a distance of several millimeters from the work, electrodes 28 for detecting the plasma potential on the back side are arranged to face each other.

【0016】また、上記表面側の電極を兼ねるノズル2
とワーク固定台25(またはワーク1)との間、及びワ
ーク固定台25に絶縁状態で設けた電極28とワーク固
定台25(またはワーク1)との間に、レーザーの照射
により生じたプラズマ電位の変動を記録するオシロレコ
ーダー30を接続している。なお、このオシロレコーダ
ー30に代えて、上記プラズマ電位に基づいて溶接状態
を監視する各種モニタリング手段を採用することができ
る。
Further, the nozzle 2 serving also as the electrode on the front surface side
The plasma potential generated by laser irradiation between the workpiece fixing table 25 (or the work 1) and between the electrode 28 provided on the work fixing table 25 in an insulated state and the work fixing table 25 (or the work 1). Is connected to an oscilloscope recorder 30 for recording the fluctuation of the oscilloscope. Note that, instead of the oscilloscope recorder 30, various monitoring means for monitoring the welding state based on the plasma potential can be employed.

【0017】このような溶接異常モニタリング装置によ
れば、ワークの突合わせ継手のレーザー溶接に際し、ワ
ーク1の表裏両面側において、レーザーの照射により生
じたワーク材料の蒸気のプラズマ及びシールドガスプラ
ズマの電位を検出し、それらのプラズマ電位の変動をオ
シロレコーダー30に取り込んで、その信号の変化に基
づいて溶接異常をモニタリングすることができる。特
に、この溶接異常のモニタリングにおいては、ワーク1
の溶接部の表裏両面側に電極を設置してプラズマ電位の
挙動を測定するので、溶接異常のモニタリング情報量が
多くなり、それらの測定結果に基づいて、各種の溶接異
常や溶接時の各種不具合をインプロセスで検出し、レー
ザー溶接時の異常原因の抽出も容易に行うことが可能に
なる。
According to such a welding abnormality monitoring apparatus, when laser welding a butt joint of a work, on both front and back surfaces of the work 1, the potential of the plasma of the vapor of the work material generated by the laser irradiation and the potential of the shield gas plasma. , The fluctuation of the plasma potential is taken into the oscilloscope recorder 30, and the welding abnormality can be monitored based on the change of the signal. In particular, when monitoring this welding abnormality, the work 1
Since electrodes are installed on both front and back sides of the welded part to measure the behavior of plasma potential, the amount of monitoring information of welding abnormalities increases, and based on the measurement results, various welding abnormalities and various defects during welding Can be detected in-process, and the cause of abnormality during laser welding can be easily extracted.

【0018】[0018]

【実施例】次に、本発明のモニタリング方法の実施例に
ついて説明する。本発明に基づく溶接異常のモニタリン
グには、図2に示す装置と実質的に同じものを用いた。
図3のa〜gには、突合わせ溶接時の溶接速度を変えた
場合のマクロ断面の例を示し、図4〜図7には、それぞ
れ図3のa,b,d及びgに対応する表裏面のプラズマ
電位についての信号強度の例を示す。溶接速度が遅すぎ
る図3のaでは、単位溶接長当たりの入熱が増大しすぎ
るため、溶込みが過度となり、逆に同図f及びgのよう
に、溶接速度が速すぎると、入熱が不足して裏側まで溶
込み貫通しなくなる。図4〜図7に示す表裏面の信号強
度の例では、溶込み過度の場合には表裏面とも信号強度
が激しく振動している。また、溶込みが非貫通になる
と、図7に示すように裏面側の信号が出なくなる。
Next, an embodiment of the monitoring method of the present invention will be described. For monitoring the welding abnormality according to the present invention, substantially the same apparatus as that shown in FIG. 2 was used.
FIGS. 3A to 3G show examples of macro cross sections when the welding speed during butt welding is changed, and FIGS. 4 to 7 correspond to FIGS. 3A, 3B, 3D, and 3G, respectively. The example of the signal intensity about the plasma potential of the front and back is shown. In FIG. 3A, where the welding speed is too slow, the heat input per unit welding length is too large, so that the penetration is excessive. Conversely, as shown in FIGS. Is insufficient to penetrate to the back side and not penetrate. In the example of the signal intensity on the front and back surfaces shown in FIGS. 4 to 7, when the penetration is excessive, the signal intensity on both the front and back surfaces vibrates sharply. Further, if the penetration is not penetrated, no signal is output on the back side as shown in FIG.

【0019】この信号の測定結果を1000分の1秒づ
つに区切って、その間の最大値、最小値及び平均値を求
め、単純に0.3秒分平均したものを平均値、また、最
大値から最小値を引いたものを0.3秒分平均したもの
を振幅として整理し、これを図8のa及びbに示す。こ
の結果から、溶込みが過度になった場合には、大きな金
属プラズマが激しく表面側に出たり裏面側に出たりする
ため、表裏面側ともにプラズマ電位が大きく変動し、適
正条件に比して信号の平均値が低下し、振幅が著しく大
きくなる。また、溶込みが非貫通になると裏側にプラズ
マが発生しないため、裏側のプラズマ電位が0を示す。
この結果から、溶接途中に何らかの原因で溶接速度が変
化して、溶込み過度になったり非貫通になったりする
と、上記信号強度から容易にそれを検出することができ
る。
The measurement result of this signal is divided into thousandths of a second, the maximum value, the minimum value, and the average value are determined during the measurement. The average value obtained by simply averaging 0.3 seconds is the average value and the maximum value. The values obtained by subtracting the minimum value from 平均 are averaged for 0.3 seconds and arranged as amplitudes, which are shown in FIGS. 8A and 8B. From this result, when the penetration becomes excessive, the large metal plasma violently comes out to the front side or the back side, so that the plasma potential fluctuates greatly on both the front and back sides, and compared to the appropriate condition. The average value of the signal decreases and the amplitude increases significantly. Further, when the penetration is not penetrated, no plasma is generated on the back side, so that the plasma potential on the back side is 0.
From this result, when the welding speed changes for some reason during welding and the penetration becomes excessive or non-penetration occurs, it can be easily detected from the signal intensity.

【0020】また、図9のa〜cには、突合わせ溶接時
のギャップが変わったときのマクロ断面の例を示し、こ
のときの信号の平均値をまとめた結果を図10に示す。
溶接時のギャップが広すぎる(図9のb及びc)と、溶
接金属不足となり、しかも、レーザービームが一部が突
き抜けて開先の側面しか溶かさないようになるため、図
10からわかるように、裏側ではプラズマ電位がほとん
ど出なくなる。一方、表側ではシールドガスプラズマが
主となるため、極性が変わってくる。この結果から、溶
接途中にギャップの不具合があるとそれを検出できるこ
ととなる。
FIGS. 9A to 9C show examples of macro cross-sections when the gap at the time of butt welding is changed, and FIG. 10 shows the result of summing up the average values of the signals at this time.
If the gap at the time of welding is too wide (b and c in FIG. 9), the weld metal becomes insufficient, and moreover, a part of the laser beam penetrates so that only the side surface of the groove is melted. On the other hand, almost no plasma potential appears on the back side. On the other hand, since the shielding gas plasma is mainly used on the front side, the polarity changes. From this result, if there is a gap defect during welding, it can be detected.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上に詳述した本発明の溶接異常モニタ
リング方法及びその装置によれば、ワークの突合わせ溶
接時にワークの表裏面側において同時に測定可能なプラ
ズマ電位を利用しているので、溶接時のプラズマ光など
によりその溶接状況をワークの表面側のみからモニタリ
ングする場合に比して、レーザー溶接時の異常モニタリ
ングの情報量を多くし、その異常原因の抽出をも含め
て、インプロセスで溶接異常をモニタリングすることが
できる。
According to the welding abnormality monitoring method and apparatus of the present invention described in detail above, the plasma potential that can be measured simultaneously on the front and back surfaces of the work at the time of butt welding of the work is used. Compared to monitoring the welding status only from the front side of the workpiece with plasma light at the time, the amount of information on abnormality monitoring during laser welding is increased and the in-process Welding abnormalities can be monitored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る溶接異常のモニタリング方法の概
念を説明するための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the concept of a welding abnormality monitoring method according to the present invention.

【図2】溶接異常をモニタリングするための装置の構成
を例示する斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a device for monitoring welding abnormality.

【図3】a〜gは、突合わせ溶接時の溶接速度を変えた
場合のマクロ断面の例を示す断面図である。
FIGS. 3A to 3G are cross-sectional views showing examples of macro cross-sections when the welding speed during butt welding is changed.

【図4】a及びbは、図3のaに対応する表面及び裏面
側のプラズマ電位についての信号強度の一例を示す線図
である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing examples of signal intensities of plasma potentials on the front surface and the back surface corresponding to FIG. 3A.

【図5】a及びbは、図3のbに対応する同信号強度の
一例を示す線図である。
5A and 5B are diagrams showing an example of the same signal intensity corresponding to FIG. 3B.

【図6】a及びbは、図3のdに対応する同信号強度の
一例を示す線図である。
6A and 6B are diagrams showing an example of the same signal intensity corresponding to FIG. 3D.

【図7】図3のgに対応する表面側のプラズマ電位につ
いての信号強度の一例を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a signal intensity for a plasma potential on the front surface corresponding to g in FIG. 3;

【図8】a及びbは、プラズマ電位の平均値及び振幅に
ついて整理した結果を示すグラフである。
FIGS. 8A and 8B are graphs showing the results of organizing the average value and the amplitude of the plasma potential.

【図9】a〜cは、突合わせ溶接時のギャップを変えた
ときのマクロ断面の例を示す断面図である。
FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views illustrating examples of macro cross-sections when a gap at the time of butt welding is changed.

【図10】突合わせ溶接時のギャップを変えたときの信
号の平均値をまとめた結果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the results of summing up the average values of signals when the gap during butt welding is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ワーク 2 ノズル 4 電極 11,13 金属蒸気プラズマ 12 シールドガスプラズマ 30 オシロレコーダー L レーザー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work 2 Nozzle 4 Electrode 11, 13 Metal vapor plasma 12 Shield gas plasma 30 Oscilloscope recorder L Laser

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ワークの突合わせ継手のレーザー溶接に際
し、ワークの表裏両面側において、レーザーの照射によ
り生じたプラズマの電位を測定し、それらのプラズマ電
位に基づいて溶接異常をモニタリングすることを特徴と
するレーザー溶接時の異常モニタリング方法。
1. In laser welding of a butt joint of a work, on both front and back surfaces of the work, a plasma potential generated by laser irradiation is measured, and a welding abnormality is monitored based on the plasma potential. Abnormality monitoring method during laser welding.
【請求項2】ワークの溶接部にシールドガスを流しなが
らレーザー溶接し、ワーク材料の蒸気のプラズマ及びシ
ールドガスプラズマの電位を測定して、それらを溶接異
常のモニタリングの情報とすることを特徴とする請求項
1に記載のレーザー溶接時の異常モニタリング方法。
2. A laser welding method in which a shield gas is supplied to a welded portion of a work to measure a potential of a plasma of a work material vapor and a shield gas plasma, and use them as information for monitoring welding abnormalities. The method for monitoring abnormality during laser welding according to claim 1.
【請求項3】ワークの溶接部に溶接のためのレーザーを
照射するレーザー照射手段と、上記溶接部に対向して配
置し、該溶接部にシールドガスを噴出するノズルと、ワ
ークの表裏両面側においてその溶接部に対向配置する電
極と、上記表裏両面側の電極に接続し、レーザーの照射
により生じたプラズマの電位に基づいて溶接状態を監視
するモニタリング手段とを備えたことを特徴とするレー
ザー溶接時の異常モニタリング装置。
3. A laser irradiating means for irradiating a laser beam for welding to a welded portion of a work, a nozzle arranged opposite to the welded portion, and blowing a shielding gas to the welded portion, and a front and back surface of the work. A laser, comprising: an electrode disposed to face the welded portion; and a monitoring means connected to the electrodes on the front and back surfaces, and monitoring a welding state based on a potential of plasma generated by laser irradiation. Abnormality monitoring device during welding.
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US7411152B2 (en) * 2004-02-05 2008-08-12 Yamazaki Mazak Kabushiki Kaisha Plasma detector and laser beam machine with plasma detector

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