JP2001071137A - 肉盛溶接方法 - Google Patents
肉盛溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリ
アルタイムで測定でき、さらに前記測定値にもとづいて
肉盛溶接条件を変化させて肉盛溶接をおこなうことがで
きる肉盛溶接方法を提供する。 【解決手段】 金属板１（金属部材）の表面１ａ側に肉
盛材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中に、肉盛
溶接位置近傍部の金属板１の裏面１ｂ側に超音波パルス
２１〜２３を入射し、この超音波パルスの反射波の検出
により肉盛溶接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深
さおよび肉盛溶接直後の部位の肉盛厚さを測定しつつ、
肉盛溶接をおこなう。
アルタイムで測定でき、さらに前記測定値にもとづいて
肉盛溶接条件を変化させて肉盛溶接をおこなうことがで
きる肉盛溶接方法を提供する。 【解決手段】 金属板１（金属部材）の表面１ａ側に肉
盛材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中に、肉盛
溶接位置近傍部の金属板１の裏面１ｂ側に超音波パルス
２１〜２３を入射し、この超音波パルスの反射波の検出
により肉盛溶接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深
さおよび肉盛溶接直後の部位の肉盛厚さを測定しつつ、
肉盛溶接をおこなう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は板状や管状などの
各種形状の金属部材の表面（一方の面）側に、金属材料
または金属材料とたとえばセラミック粉末などの非金属
材料の混合物を、肉盛材として肉盛溶接する方法に関す
る。
各種形状の金属部材の表面（一方の面）側に、金属材料
または金属材料とたとえばセラミック粉末などの非金属
材料の混合物を、肉盛材として肉盛溶接する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の肉盛溶接は、金属部材に耐食性
や耐摩耗性などの所望の特性を与えるためにおこなうも
のであり、所定の特性を得るためには規定の肉盛厚さお
よび溶込み深さを有する肉盛層を形成する必要がある。
このため従来は、肉盛溶接後の製品に対して、マクロ試
験等により肉盛部の断面を調べて肉盛厚さや溶込み深さ
を測定して肉盛品質の判定をおこなっている。
や耐摩耗性などの所望の特性を与えるためにおこなうも
のであり、所定の特性を得るためには規定の肉盛厚さお
よび溶込み深さを有する肉盛層を形成する必要がある。
このため従来は、肉盛溶接後の製品に対して、マクロ試
験等により肉盛部の断面を調べて肉盛厚さや溶込み深さ
を測定して肉盛品質の判定をおこなっている。
【０００３】ところがこの検査法による場合は、肉盛部
全面についての検査は不可能であり、抜取検査の形とな
らざるを得ないので、部分的な品質不良を見逃すおそれ
がある。また品質不良部が発見された場合でも、その品
質不良が生じている肉盛範囲の特定は困難であり、再肉
盛などの補修を適確におこなうことができなかった。
全面についての検査は不可能であり、抜取検査の形とな
らざるを得ないので、部分的な品質不良を見逃すおそれ
がある。また品質不良部が発見された場合でも、その品
質不良が生じている肉盛範囲の特定は困難であり、再肉
盛などの補修を適確におこなうことができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決しようとするもので、請求項１記載の発明
は、肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリアルタ
イムで測定でき、肉盛溶接部全面にわたる検査データの
記録およびそれに基づく品質保証が可能であり、さらに
品質不良の生じた範囲の特定が容易で、適切な範囲に対
して再肉盛などの補修を適確におこなうことができる肉
盛溶接方法を提供することを目的とする。
問題点を解決しようとするもので、請求項１記載の発明
は、肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリアルタ
イムで測定でき、肉盛溶接部全面にわたる検査データの
記録およびそれに基づく品質保証が可能であり、さらに
品質不良の生じた範囲の特定が容易で、適切な範囲に対
して再肉盛などの補修を適確におこなうことができる肉
盛溶接方法を提供することを目的とする。
【０００５】また請求項２記載の発明は、肉盛溶接中に
溶込み深さおよび肉盛厚さを測定して肉盛溶接条件を変
化させることにより、肉盛不良の発生を防止し健全な肉
盛溶接品を得ることができる肉盛溶接方法を提供するこ
とを目的とする。
溶込み深さおよび肉盛厚さを測定して肉盛溶接条件を変
化させることにより、肉盛不良の発生を防止し健全な肉
盛溶接品を得ることができる肉盛溶接方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、金属部材の表面側に肉盛
材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中に、肉盛溶
接位置近傍部の前記金属部材の裏面側に超音波パルスを
入射し、この超音波パルスの反射波の検出により肉盛溶
接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深さおよび肉盛
溶接直後の部位の肉盛厚さを測定しつつ、肉盛溶接をお
こなうことを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、金属部材の表面側に肉盛
材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中に、肉盛溶
接位置近傍部の前記金属部材の裏面側に超音波パルスを
入射し、この超音波パルスの反射波の検出により肉盛溶
接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深さおよび肉盛
溶接直後の部位の肉盛厚さを測定しつつ、肉盛溶接をお
こなうことを特徴とする。
【０００７】また請求項２記載の発明は、金属部材の表
面側に肉盛材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中
に、肉盛溶接位置近傍部の前記金属部材の裏面側に超音
波パルスを入射し、この超音波パルスの反射波の検出に
より肉盛溶接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深さ
および肉盛溶接直後の部位の肉盛厚さを測定し、これら
の測定値が予め設定された規定溶込み深さおよび規定肉
盛厚さを満足するように肉盛溶接条件を変化させて肉盛
溶接をおこなうことを特徴とする。
面側に肉盛材を肉盛溶接する方法において、肉盛溶接中
に、肉盛溶接位置近傍部の前記金属部材の裏面側に超音
波パルスを入射し、この超音波パルスの反射波の検出に
より肉盛溶接中または肉盛溶接直後の部位の溶込み深さ
および肉盛溶接直後の部位の肉盛厚さを測定し、これら
の測定値が予め設定された規定溶込み深さおよび規定肉
盛厚さを満足するように肉盛溶接条件を変化させて肉盛
溶接をおこなうことを特徴とする。
【０００８】この発明において超音波パルスの入射は、
超音波探触子を用いておこなうことができ、この超音波
探触子は格別の冷却をおこなわずに使用してもよいが、
請求項３記載の発明のように、前記超音波パルスの入射
に用いる超音波探触子を冷却しつつ前記入射をおこなう
構成とすれば、超音波探触子を肉盛溶接部の近傍位置に
配置した場合でも、溶接熱による熱影響を受けずに通常
形式の超音波探触子を支障なく使用できるので、好まし
い。
超音波探触子を用いておこなうことができ、この超音波
探触子は格別の冷却をおこなわずに使用してもよいが、
請求項３記載の発明のように、前記超音波パルスの入射
に用いる超音波探触子を冷却しつつ前記入射をおこなう
構成とすれば、超音波探触子を肉盛溶接部の近傍位置に
配置した場合でも、溶接熱による熱影響を受けずに通常
形式の超音波探触子を支障なく使用できるので、好まし
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図１〜図２に示す第１例によ
り、この発明の実施の形態を説明する。この例は平板状
の金属板１の表面（上面）１ａの縁部を除く全面に、肉
盛溶接を施すものであり、金属板１は、冷却水３を収容
した水槽４の上部に取付保持され、金属板１の裏面１ｂ
は冷却水３に接している。
り、この発明の実施の形態を説明する。この例は平板状
の金属板１の表面（上面）１ａの縁部を除く全面に、肉
盛溶接を施すものであり、金属板１は、冷却水３を収容
した水槽４の上部に取付保持され、金属板１の裏面１ｂ
は冷却水３に接している。
【００１０】５は肉盛溶接装置で、図示しない肉盛材供
給装置およびシールドガス供給装置に接続されたトーチ
６を、矢印Ｘで示すＸ軸方向およびこれに直交する水平
方向であるＹ軸方向に駆動する二次元駆動装置７の移動
台８に取付けてあり、溶接制御装置９によりトーチ６に
与える溶接電流、アーク電圧、肉盛材供給量および溶接
速度を制御し、二次元駆動装置７により前記溶接速度に
対応したトーチ６のＸ軸方向への連続移動と、その移動
端におけるＹ軸方向への間欠移動とをおこなうことによ
り、アークを熱源として金属板１の表面１ａに連続的に
肉盛溶接して、肉盛材層２を形成するものである。７ａ
は二次元駆動装置７のＸ軸方向駆動機であるモータで、
Ｙ軸方向駆動機の図示は省略してある。
給装置およびシールドガス供給装置に接続されたトーチ
６を、矢印Ｘで示すＸ軸方向およびこれに直交する水平
方向であるＹ軸方向に駆動する二次元駆動装置７の移動
台８に取付けてあり、溶接制御装置９によりトーチ６に
与える溶接電流、アーク電圧、肉盛材供給量および溶接
速度を制御し、二次元駆動装置７により前記溶接速度に
対応したトーチ６のＸ軸方向への連続移動と、その移動
端におけるＹ軸方向への間欠移動とをおこなうことによ
り、アークを熱源として金属板１の表面１ａに連続的に
肉盛溶接して、肉盛材層２を形成するものである。７ａ
は二次元駆動装置７のＸ軸方向駆動機であるモータで、
Ｙ軸方向駆動機の図示は省略してある。
【００１１】また１１〜１３は、パルス反射法による探
傷用の超音波探傷器１４に接続した超音波探触子で、送
信部と受信部を内蔵した垂直探触子から成る。これら超
音波探触子１１〜１３は、水槽４中に配設した二次元駆
動装置１７の移動台１８に取付けてあり、この二次元駆
動装置１７は前記二次元駆動装置７と同じＸ軸およびＹ
軸方向への移動をおこなって移動台１８を前記移動台８
の直下位置に位置させるよう同期駆動するものであり、
１７ａはＸ軸方向駆動機であるモータで、Ｙ軸方向駆動
機の図示は省略してある。
傷用の超音波探傷器１４に接続した超音波探触子で、送
信部と受信部を内蔵した垂直探触子から成る。これら超
音波探触子１１〜１３は、水槽４中に配設した二次元駆
動装置１７の移動台１８に取付けてあり、この二次元駆
動装置１７は前記二次元駆動装置７と同じＸ軸およびＹ
軸方向への移動をおこなって移動台１８を前記移動台８
の直下位置に位置させるよう同期駆動するものであり、
１７ａはＸ軸方向駆動機であるモータで、Ｙ軸方向駆動
機の図示は省略してある。
【００１２】そして図２（ａ）に示すように各超音波探
触子１１〜１３は、トーチ６による溶接線に沿って、ト
ーチ６の直下位置に超音波探触子１２が位置し、トーチ
６の直下位置から矢印Ｘで示す溶接方向（トーチ進行方
向）およびこれと反対方向にそれぞれ小距離（たとえば
１０mm）離間した位置に、超音波探触子１３および１１
が位置するように、移動台１８上に取付けてある。
触子１１〜１３は、トーチ６による溶接線に沿って、ト
ーチ６の直下位置に超音波探触子１２が位置し、トーチ
６の直下位置から矢印Ｘで示す溶接方向（トーチ進行方
向）およびこれと反対方向にそれぞれ小距離（たとえば
１０mm）離間した位置に、超音波探触子１３および１１
が位置するように、移動台１８上に取付けてある。
【００１３】超音波探傷器１４は、超音波探触子１１〜
１３に対応する３個の表示部１５Ａ〜１５Ｃをそなえ、
その出力側は溶接制御装置９に接続されている。
１３に対応する３個の表示部１５Ａ〜１５Ｃをそなえ、
その出力側は溶接制御装置９に接続されている。
【００１４】上記構成の装置を用いて肉盛溶接位置近傍
部の溶込み深さおよび肉盛厚さの測定は、次のようにし
ておこなう。すなわち、肉盛溶接装置５による肉盛溶接
中に短時間周期で、超音波探触子１１〜１３により金属
板１の裏面１ｂ側に超音波パルス２１〜２３を入射す
る。超音波探触子１１による超音波パルス２１の入射に
対して、図２（ｂ）に示すように表示部１５Ａに、金属
板１の裏面１ｂによる反射波２１ａと、肉盛材層２の表
面からの反射波２１ｂと、肉盛材層２と金属板１の境界
部２５からの反射波２１ｃが表示され、反射波２１ａ〜
２１ｂ間の時間ｔ １の測定値およびこの部位における超
音波のビーム路程の温度に基づく音速から、肉盛溶接直
後の部位の全厚Ｔが測定される。
部の溶込み深さおよび肉盛厚さの測定は、次のようにし
ておこなう。すなわち、肉盛溶接装置５による肉盛溶接
中に短時間周期で、超音波探触子１１〜１３により金属
板１の裏面１ｂ側に超音波パルス２１〜２３を入射す
る。超音波探触子１１による超音波パルス２１の入射に
対して、図２（ｂ）に示すように表示部１５Ａに、金属
板１の裏面１ｂによる反射波２１ａと、肉盛材層２の表
面からの反射波２１ｂと、肉盛材層２と金属板１の境界
部２５からの反射波２１ｃが表示され、反射波２１ａ〜
２１ｂ間の時間ｔ １の測定値およびこの部位における超
音波のビーム路程の温度に基づく音速から、肉盛溶接直
後の部位の全厚Ｔが測定される。
【００１５】また超音波探触子１２による超音波パルス
２２の入射に対しては、図２（ｃ）に示すように表示部
１５Ｂに、金属板１の表面１ｂによる反射波２２ａと、
肉盛溶接位置における金属板１の溶融部底面１ｃからの
反射波２２ｂが表示され、これら両反射波間の時間ｔ２
の測定値およびこの部位における超音波のビーム路程の
温度に基づく音速から、肉盛溶接位置における金属板１
の厚さＵが測定される。
２２の入射に対しては、図２（ｃ）に示すように表示部
１５Ｂに、金属板１の表面１ｂによる反射波２２ａと、
肉盛溶接位置における金属板１の溶融部底面１ｃからの
反射波２２ｂが表示され、これら両反射波間の時間ｔ２
の測定値およびこの部位における超音波のビーム路程の
温度に基づく音速から、肉盛溶接位置における金属板１
の厚さＵが測定される。
【００１６】また超音波探触子１３による超音波パルス
２３の入射に対しては、図２（ｄ）に示すように表示部
１５Ｃに、金属板１の裏面１ｂによる反射波２３ａと、
表面１ａからの反射波２３ｂが表示され、これら両反射
波間の時間ｔ３の測定値およびこの部位における超音波
のビーム路程の温度に基づく音速から、金属板１の肉盛
溶接直前の部位における金属板１の板厚Ｓが測定され
る。
２３の入射に対しては、図２（ｄ）に示すように表示部
１５Ｃに、金属板１の裏面１ｂによる反射波２３ａと、
表面１ａからの反射波２３ｂが表示され、これら両反射
波間の時間ｔ３の測定値およびこの部位における超音波
のビーム路程の温度に基づく音速から、金属板１の肉盛
溶接直前の部位における金属板１の板厚Ｓが測定され
る。
【００１７】そこで上記各測定値から、板厚Ｓから金属
板１の厚さＵを減算すれば、肉盛溶接中の部位の溶込み
深さｄ（＝Ｓ−Ｕ）の測定値が得られ、肉盛後の全厚Ｔ
から板厚Ｓを減算すれば、肉盛溶接直後の部位の肉盛厚
さＨ（＝Ｔ−Ｓ）の測定値が得られるので、これら測定
値ｄ，Ｈを溶接制御装置９に与え、溶接制御装置９部に
おいては、肉盛製品として必要な予め設定された規定溶
込み深さｄ０および肉盛厚さＨ０と比較し、各測定値と
規定値の偏差が減少するように、たとえば溶接電流およ
び／またはアーク電圧、肉盛材供給量、溶接速度などの
うちから予め選定しておいた溶接条件の変更をおこな
い、これによって肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚
さがそれぞれ規定値を満足するよう修正され、肉盛不良
のない健全な肉盛溶接品を得ることができるのである。
板１の厚さＵを減算すれば、肉盛溶接中の部位の溶込み
深さｄ（＝Ｓ−Ｕ）の測定値が得られ、肉盛後の全厚Ｔ
から板厚Ｓを減算すれば、肉盛溶接直後の部位の肉盛厚
さＨ（＝Ｔ−Ｓ）の測定値が得られるので、これら測定
値ｄ，Ｈを溶接制御装置９に与え、溶接制御装置９部に
おいては、肉盛製品として必要な予め設定された規定溶
込み深さｄ０および肉盛厚さＨ０と比較し、各測定値と
規定値の偏差が減少するように、たとえば溶接電流およ
び／またはアーク電圧、肉盛材供給量、溶接速度などの
うちから予め選定しておいた溶接条件の変更をおこな
い、これによって肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚
さがそれぞれ規定値を満足するよう修正され、肉盛不良
のない健全な肉盛溶接品を得ることができるのである。
【００１８】上記の例では、トーチ６の直下位置に配置
した超音波探触子１２による反射波２２ｂにより金属板
１の厚さＵを測定し、肉盛溶接中の部位における溶込み
深さｄを測定するようにしたので、規定溶込み深さとの
比較により直ちに溶接条件を変更して肉盛不良の発生を
迅速確実に防止できるという長所を有するものである
が、このかわりに超音波探触子１１による図２（ｂ）に
おける境界部２５からの反射波２１ｃを利用し、反射波
２１ａ〜２１ｃ間の時間ｔ４の測定値およびこの部位に
おける超音波のビーム路程の温度に基づく音速から、肉
盛溶接直後の部位における金属板１の厚さＶを測定し、
前記板厚Ｓからこの厚さＶを減算することにより、肉盛
溶接直後の部位の肉盛厚さｄ′（＝Ｓ−Ｖ）を求めるよ
うにしてもよく、この場合は超音波探触子１２は不要と
なるので装置が簡潔となる。
した超音波探触子１２による反射波２２ｂにより金属板
１の厚さＵを測定し、肉盛溶接中の部位における溶込み
深さｄを測定するようにしたので、規定溶込み深さとの
比較により直ちに溶接条件を変更して肉盛不良の発生を
迅速確実に防止できるという長所を有するものである
が、このかわりに超音波探触子１１による図２（ｂ）に
おける境界部２５からの反射波２１ｃを利用し、反射波
２１ａ〜２１ｃ間の時間ｔ４の測定値およびこの部位に
おける超音波のビーム路程の温度に基づく音速から、肉
盛溶接直後の部位における金属板１の厚さＶを測定し、
前記板厚Ｓからこの厚さＶを減算することにより、肉盛
溶接直後の部位の肉盛厚さｄ′（＝Ｓ−Ｖ）を求めるよ
うにしてもよく、この場合は超音波探触子１２は不要と
なるので装置が簡潔となる。
【００１９】また上記の例では超音波探触子１３により
金属板１の板厚Ｓを測定したので、板厚Ｓが変化する場
合や各種の板厚の金属板１に対して肉盛溶接する場合に
便利であるが、金属板１の板厚が一定あるいは既知の場
合には、その板厚値を用いて溶込み深さや肉盛厚さを算
出すればよく、この場合は超音波探触子１３は不要とな
るので装置が簡潔化される。
金属板１の板厚Ｓを測定したので、板厚Ｓが変化する場
合や各種の板厚の金属板１に対して肉盛溶接する場合に
便利であるが、金属板１の板厚が一定あるいは既知の場
合には、その板厚値を用いて溶込み深さや肉盛厚さを算
出すればよく、この場合は超音波探触子１３は不要とな
るので装置が簡潔化される。
【００２０】また上記の例では測定結果に基づく溶接条
件の変更を自動的におこなうようにしたが、このかわり
に各表示部１５Ａ〜１５Ｃにおける波形を観察している
作業者による手動操作により、溶接制御装置９に指令を
与えて溶接条件の変更をおこなうようにしてもよい。
件の変更を自動的におこなうようにしたが、このかわり
に各表示部１５Ａ〜１５Ｃにおける波形を観察している
作業者による手動操作により、溶接制御装置９に指令を
与えて溶接条件の変更をおこなうようにしてもよい。
【００２１】さらに上記の例では、溶込み深さと肉盛厚
さの測定値にもとづいて、肉盛溶接条件の変更をおこな
うようにしたが、この肉盛溶接条件の変更はおこなわず
に、前記の溶込み深さおよび肉盛厚さを測定しつつ肉盛
溶接をおこなうようにしてもよく、この場合は肉盛溶接
位置に対応した各測定値を記録することにより、肉盛溶
接部全面にわたる検査データの記録およびそれに基づく
品質保証が可能となり、さらに肉盛不良の生じた範囲を
容易に特定できるので、その範囲に対して肉盛材層２を
除去して再肉盛するなどの補修を、適確におこなうこと
ができるのである。
さの測定値にもとづいて、肉盛溶接条件の変更をおこな
うようにしたが、この肉盛溶接条件の変更はおこなわず
に、前記の溶込み深さおよび肉盛厚さを測定しつつ肉盛
溶接をおこなうようにしてもよく、この場合は肉盛溶接
位置に対応した各測定値を記録することにより、肉盛溶
接部全面にわたる検査データの記録およびそれに基づく
品質保証が可能となり、さらに肉盛不良の生じた範囲を
容易に特定できるので、その範囲に対して肉盛材層２を
除去して再肉盛するなどの補修を、適確におこなうこと
ができるのである。
【００２２】次に図３はこの発明の実施の形態の第２例
を示し、金属管３１の外周面３１ａ（表面）側に硬質合
金粉を肉盛材とする肉盛溶接を施して、肉盛材層３２を
形成するものである。金属管３１は水平軸線のまわりに
回転駆動され、プラズマアーク熱による肉盛溶接用の横
向式のトーチ３３は、金属管３１の長手方向に平行に延
び矢印Ｘ方向に駆動されるトーチ保持杆３４の先端部に
取付けてあり、内部に冷却水３５を流通させた金属管３
１を回転しつつトーチ３３を移動することにより、螺旋
状の溶接線に沿って連続的に肉盛溶接するものであっ
て、その具体的構造としてはたとえば特開平７ー２５６
４５０号公報に開示の構造が用いられる。
を示し、金属管３１の外周面３１ａ（表面）側に硬質合
金粉を肉盛材とする肉盛溶接を施して、肉盛材層３２を
形成するものである。金属管３１は水平軸線のまわりに
回転駆動され、プラズマアーク熱による肉盛溶接用の横
向式のトーチ３３は、金属管３１の長手方向に平行に延
び矢印Ｘ方向に駆動されるトーチ保持杆３４の先端部に
取付けてあり、内部に冷却水３５を流通させた金属管３
１を回転しつつトーチ３３を移動することにより、螺旋
状の溶接線に沿って連続的に肉盛溶接するものであっ
て、その具体的構造としてはたとえば特開平７ー２５６
４５０号公報に開示の構造が用いられる。
【００２３】前記の第１例と同じ超音波探触子１１〜１
３は、金属管３１内に挿入されトーチ保持杆３４と平行
に延びる探触子保持杆３６の先端部に取付けられ、超音
波探触子１２をトーチ３３の直下位置に配置し、超音波
探触子１３はトーチ３３進行方向側に、超音波探触子１
１はその反対方向側に、それぞれ小距離離間した位置に
配置した点も、前記第１例と同じである。そして探触子
保持杆３６は矢印Ｘ方向にトーチ保持杆３４と同期駆動
されるよう構成されている。
３は、金属管３１内に挿入されトーチ保持杆３４と平行
に延びる探触子保持杆３６の先端部に取付けられ、超音
波探触子１２をトーチ３３の直下位置に配置し、超音波
探触子１３はトーチ３３進行方向側に、超音波探触子１
１はその反対方向側に、それぞれ小距離離間した位置に
配置した点も、前記第１例と同じである。そして探触子
保持杆３６は矢印Ｘ方向にトーチ保持杆３４と同期駆動
されるよう構成されている。
【００２４】上記の装置により前記第１例と同様に、肉
盛溶接中に超音波探触子１１〜１３により金属管３１の
内周面３１ｂ（裏面）側に超音波パルスを入射してその
反射波を検出することにより、溶込み深さおよび肉盛厚
さを測定することができ、その測定値にもとづいて肉盛
溶接条件の変更をおこなうことができるものであるが、
その詳細は第１例と同じであるので記述を省略する。
（以下、他の例も同様とする。）
盛溶接中に超音波探触子１１〜１３により金属管３１の
内周面３１ｂ（裏面）側に超音波パルスを入射してその
反射波を検出することにより、溶込み深さおよび肉盛厚
さを測定することができ、その測定値にもとづいて肉盛
溶接条件の変更をおこなうことができるものであるが、
その詳細は第１例と同じであるので記述を省略する。
（以下、他の例も同様とする。）
【００２５】次に図４はこの発明の実施の形態の第３例
を示し、金属管３１の内周面３１ｂ（表面）側に肉盛溶
接を施して肉盛材層３２を形成する場合を示す。トーチ
保持杆３４は金属管３１内に挿入され、探触子保持杆３
６は、金属管３１を包囲し冷却水３５を流通させる基礎
上に固設された筒状の冷却水ジャケット３７内に挿入さ
れ、超音波探触子１１〜１３を金属管３１の外周面３１
ａ（裏面）に対向させてあるが、その他の点は前記第２
例と同様な構成を有するものであり、第２例と同一また
は相当部分に同一符号を付して図示し、その詳細な説明
は省略する。
を示し、金属管３１の内周面３１ｂ（表面）側に肉盛溶
接を施して肉盛材層３２を形成する場合を示す。トーチ
保持杆３４は金属管３１内に挿入され、探触子保持杆３
６は、金属管３１を包囲し冷却水３５を流通させる基礎
上に固設された筒状の冷却水ジャケット３７内に挿入さ
れ、超音波探触子１１〜１３を金属管３１の外周面３１
ａ（裏面）に対向させてあるが、その他の点は前記第２
例と同様な構成を有するものであり、第２例と同一また
は相当部分に同一符号を付して図示し、その詳細な説明
は省略する。
【００２６】この例においても、超音波探触子１１〜１
３により金属管３１の外周面３１ａ（裏面）側に超音波
パルスを入射して溶込み深さおよび肉盛厚さを測定でき
る。
３により金属管３１の外周面３１ａ（裏面）側に超音波
パルスを入射して溶込み深さおよび肉盛厚さを測定でき
る。
【００２７】上記の第２例および第３例においては、超
音波探触子１１〜１３は金属管３１の長手方向に離間し
て配置したが、第３例の変形態様として図５に示す第４
例のように、これら超音波探触子を円周上、詳しくは溶
接線に沿った螺旋面上に配置して、探触子保持杆３６の
先端に固着した部分円環状の保持体３６ａに取付た構成
としてもよく、この場合は前記第３例の場合よりも肉盛
溶接位置（トーチ３３の直下位置）に近接した位置で、
超音波探触子１３による金属管肉厚の測定および超音波
探触子１１による肉盛後の全厚および金属管の肉厚の測
定をおこなうことができるので、より好ましい。
音波探触子１１〜１３は金属管３１の長手方向に離間し
て配置したが、第３例の変形態様として図５に示す第４
例のように、これら超音波探触子を円周上、詳しくは溶
接線に沿った螺旋面上に配置して、探触子保持杆３６の
先端に固着した部分円環状の保持体３６ａに取付た構成
としてもよく、この場合は前記第３例の場合よりも肉盛
溶接位置（トーチ３３の直下位置）に近接した位置で、
超音波探触子１３による金属管肉厚の測定および超音波
探触子１１による肉盛後の全厚および金属管の肉厚の測
定をおこなうことができるので、より好ましい。
【００２８】また上記の各例では３個の超音波探触子１
１〜１３を用いたが、第１例の変形態様として図６に示
す第４例のように、１個（２個としてもよい）の超音波
探触子１２を矢印Ｘ方向に小距離往復間欠駆動して、各
位置１２ａ，１２ｂにおいて超音波パルスを発して第１
例と同様な測定をおこなうようにしてもよく、この場合
は超音波探触子が少数で済む。
１〜１３を用いたが、第１例の変形態様として図６に示
す第４例のように、１個（２個としてもよい）の超音波
探触子１２を矢印Ｘ方向に小距離往復間欠駆動して、各
位置１２ａ，１２ｂにおいて超音波パルスを発して第１
例と同様な測定をおこなうようにしてもよく、この場合
は超音波探触子が少数で済む。
【００２９】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば超音波探触子は全体を冷却水中に浸漬さ
せるかわりに、部分水浸法に用いる水浸式の超音波探触
子を用いてもよく、さらに第１例において述べたように
最高温位置で用いる超音波探触子１２を省略する場合な
どは、超音波探触子をグリセリンなどの接触媒質を介し
て直接金属部材の裏面に摺接させる構成としてもよい。
なく、たとえば超音波探触子は全体を冷却水中に浸漬さ
せるかわりに、部分水浸法に用いる水浸式の超音波探触
子を用いてもよく、さらに第１例において述べたように
最高温位置で用いる超音波探触子１２を省略する場合な
どは、超音波探触子をグリセリンなどの接触媒質を介し
て直接金属部材の裏面に摺接させる構成としてもよい。
【００３０】
【実施例】前記第１例の装置（超音波探触子１１〜１３
の超音波周波数＝５ＭＨｚ）および方法により、下記の
条件により巾５５０mm×長さ１１００mmの金属板１の表
面１ａに肉盛溶接後、巾方向両端縁部を各２５mm、長手
方向両端縁部を各５０mm切除して得た巾５００mm×長さ
１０００mmの試験板を、短冊状に切断して巾５０mm×長
さ２５０mmの試験片４０本を切出し、マクロ試験により
溶込み深さおよび肉盛厚さを実測後、肉盛材層２側が引
張側となる方向で曲げ試験を実施し、肉盛材層２の剥離
および割れの有無を調べた結果を、表１に示す。また比
較例として溶込み深さおよび肉盛厚さの測定も溶接条件
の変更もおこなわず、他は同条件で肉盛溶接をおこなっ
て得た試験片に対しても、上記と同じ検査および試験を
おこなった結果を、同表中に併記する。
の超音波周波数＝５ＭＨｚ）および方法により、下記の
条件により巾５５０mm×長さ１１００mmの金属板１の表
面１ａに肉盛溶接後、巾方向両端縁部を各２５mm、長手
方向両端縁部を各５０mm切除して得た巾５００mm×長さ
１０００mmの試験板を、短冊状に切断して巾５０mm×長
さ２５０mmの試験片４０本を切出し、マクロ試験により
溶込み深さおよび肉盛厚さを実測後、肉盛材層２側が引
張側となる方向で曲げ試験を実施し、肉盛材層２の剥離
および割れの有無を調べた結果を、表１に示す。また比
較例として溶込み深さおよび肉盛厚さの測定も溶接条件
の変更もおこなわず、他は同条件で肉盛溶接をおこなっ
て得た試験片に対しても、上記と同じ検査および試験を
おこなった結果を、同表中に併記する。
【００３１】〔条件〕 ○金属板：ＳＳ４００軟鋼板 板厚＝２５mm ○肉盛材：ＹＷＧ３０８Ｌステンレス溶接ワイヤ 線
径＝１．６mm ○標準溶接条件：溶接電流＝２７０Ａ，溶接速度＝６mm
／秒 ○規定溶込み深さｄ０＝１．５mm，規定肉盛厚さＨ０＝
３．５mm ○溶接条件の変更範囲 実施例１：溶接電流を２６０〜２８０Ａの範囲で増減 実施例２：溶接速度を５〜７mm／秒の範囲で増減
径＝１．６mm ○標準溶接条件：溶接電流＝２７０Ａ，溶接速度＝６mm
／秒 ○規定溶込み深さｄ０＝１．５mm，規定肉盛厚さＨ０＝
３．５mm ○溶接条件の変更範囲 実施例１：溶接電流を２６０〜２８０Ａの範囲で増減 実施例２：溶接速度を５〜７mm／秒の範囲で増減
【００３２】
【表１】
【００３３】表１の結果から、従来法に相当する比較例
に対し、実施例１，２（請求項２記載の発明）によれ
ば、肉盛不良品の発生が防止されていることが判る。ま
た実施例３（請求項１記載の発明）によれば、肉盛溶接
中の溶込み深さおよび肉盛厚さの測定値の記録により、
肉盛溶接不良部分の特定をおこなうことができた。
に対し、実施例１，２（請求項２記載の発明）によれ
ば、肉盛不良品の発生が防止されていることが判る。ま
た実施例３（請求項１記載の発明）によれば、肉盛溶接
中の溶込み深さおよび肉盛厚さの測定値の記録により、
肉盛溶接不良部分の特定をおこなうことができた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリ
アルタイムで測定でき、肉盛溶接部全面にわたる検査デ
ータの記録およびそれに基づく品質保証が可能であり、
さらに品質不良の生じた範囲の特定が容易で、適切な範
囲に対して再肉盛などの補修を適確におこなうことがで
きる。
によれば、肉盛溶接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリ
アルタイムで測定でき、肉盛溶接部全面にわたる検査デ
ータの記録およびそれに基づく品質保証が可能であり、
さらに品質不良の生じた範囲の特定が容易で、適切な範
囲に対して再肉盛などの補修を適確におこなうことがで
きる。
【００３５】また請求項２記載の発明によれば、肉盛溶
接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリアルタイムで測定
でき、肉盛溶接部全面にわたる検査データの記録および
それに基づく品質保証が可能であるとともに、肉盛溶接
中に溶込み深さおよび肉盛厚さを測定して肉盛溶接条件
を変化させることにより、肉盛不良の発生を防止し健全
な肉盛溶接品を得ることができる。
接中に溶込み深さおよび肉盛厚さをリアルタイムで測定
でき、肉盛溶接部全面にわたる検査データの記録および
それに基づく品質保証が可能であるとともに、肉盛溶接
中に溶込み深さおよび肉盛厚さを測定して肉盛溶接条件
を変化させることにより、肉盛不良の発生を防止し健全
な肉盛溶接品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す肉盛溶接
装置の縦断面図である。
装置の縦断面図である。
【図２】図１の装置における超音波による測定状態を示
し、（ａ）は肉盛溶接部の模式断面図、（ｂ）〜（ｄ）
は超音波探傷器の表示部における波形図である。
し、（ａ）は肉盛溶接部の模式断面図、（ｂ）〜（ｄ）
は超音波探傷器の表示部における波形図である。
【図３】この発明の実施の形態の第２例を示す図２
（ａ）相当図である。
（ａ）相当図である。
【図４】この発明の実施の形態の第３例を示す図２
（ａ）相当図である。
（ａ）相当図である。
【図５】この発明の実施の形態の第４例を示す図２
（ａ）相当図である。
（ａ）相当図である。
【図６】この発明の実施の形態の第５例を示す図２
（ａ）相当図（金属管横断面図）である。
（ａ）相当図（金属管横断面図）である。
１…金属板、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２…肉盛材層、
６…トーチ、１１…超音波探触子、１２…超音波探触
子、１３…超音波探触子、２１…超音波パルス、２１ａ
…反射波、２１ｂ…反射波、２１ｃ…反射波、２２…超
音波パルス、２２ａ…反射波、２２ｂ…反射波、２２ｃ
…反射波、２３…超音波パルス、２３ａ…反射波、２３
ｂ…反射波、３１…金属管、３２…肉盛材層、３３…ト
ーチ。
６…トーチ、１１…超音波探触子、１２…超音波探触
子、１３…超音波探触子、２１…超音波パルス、２１ａ
…反射波、２１ｂ…反射波、２１ｃ…反射波、２２…超
音波パルス、２２ａ…反射波、２２ｂ…反射波、２２ｃ
…反射波、２３…超音波パルス、２３ａ…反射波、２３
ｂ…反射波、３１…金属管、３２…肉盛材層、３３…ト
ーチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｋ Ｎ Ｍ Ｇ０１Ｂ 17/02 Ｇ０１Ｂ 17/02 Ｚ (72)発明者 堀尾 浩次 愛知県東海市加木屋町南鹿持18 大同特殊 鋼知多寮Ｃー317 Ｆターム(参考） 2F068 AA28 BB19 FF03 FF12 FF14 FF18 FF25 JJ13 JJ17 KK12 KK17 KK18
Claims (3)
- 【請求項１】 金属部材の表面側に肉盛材を肉盛溶接す
る方法において、肉盛溶接中に、肉盛溶接位置近傍部の
前記金属部材の裏面側に超音波パルスを入射し、この超
音波パルスの反射波の検出により肉盛溶接中または肉盛
溶接直後の部位の溶込み深さおよび肉盛溶接直後の部位
の肉盛厚さを測定しつつ、肉盛溶接をおこなうことを特
徴とする肉盛溶接方法。 - 【請求項２】 金属部材の表面側に肉盛材を肉盛溶接す
る方法において、肉盛溶接中に、肉盛溶接位置近傍部の
前記金属部材の裏面側に超音波パルスを入射し、この超
音波パルスの反射波の検出により肉盛溶接中または肉盛
溶接直後の部位の溶込み深さおよび肉盛溶接直後の部位
の肉盛厚さを測定し、これらの測定値が予め設定された
規定溶込み深さおよび規定肉盛厚さを満足するように肉
盛溶接条件を変化させて肉盛溶接をおこなうことを特徴
とする肉盛溶接方法。 - 【請求項３】 前記超音波パルスの入射に用いる超音波
探触子を冷却しつつ前記入射をおこなう請求項１または
２記載の肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25105999A JP2001071137A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25105999A JP2001071137A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 肉盛溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001071137A true JP2001071137A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17217022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25105999A Pending JP2001071137A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001071137A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001318085A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Daido Steel Co Ltd | 肉盛管の検査方法 |
| JP2007101329A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 溶接部溶け込み深さ探査方法及び溶接部溶け込み深さ探査装置 |
| CN110686625A (zh) * | 2019-09-17 | 2020-01-14 | 昆山市柳鑫电子有限公司 | 一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法 |
| CN114034272A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-11 | 广东博盈特焊技术股份有限公司 | 一种测算堆焊熔深的方法 |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25105999A patent/JP2001071137A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001318085A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Daido Steel Co Ltd | 肉盛管の検査方法 |
| JP2007101329A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 溶接部溶け込み深さ探査方法及び溶接部溶け込み深さ探査装置 |
| JP4690167B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2011-06-01 | 中央精機株式会社 | 溶接部溶け込み深さ探査方法及び溶接部溶け込み深さ探査装置 |
| CN110686625A (zh) * | 2019-09-17 | 2020-01-14 | 昆山市柳鑫电子有限公司 | 一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法 |
| CN114034272A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-11 | 广东博盈特焊技术股份有限公司 | 一种测算堆焊熔深的方法 |
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