JP2001071139A - 金属部材の溶接方法 - Google Patents
金属部材の溶接方法Info
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- JP2001071139A JP2001071139A JP24765099A JP24765099A JP2001071139A JP 2001071139 A JP2001071139 A JP 2001071139A JP 24765099 A JP24765099 A JP 24765099A JP 24765099 A JP24765099 A JP 24765099A JP 2001071139 A JP2001071139 A JP 2001071139A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接中に溶込み深さをリアルタイムで測定で
き、さらにこの測定結果にもとづいて溶接条件を変化さ
せることにより、溶込み不良品の発生を防止できる金属
部材の溶接方法を提供する。 【解決手段】 二つの金属部材(鋼板1,2)を溶接し
て規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法
において、溶接中に一方の金属部材の表面から該金属部
材の規定溶込み深さ位置Pに向けて超音波を入射し、こ
の超音波の反射波または透過波により溶融池先端部8a
が前記規定溶込み深さ位置Pに達しているか否かを検出
し、前記溶融池先端部8aが規定溶込み深さ位置Pに達
していないときは、前記規定溶込み深さが得られるよう
に溶接条件を変化させて溶接をおこなう。
き、さらにこの測定結果にもとづいて溶接条件を変化さ
せることにより、溶込み不良品の発生を防止できる金属
部材の溶接方法を提供する。 【解決手段】 二つの金属部材(鋼板1,2)を溶接し
て規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法
において、溶接中に一方の金属部材の表面から該金属部
材の規定溶込み深さ位置Pに向けて超音波を入射し、こ
の超音波の反射波または透過波により溶融池先端部8a
が前記規定溶込み深さ位置Pに達しているか否かを検出
し、前記溶融池先端部8aが規定溶込み深さ位置Pに達
していないときは、前記規定溶込み深さが得られるよう
に溶接条件を変化させて溶接をおこなう。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は二つの金属部材を
溶接する溶接方法に関する。
溶接する溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に突合せ継手を得る突合せ溶接、お
よび重ね継手,T継手,十字継手,角継手などを得るす
み肉溶接においては、継手の強度上から要求される規定
溶込深さ分の溶込みが得られるように溶接する必要があ
るが、従来は溶接後の製品に対して破壊試験や非破壊検
査をおこなっているので、溶込み量の不足する溶込み不
良品の出荷は防止できても、上記溶込み不良品の発生を
防止することはできず、安定した品質の維持が困難であ
った。また溶接後にあらためて溶接部全長にわたって溶
込み状態の検査をおこなうことは、手間がかかり生産性
向上を阻害するものであった。
よび重ね継手,T継手,十字継手,角継手などを得るす
み肉溶接においては、継手の強度上から要求される規定
溶込深さ分の溶込みが得られるように溶接する必要があ
るが、従来は溶接後の製品に対して破壊試験や非破壊検
査をおこなっているので、溶込み量の不足する溶込み不
良品の出荷は防止できても、上記溶込み不良品の発生を
防止することはできず、安定した品質の維持が困難であ
った。また溶接後にあらためて溶接部全長にわたって溶
込み状態の検査をおこなうことは、手間がかかり生産性
向上を阻害するものであった。
【0003】
【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、溶接中に溶込み深さをリアルタイムで測定でき、溶
接部全長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、溶接後適切な範囲に対して再溶接などの
補修を迅速におこなうことができる金属部材の溶接方法
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、溶接中に溶込み深さをリアルタイムで測定でき、溶
接部全長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、溶接後適切な範囲に対して再溶接などの
補修を迅速におこなうことができる金属部材の溶接方法
を提供することを目的とする。
【0004】また請求項2記載の発明は、溶接中に溶込
み深さを測定して溶接条件を変化させることにより、溶
込み不良品の発生を防止し健全な溶接品を得ることがで
きる金属部材の溶接方法を提供することを目的とする。
み深さを測定して溶接条件を変化させることにより、溶
込み不良品の発生を防止し健全な溶接品を得ることがで
きる金属部材の溶接方法を提供することを目的とする。
【0005】
【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、二つの金属部材を溶接し
て規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法
において、溶接中に一方の金属部材の表面から超音波を
入射し、この超音波の反射波または透過波にもとづいて
溶込み深さを測定しつつ、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、二つの金属部材を溶接し
て規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法
において、溶接中に一方の金属部材の表面から超音波を
入射し、この超音波の反射波または透過波にもとづいて
溶込み深さを測定しつつ、溶接をおこなうことを特徴と
する。
【0006】また請求項2記載の発明は、二つの金属部
材を溶接して規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材
の溶接方法において、溶接中に一方の金属部材の表面か
ら超音波を入射し、この超音波の反射波または透過波に
もとづいて溶込み深さを測定し、この測定した溶込み深
さが前記規定溶込み深さに達していないときは、前記規
定溶込み深さが得られるように溶接条件を変化させて溶
接をおこなうことを特徴とする。
材を溶接して規定溶込み深さの溶接継手を得る金属部材
の溶接方法において、溶接中に一方の金属部材の表面か
ら超音波を入射し、この超音波の反射波または透過波に
もとづいて溶込み深さを測定し、この測定した溶込み深
さが前記規定溶込み深さに達していないときは、前記規
定溶込み深さが得られるように溶接条件を変化させて溶
接をおこなうことを特徴とする。
【0007】この発明における「溶込み深さを測定」す
る態様には、溶融池先端部が規定溶込み深さ位置に達し
ているか否かを検出するケースと、溶込み深さの数値を
実測するケースの両方が包含され、前者のケースにおけ
る「測定した溶込み深さ」は上記溶融池先端部を、後者
のケースにおける「測定した溶込み深さ」は溶込み深さ
の上記実測値を指すものとする。
る態様には、溶融池先端部が規定溶込み深さ位置に達し
ているか否かを検出するケースと、溶込み深さの数値を
実測するケースの両方が包含され、前者のケースにおけ
る「測定した溶込み深さ」は上記溶融池先端部を、後者
のケースにおける「測定した溶込み深さ」は溶込み深さ
の上記実測値を指すものとする。
【0008】この発明において超音波の入射は、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。
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3に示す第1例によ
り、この発明の実施の形態を説明する。図1は金属部材
である鋼板1,2の端面を突合わせてアーク溶接により
I型突合せ継手3を得る突合せ溶接の例を示し、4はア
ーク溶接装置のトーチ、5は電極、6は溶接棒、7は溶
接制御装置で、溶接電流、アーク電圧、溶接速度、溶接
棒送給量などを制御するものである。8は溶接中に生じ
る溶融池、9はこの溶融池が凝固して形成されたビード
である。
り、この発明の実施の形態を説明する。図1は金属部材
である鋼板1,2の端面を突合わせてアーク溶接により
I型突合せ継手3を得る突合せ溶接の例を示し、4はア
ーク溶接装置のトーチ、5は電極、6は溶接棒、7は溶
接制御装置で、溶接電流、アーク電圧、溶接速度、溶接
棒送給量などを制御するものである。8は溶接中に生じ
る溶融池、9はこの溶融池が凝固して形成されたビード
である。
【0010】また10は表示部11をそなえた超音波探
傷器で、パルス反射法による探傷用のものであり、また
12は超音波探触子で、この例では送信部と受信部を内
蔵した斜角探触子を用いている。この超音波探触子12
は、トーチ4を支持し溶接線に沿って矢印X方向に移動
させるトーチ支持部材(図示せず)に、取付けられてお
り、アーク溶接によって生じる溶融池8の側方において
一方の鋼板2の表面に摺接し、図2に示すように、発射
される超音波ビーム(詳しくはビーム中心線)13が、
鋼板2の溶接面2aの規定溶込み深さ位置Pに当るよう
に、溶接面2aに対して位置決めされている。なおこの
例では完全溶込みをおこなわせるために、規定溶込み深
さ位置Pは溶接面2aの下端位置に設定してある。
傷器で、パルス反射法による探傷用のものであり、また
12は超音波探触子で、この例では送信部と受信部を内
蔵した斜角探触子を用いている。この超音波探触子12
は、トーチ4を支持し溶接線に沿って矢印X方向に移動
させるトーチ支持部材(図示せず)に、取付けられてお
り、アーク溶接によって生じる溶融池8の側方において
一方の鋼板2の表面に摺接し、図2に示すように、発射
される超音波ビーム(詳しくはビーム中心線)13が、
鋼板2の溶接面2aの規定溶込み深さ位置Pに当るよう
に、溶接面2aに対して位置決めされている。なおこの
例では完全溶込みをおこなわせるために、規定溶込み深
さ位置Pは溶接面2aの下端位置に設定してある。
【0011】上記の装置を用いた溶接中においては、超
音波探触子12により所定の短時間周期でパルス状の超
音波ビーム13を鋼板2の表面に入射し、この入射パル
ス14に対して図2に示す反射エコー15の有無によ
り、溶融池8の先端部(この例では下端部)8aが規定
溶込み深さ位置Pに達しているか否かを検出する。
音波探触子12により所定の短時間周期でパルス状の超
音波ビーム13を鋼板2の表面に入射し、この入射パル
ス14に対して図2に示す反射エコー15の有無によ
り、溶融池8の先端部(この例では下端部)8aが規定
溶込み深さ位置Pに達しているか否かを検出する。
【0012】すなわち、図2に示すように溶込みが不足
しているときは、超音波ビーム13の溶接面2aによる
反射波が超音波探触子12により受信され、反射エコー
15として超音波探傷器10の表示部11に表示される
ので、この反射エコー15検出により自動的にあるいは
目視作業者による手動操作により、溶接制御装置7に溶
接条件変更指令を与え、溶接電流および/またはアーク
電圧の増加、溶接棒送給量の増加、溶接速度の低速化な
どのうちから予め選定しておいた溶込み深さ増加方向へ
の溶接条件の変更をおこなう。
しているときは、超音波ビーム13の溶接面2aによる
反射波が超音波探触子12により受信され、反射エコー
15として超音波探傷器10の表示部11に表示される
ので、この反射エコー15検出により自動的にあるいは
目視作業者による手動操作により、溶接制御装置7に溶
接条件変更指令を与え、溶接電流および/またはアーク
電圧の増加、溶接棒送給量の増加、溶接速度の低速化な
どのうちから予め選定しておいた溶込み深さ増加方向へ
の溶接条件の変更をおこなう。
【0013】上記の溶接条件変更により溶込みが良好と
なった場合、あるいは当初から良好な溶込みが得られて
いる場合は、図3に示すように溶融池8の先端部8aが
規定溶込み深さ位置Pを越えていることにより、超音波
ビーム13の入射に対する反射波はなくなり、反射エコ
ー15(図2参照)は検出されないので、この場合は溶
接条件を変更することなく、溶接を続行すればよい。
なった場合、あるいは当初から良好な溶込みが得られて
いる場合は、図3に示すように溶融池8の先端部8aが
規定溶込み深さ位置Pを越えていることにより、超音波
ビーム13の入射に対する反射波はなくなり、反射エコ
ー15(図2参照)は検出されないので、この場合は溶
接条件を変更することなく、溶接を続行すればよい。
【0014】このように溶接中に溶融池8の先端部8a
が規定溶込み深さ位置Pに達していないことを超音波に
より検出して、規定溶込み深さが得られるように溶接条
件を変化させるので、溶接中におけるこの溶接条件の修
正により溶込み不足は迅速に解消され、溶込み不良品の
発生が防止されるのである。
が規定溶込み深さ位置Pに達していないことを超音波に
より検出して、規定溶込み深さが得られるように溶接条
件を変化させるので、溶接中におけるこの溶接条件の修
正により溶込み不足は迅速に解消され、溶込み不良品の
発生が防止されるのである。
【0015】次に図4はすみ肉溶接をおこなう場合の一
例を示し、前記第1例と同一または相当部分には同一符
号を付して図示してある(以下、他の例も同様とす
る)。前記第1例では斜角探傷法を利用したのに対し、
この例では垂直探傷法を利用し、垂直探触子から成る超
音波探触子21を一方の鋼板2の下面に摺接させて、鋼
板1,2のすみ肉溶接時における溶融池8の先端部8a
が、規定溶込み深さ位置Pに達しているか否かを第1例
と同様にして反射エコー15の有無により検出して、溶
込み不足状態のときは溶接条件の変更をおこなうもので
ある。
例を示し、前記第1例と同一または相当部分には同一符
号を付して図示してある(以下、他の例も同様とす
る)。前記第1例では斜角探傷法を利用したのに対し、
この例では垂直探傷法を利用し、垂直探触子から成る超
音波探触子21を一方の鋼板2の下面に摺接させて、鋼
板1,2のすみ肉溶接時における溶融池8の先端部8a
が、規定溶込み深さ位置Pに達しているか否かを第1例
と同様にして反射エコー15の有無により検出して、溶
込み不足状態のときは溶接条件の変更をおこなうもので
ある。
【0016】また以上はパルス反射法による場合を示し
たが、図5に示す第3例のように超音波の透過波により
溶込み深さの検出をおこなうこともできる。すなわち、
第1例と同じ突合せ溶接をおこなっているときに、一方
の鋼板2の表面から、送信部のみをそなえた超音波探触
子25により超音波ビーム26を規定溶込み深さ位置P
に向けて入射し、その透過波27を受信部のみをそなえ
た超音波探触子28により受信する。図5において実線
で示すように溶融池8の先端部8aが規定溶込み深さ位
置Pに達していないときは、透過波27は生じないの
で、超音波ビーム26(パルスでも連続波でもよい)の
入射に対して超音波探触子28が透過波27を受信しな
いときは、溶込み不足状態が検出されたことになり、こ
のときは第1例と同様に溶接条件を溶込み深さ増加方向
に変化させて溶接をおこなう。
たが、図5に示す第3例のように超音波の透過波により
溶込み深さの検出をおこなうこともできる。すなわち、
第1例と同じ突合せ溶接をおこなっているときに、一方
の鋼板2の表面から、送信部のみをそなえた超音波探触
子25により超音波ビーム26を規定溶込み深さ位置P
に向けて入射し、その透過波27を受信部のみをそなえ
た超音波探触子28により受信する。図5において実線
で示すように溶融池8の先端部8aが規定溶込み深さ位
置Pに達していないときは、透過波27は生じないの
で、超音波ビーム26(パルスでも連続波でもよい)の
入射に対して超音波探触子28が透過波27を受信しな
いときは、溶込み不足状態が検出されたことになり、こ
のときは第1例と同様に溶接条件を溶込み深さ増加方向
に変化させて溶接をおこなう。
【0017】一方、鎖線29で示すように先端部8aが
規定溶込み深さ位置Pに達すると、透過波27が鋼板1
側に伝達されるので、これを超音波探触子28により受
信したら、溶込み状態良好として、溶接条件を変化させ
ることなくそのまま溶接を続行すればよい。
規定溶込み深さ位置Pに達すると、透過波27が鋼板1
側に伝達されるので、これを超音波探触子28により受
信したら、溶込み状態良好として、溶接条件を変化させ
ることなくそのまま溶接を続行すればよい。
【0018】上記の各例では、溶融池の先端部が規定溶
込み深さ位置に達していないことが検出されたとき、溶
接条件の変更をおこなうようにしたが、この溶接条件の
変更はおこなわずに、上記の溶融池の先端部が規定溶込
み深さ位置に達している(良好)か否(不良)かをリア
ルタイムで検出しつつ溶接をおこなうようにしてもよ
く、この場合は溶接位置に対応した各検出結果(溶込み
良好または不良)を記録することにより、溶接部全長に
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、さらに溶接後にあらためて検査をおこなう
ことなしに溶込み不良の生じた範囲を直ちに特定できる
ので、その範囲に対して再溶接するなどの補修を迅速に
おこなうことができるのである。
込み深さ位置に達していないことが検出されたとき、溶
接条件の変更をおこなうようにしたが、この溶接条件の
変更はおこなわずに、上記の溶融池の先端部が規定溶込
み深さ位置に達している(良好)か否(不良)かをリア
ルタイムで検出しつつ溶接をおこなうようにしてもよ
く、この場合は溶接位置に対応した各検出結果(溶込み
良好または不良)を記録することにより、溶接部全長に
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、さらに溶接後にあらためて検査をおこなう
ことなしに溶込み不良の生じた範囲を直ちに特定できる
ので、その範囲に対して再溶接するなどの補修を迅速に
おこなうことができるのである。
【0019】上記各例においては、超音波探触子を溶接
線の側方へ一定量離間した位置にセットして用いたが、
この超音波探触子を溶接線に対して直交する水平方向に
走査することにより、以下のように溶込み深さの数値を
実測することができる。すなわち、先ず図6に示す第4
例は、前記第1例における超音波探触子12を溶融池8
の側方において溶接線に直交する矢印Y方向に往復駆動
するものであり、この往復駆動機構としてはたとえば後
述の第5例と同様なものを用いればよい。
線の側方へ一定量離間した位置にセットして用いたが、
この超音波探触子を溶接線に対して直交する水平方向に
走査することにより、以下のように溶込み深さの数値を
実測することができる。すなわち、先ず図6に示す第4
例は、前記第1例における超音波探触子12を溶融池8
の側方において溶接線に直交する矢印Y方向に往復駆動
するものであり、この往復駆動機構としてはたとえば後
述の第5例と同様なものを用いればよい。
【0020】そして第1例と同様に超音波探触子12に
よりパルス状の超音波ビーム13を鋼板2の表面に入射
しつつ、超音波ビーム13が規定溶込み深さ位置Pに当
る実線図示の基準位置y0を基点として、上記Y方向に
超音波探触子12を往復駆動する。図6に示すように溶
込みが不足して規定溶込み深さHに満たない場合は、鎖
線31で示すように超音波探触子12を溶融池8に向っ
てyだけ移動させた時点で、それ迄表示部11にあらわ
れていた反射エコー15(いずれも図2参照)が消える
ので、たとえばマグネスケール(商品名)などにより測
定した上記移動量yと、超音波ビーム13の入射角θか
ら、溶融池8の溶込み深さhを算出・実測できる。
よりパルス状の超音波ビーム13を鋼板2の表面に入射
しつつ、超音波ビーム13が規定溶込み深さ位置Pに当
る実線図示の基準位置y0を基点として、上記Y方向に
超音波探触子12を往復駆動する。図6に示すように溶
込みが不足して規定溶込み深さHに満たない場合は、鎖
線31で示すように超音波探触子12を溶融池8に向っ
てyだけ移動させた時点で、それ迄表示部11にあらわ
れていた反射エコー15(いずれも図2参照)が消える
ので、たとえばマグネスケール(商品名)などにより測
定した上記移動量yと、超音波ビーム13の入射角θか
ら、溶融池8の溶込み深さhを算出・実測できる。
【0021】そこでこの測定した溶込み深さhが規定溶
込み深さH未満のときは、第1例と同様にして溶接制御
装置7(図1参照)に溶接条件変更指令を与えて、溶込
み深さ増加方向への溶接条件の変更をおこない、また溶
接条件の変更をおこなわない場合などは、溶接位置に対
応して上記溶込み深さhの実測値を記録して、リアルタ
イムの検査データとして、また溶接後の補修用のデータ
として、利用することができるのである。
込み深さH未満のときは、第1例と同様にして溶接制御
装置7(図1参照)に溶接条件変更指令を与えて、溶込
み深さ増加方向への溶接条件の変更をおこない、また溶
接条件の変更をおこなわない場合などは、溶接位置に対
応して上記溶込み深さhの実測値を記録して、リアルタ
イムの検査データとして、また溶接後の補修用のデータ
として、利用することができるのである。
【0022】なお溶込みが良好な場合は、第1例の図3
と同様に、超音波探触子12は基準位置y0においても
反射エコーは検出されないので、この場合は溶込み深さ
h=H(規定溶込み深さ)として実測され、溶接条件は
変更することなく溶接を続行すればよい。
と同様に、超音波探触子12は基準位置y0においても
反射エコーは検出されないので、この場合は溶込み深さ
h=H(規定溶込み深さ)として実測され、溶接条件は
変更することなく溶接を続行すればよい。
【0023】上記第4例は超音波の反射波にもとづいて
溶込み深さを測定する場合を示したが、図7に示す第5
例は、超音波の透過波にもとづいて溶込み深さを測定す
る場合の例である。すなわちこの例は、前記第3例にお
ける超音波探触子25,28を溶融池8の側方におい
て、溶接線に直交する矢印Y方向に往復駆動するもので
ある。超音波探触子25,28は、往復台32に取付け
たホルダー33,34に嵌装され押えばね35により鋼
板2,1の表面に向って加圧されており、往復台32
は、トーチ4の支持部材(図示せず)に取付けられトー
チ4と共に溶接線方向に移動する移動台36に、リニア
ガイド37により矢印Y方向に往復自在に支持されてい
る。38は移動台36上に取付けた往復駆動機で、その
出力軸に固着した回転円盤38aの偏心軸38bと移動
台32とを連結杆39により連結して、往復台32を矢
印Y方向に所定量往復駆動するものである。
溶込み深さを測定する場合を示したが、図7に示す第5
例は、超音波の透過波にもとづいて溶込み深さを測定す
る場合の例である。すなわちこの例は、前記第3例にお
ける超音波探触子25,28を溶融池8の側方におい
て、溶接線に直交する矢印Y方向に往復駆動するもので
ある。超音波探触子25,28は、往復台32に取付け
たホルダー33,34に嵌装され押えばね35により鋼
板2,1の表面に向って加圧されており、往復台32
は、トーチ4の支持部材(図示せず)に取付けられトー
チ4と共に溶接線方向に移動する移動台36に、リニア
ガイド37により矢印Y方向に往復自在に支持されてい
る。38は移動台36上に取付けた往復駆動機で、その
出力軸に固着した回転円盤38aの偏心軸38bと移動
台32とを連結杆39により連結して、往復台32を矢
印Y方向に所定量往復駆動するものである。
【0024】上記の装置においても、第3例と同様に超
音波探触子25により超音波ビーム26を鋼板2の表面
から入射しつつ、超音波ビーム26が規定溶込み深さ位
置Pに当る実線図示の基準位置y0を基点として、矢印
Y方向に超音波探触子25,28を往復駆動する。図7
に示すように溶込みが不足している場合には、鎖線40
で示すように超音波探触子25,28をyだけ移動させ
た時点で超音波探触子28が透過波27を受信するの
で、そのときの移動量yから前記第4例と同様にして溶
込み深さhを実測できるので、この実測値にもとづき第
4例と同様に溶接条件の変更や実測値hの記録をおこな
えばよい。
音波探触子25により超音波ビーム26を鋼板2の表面
から入射しつつ、超音波ビーム26が規定溶込み深さ位
置Pに当る実線図示の基準位置y0を基点として、矢印
Y方向に超音波探触子25,28を往復駆動する。図7
に示すように溶込みが不足している場合には、鎖線40
で示すように超音波探触子25,28をyだけ移動させ
た時点で超音波探触子28が透過波27を受信するの
で、そのときの移動量yから前記第4例と同様にして溶
込み深さhを実測できるので、この実測値にもとづき第
4例と同様に溶接条件の変更や実測値hの記録をおこな
えばよい。
【0025】なお上記の第3例および第4例において
も、溶接条件の変更はおこなわずに、溶込み深さをリア
ルタイムで実測しつつ溶接をおこなうようにしてもよ
い。
も、溶接条件の変更はおこなわずに、溶込み深さをリア
ルタイムで実測しつつ溶接をおこなうようにしてもよ
い。
【0026】
【実施例】前記第1例の装置(超音波探触子12の超音
波周波数=5MHz、接触媒質=グリセリン)を用い第
1例の方法によって、下記の条件により、巾150mm,
長さ500mmの2枚の鋼板の長辺部をギャップ1mmで突
合せ溶接して、巾301m,長さ500mm,溶込み深さ
12.7mm(完全溶込み)のI型突合せ継手を製作し、
この継手から巾50mm,長さ301mmの短冊状の試験片
を9本切出し、それぞれの溶込み状態を検査したのち、
裏曲げ試験を施した結果を、表1に示す。なお実施例2
では、前記第1例の方法における溶接条件の変更はおこ
なわず、溶込み深さの検出(および検出結果の記録)の
みをおこなった。また比較例として、溶込み深さの検出
も溶接条件の変更もおこなわず、他は同条件で突合せ溶
接をおこなって得た継手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。
波周波数=5MHz、接触媒質=グリセリン)を用い第
1例の方法によって、下記の条件により、巾150mm,
長さ500mmの2枚の鋼板の長辺部をギャップ1mmで突
合せ溶接して、巾301m,長さ500mm,溶込み深さ
12.7mm(完全溶込み)のI型突合せ継手を製作し、
この継手から巾50mm,長さ301mmの短冊状の試験片
を9本切出し、それぞれの溶込み状態を検査したのち、
裏曲げ試験を施した結果を、表1に示す。なお実施例2
では、前記第1例の方法における溶接条件の変更はおこ
なわず、溶込み深さの検出(および検出結果の記録)の
みをおこなった。また比較例として、溶込み深さの検出
も溶接条件の変更もおこなわず、他は同条件で突合せ溶
接をおこなって得た継手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。
【0027】〔条件〕 ○鋼板:SS400軟鋼板 板厚=12mm ○溶接棒:YGW12 線径=1.2mm ○標準溶接条件:溶接電流=320A、アーク電圧=3
4V、溶接速度=40cm/分 ○溶接条件変化範囲:溶接電流を320〜340Aの範
囲で変化させた。
4V、溶接速度=40cm/分 ○溶接条件変化範囲:溶接電流を320〜340Aの範
囲で変化させた。
【0028】
【表1】
【0029】また前記第4例の装置(超音波探触子12
の超音波周波数=5MHz、同探触子の矢印Y方向往復
ストローク=6mm、接触媒質=グリセリン)を用い第4
例の方法によって、上記各実施例と同条件で同サイズの
I型突合せ継手を製作し、これらが切出した上記と同サ
イズの試験片に対して上記と同じ検査および試験をおこ
なった結果を、表2に示す。なお実施例4では、前記第
4例の方法における溶接条件の変更はおこなわず、溶込
み深さの実測(および実測値の記録)のみをおこなっ
た。また比較例として、溶込み深さの実測も溶接条件の
変更もおこなわず、他は同条件で突合せ溶接をおこなっ
て得た継手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、同探触子の矢印Y方向往復
ストローク=6mm、接触媒質=グリセリン)を用い第4
例の方法によって、上記各実施例と同条件で同サイズの
I型突合せ継手を製作し、これらが切出した上記と同サ
イズの試験片に対して上記と同じ検査および試験をおこ
なった結果を、表2に示す。なお実施例4では、前記第
4例の方法における溶接条件の変更はおこなわず、溶込
み深さの実測(および実測値の記録)のみをおこなっ
た。また比較例として、溶込み深さの実測も溶接条件の
変更もおこなわず、他は同条件で突合せ溶接をおこなっ
て得た継手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。
【0030】
【表2】
【0031】表1および表2の結果から、従来法に相当
する比較例1,2に対し、実施例1,3(請求項2記載
の発明)によれば、溶込み不足による溶接不良品の発生
が防止されていることが判る。また実施例2,4(請求
項1記載の発明)によれば、溶接中の溶込み深さの検出
結果(実施例2)および実測値(実施例4)の記録によ
り、溶込み不良部分の特定をおこなうことができた。
する比較例1,2に対し、実施例1,3(請求項2記載
の発明)によれば、溶込み不足による溶接不良品の発生
が防止されていることが判る。また実施例2,4(請求
項1記載の発明)によれば、溶接中の溶込み深さの検出
結果(実施例2)および実測値(実施例4)の記録によ
り、溶込み不良部分の特定をおこなうことができた。
【0032】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば図2における超音波探触子12を溶接面
2aからさらに側方へ離間配置して、超音波ビーム13
を一旦鋼板2の裏面および表面で反射させたのち規定溶
込み深さ位置Pに当てるなど、超音波ビーム13および
透過波27の進行経路は上記以外のものとしてもよい。
また超音波探触子は上記のように溶接環境中に露出させ
て使用するかわりに、超音波探傷における部分水浸法に
用いる水浸式の超音波探触子を用いるなどして、超音波
探触子を冷却しつつ超音波の入射に使用すれば、溶接熱
による超音波探触子への影響を考慮する必要がないの
で、好ましい。
なく、たとえば図2における超音波探触子12を溶接面
2aからさらに側方へ離間配置して、超音波ビーム13
を一旦鋼板2の裏面および表面で反射させたのち規定溶
込み深さ位置Pに当てるなど、超音波ビーム13および
透過波27の進行経路は上記以外のものとしてもよい。
また超音波探触子は上記のように溶接環境中に露出させ
て使用するかわりに、超音波探傷における部分水浸法に
用いる水浸式の超音波探触子を用いるなどして、超音波
探触子を冷却しつつ超音波の入射に使用すれば、溶接熱
による超音波探触子への影響を考慮する必要がないの
で、好ましい。
【0033】また上記各例は鋼板の端面(溶接面)部に
開先を設けない場合について説明したが、この発明は上
記端面部にU形、V型、X型、U型、J型、K型など、
各種の形状の開先を設けた突合せ溶接およびすみ肉溶接
にも適用できるものであり、さらにこの発明は、鋼板以
外の金属部材の溶接や、プラズマやレーザなどの高密度
エネルギ熱源を用いる溶接など、アーク溶接以外の各種
溶接にも広く適用できるものである。
開先を設けない場合について説明したが、この発明は上
記端面部にU形、V型、X型、U型、J型、K型など、
各種の形状の開先を設けた突合せ溶接およびすみ肉溶接
にも適用できるものであり、さらにこの発明は、鋼板以
外の金属部材の溶接や、プラズマやレーザなどの高密度
エネルギ熱源を用いる溶接など、アーク溶接以外の各種
溶接にも広く適用できるものである。
【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、溶接中に溶込み深さをリアルタイムで測定で
き、溶接部全長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、溶接後適切な範囲に対して再溶接
などの補修を迅速におこなうことができる。
によれば、溶接中に溶込み深さをリアルタイムで測定で
き、溶接部全長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、溶接後適切な範囲に対して再溶接
などの補修を迅速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、溶接中
に溶込み深さをリアルタイムで測定でき、溶接線全長に
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、溶接中に溶込み深さを測定して溶
接条件を変化させることにより、溶込み不良品の発生を
防止し健全な溶接品を得ることができる。
に溶込み深さをリアルタイムで測定でき、溶接線全長に
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、溶接中に溶込み深さを測定して溶
接条件を変化させることにより、溶込み不良品の発生を
防止し健全な溶接品を得ることができる。
【図1】この発明の実施の形態の第1例を示す溶接状況
の要部斜視図である。
の要部斜視図である。
【図2】溶込み不足状態にあるときの説明図で、(a)
は図1における溶接部の断面図、(b)は超音波探傷器
の表示部における波形図である。
は図1における溶接部の断面図、(b)は超音波探傷器
の表示部における波形図である。
【図3】溶込み良好状態にあるときの説明図で、(a)
は図1における溶接部の断面図、(b)は超音波探傷器
の表示部における波形図である。
は図1における溶接部の断面図、(b)は超音波探傷器
の表示部における波形図である。
【図4】この発明の実施の形態の第2例を示す溶接部の
断面図である。
断面図である。
【図5】この発明の実施の形態の第3例を示す溶接部の
断面図である。
断面図である。
【図6】この発明の実施の形態の第4例を示す溶接部の
断面図である。
断面図である。
【図7】この発明の実施の形態の第5例を示す溶接部の
断面図である。
断面図である。
1…鋼板(金属部材)、2…鋼板(金属部材)、2a…
溶接面、3…I型突合せ継手、4…トーチ、7…溶接制
御装置、8…溶融池、8a…先端部、10…超音波探傷
器、12…超音波探触子、13…超音波ビーム、15…
反射エコー、21…超音波探触子、25…超音波探触
子、26…超音波ビーム、27…透過波、28…超音波
探触子、32…往復台、P…規定溶込み深さ位置。
溶接面、3…I型突合せ継手、4…トーチ、7…溶接制
御装置、8…溶融池、8a…先端部、10…超音波探傷
器、12…超音波探触子、13…超音波ビーム、15…
反射エコー、21…超音波探触子、25…超音波探触
子、26…超音波ビーム、27…透過波、28…超音波
探触子、32…往復台、P…規定溶込み深さ位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 龍三 愛知県知多市大草四方田48番地の1 大同 特殊鋼臨海荘Aー301 (72)発明者 鬼頭 一成 名古屋市緑区古鳴海2ー38 (72)発明者 稲垣 繁幸 名古屋市南区天白町3ー9ー11 大同特殊 鋼天白荘205 Fターム(参考) 4E001 AA03 BB01 BB05 BB06 BB11 DA05 QA01
Claims (3)
- 【請求項1】 二つの金属部材を溶接して規定溶込み深
さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法において、溶接
中に一方の金属部材の表面から超音波を入射し、この超
音波の反射波または透過波にもとづいて溶込み深さを測
定しつつ、溶接をおこなうことを特徴とする金属部材の
溶接方法。 - 【請求項2】 二つの金属部材を溶接して規定溶込み深
さの溶接継手を得る金属部材の溶接方法において、溶接
中に一方の金属部材の表面から超音波を入射し、この超
音波の反射波または透過波にもとづいて溶込み深さを測
定し、この測定した溶込み深さが前記規定溶込み深さに
達していないときは、前記規定溶込み深さが得られるよ
うに溶接条件を変化させて溶接をおこなうことを特徴と
する金属部材の溶接方法。 - 【請求項3】 前記超音波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
の金属部材の溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24765099A JP2001071139A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 金属部材の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24765099A JP2001071139A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 金属部材の溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001071139A true JP2001071139A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17166653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24765099A Pending JP2001071139A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 金属部材の溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001071139A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008518784A (ja) * | 2004-11-05 | 2008-06-05 | ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 焼入れ可能な鋼のプラズマ・タップホール溶接 |
EP2388572A2 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding inspection method and apparatus thereof |
EP2388573A2 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding system and welding method |
-
1999
- 1999-09-01 JP JP24765099A patent/JP2001071139A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008518784A (ja) * | 2004-11-05 | 2008-06-05 | ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 焼入れ可能な鋼のプラズマ・タップホール溶接 |
EP2388572A2 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding inspection method and apparatus thereof |
EP2388573A2 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding system and welding method |
CN102323216A (zh) * | 2010-05-21 | 2012-01-18 | 株式会社东芝 | 焊接检查方法及其设备 |
CN102323216B (zh) * | 2010-05-21 | 2014-04-30 | 株式会社东芝 | 焊接检查方法及其设备 |
US9217731B2 (en) | 2010-05-21 | 2015-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding inspection method and apparatus thereof |
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