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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