JP2001191186A - Quality evaluation system for weld zone - Google Patents
Quality evaluation system for weld zoneInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気接続箱
に収容するタブ端子部とバスバーの端部の端子部とを溶
接して電気的に接続する際の溶接部の品質を評価する品
質評価システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quality evaluation for evaluating a quality of a welded portion when a tab terminal portion accommodated in an electric connection box and a terminal portion at an end of a bus bar are electrically connected by welding. About the system.
【0002】[0002]
【従来の技術】上述した電気接続箱に収容するタブ端子
部とバスバー端子部との電気的接続は、YAGレーザに
より溶接で行われている。この溶接により形成された溶
接部は、電気的接続状態の良否を決める重要な箇所であ
る故に、品質検査が行われている。2. Description of the Related Art The electrical connection between the tab terminal portion and the bus bar terminal portion housed in the above-described electrical connection box is performed by welding with a YAG laser. Since the welded portion formed by this welding is an important part for determining the quality of the electrical connection, quality inspection is performed.
【0003】ところで、溶接部の品質検査は、従来にお
いては溶接後に以下のような方式が採用されている。[0003] In the quality inspection of a welded portion, conventionally, the following method has been adopted after welding.
【0004】その一つは、溶接部を画像処理により観察
し、溶接痕の有無を検査する方式である。他の一つは、
抜き取り検査であって、溶接部をX線や超音波などによ
り画像として捉える非破壊検査や、強度測定による破壊
検査である。[0004] One of the methods is to observe a welded portion by image processing and inspect for the presence or absence of welding marks. The other one is
This is a sampling inspection, which is a nondestructive inspection in which a weld is captured as an image using X-rays or ultrasonic waves, or a destructive inspection by measuring strength.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検査方式にあっては、溶接工程とは別の工程を設ける必
要があり、工程管理が煩雑になるという不都合があっ
た。加えて、非破壊検査による場合には、検査設備等の
費用が高価であり、高コスト化が招来されるという問題
もあった。However, in the conventional inspection method, it is necessary to provide a step different from the welding step, and there is a disadvantage that the step management becomes complicated. In addition, in the case of nondestructive inspection, there is a problem that the cost of inspection equipment and the like is expensive, which leads to an increase in cost.
【0006】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、溶接と同時にその成否を
間接的に評価して工程管理の煩雑化を防止でき、しかも
比較的安価な溶接部の品質評価システムを提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the success or failure of welding can be indirectly evaluated at the same time as welding, so that complicated process control can be prevented, and at a relatively low cost. An object of the present invention is to provide a quality evaluation system for a welded part.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の溶接部の品質評
価システムは、電気的に接続する接続対象である2つの
金属製部材をYAGレーザにより溶接する際に、レーザ
溶接部分の品質を間接的に評価する品質評価システムで
あって、上記レーザ溶接部のレーザ照射側に、レーザ溶
接部から発生するプラズマの量を紫外領域で検出する紫
外線センサと、レーザ溶接部の温度を検出する赤外線セ
ンサとが設けられていることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A system for evaluating the quality of a welded portion of the present invention indirectly controls the quality of a laser welded portion when two metal members to be electrically connected are welded by a YAG laser. A quality evaluation system for performing a dynamic evaluation, wherein on the laser irradiation side of the laser weld, an ultraviolet sensor that detects an amount of plasma generated from the laser weld in an ultraviolet region, and an infrared sensor that detects the temperature of the laser weld Are provided.
【0008】本発明のシステムにあっては、紫外線セン
サがプラズマ発生量を検出し、赤外線センサがレーザ溶
接部の温度を検出する。In the system of the present invention, the ultraviolet sensor detects the amount of plasma generated, and the infrared sensor detects the temperature of the laser weld.
【0009】このとき、紫外線センサが検出するプラズ
マ(紫外領域の波長のもの)は、レーザ照射によりレー
ザ溶接部から発生するプラズマと、レーザ溶接部に油を
代表とする異物が付着していた場合の異物のプラズマの
合計である。前者のプラズマの発生量については、図3
に示すようにレーザ溶接部が貫通している場合のプラズ
マ発生量(実線にて示す)が、溶接正常時のプラズマ発
生量(破線にて示す)よりも少なくなり、一方、後者の
プラズマの発生量については、例えば一例として図4に
示すように、溶接正常時のプラズマ発生量(破線にて示
す)よりも異物のプラズマ発生量の分だけ多いプラズマ
発生量(実線にて示す)となる。At this time, the plasma (wavelength in the ultraviolet region) detected by the ultraviolet sensor is the plasma generated from the laser welded portion by the laser irradiation and the foreign matter typified by oil adhered to the laser welded portion. Is the sum of the plasmas of the foreign substances. For the former plasma generation amount, see FIG.
As shown in the figure, the amount of plasma generated when the laser welded portion penetrates (shown by a solid line) becomes smaller than the amount of plasma generated when welding is normal (shown by a broken line), while the latter plasma generation For example, as shown in FIG. 4 as an example, the amount of plasma generation (shown by a solid line) is larger than the amount of plasma generated during normal welding (shown by a broken line) by the amount of plasma generated by foreign matter.
【0010】よって、紫外線センサが検出するプラズマ
量に基づき、レーザ溶接部が貫通することによる溶接不
良と、レーザ溶接部への異物付着による溶接不良とを評
価できる。Therefore, based on the amount of plasma detected by the ultraviolet sensor, it is possible to evaluate a welding defect caused by penetration of the laser welding portion and a welding defect caused by foreign matter adhering to the laser welding portion.
【0011】また、赤外線センサが検出するレーザ溶接
部の温度により、レーザ溶接部に油を代表とする異物が
付着していた場合に起こる溶接不良を評価できる。[0011] In addition, based on the temperature of the laser weld detected by the infrared sensor, it is possible to evaluate poor welding that occurs when a foreign substance typified by oil adheres to the laser weld.
【0012】すなわち、図5に示すように、溶接が正常
に行われたときには、レーザ溶接部の温度も溶接時間と
同じ程度で減衰する特性(破線にて示す)となるのに対
し、レーザ溶接部に異物が付着していた場合には、レー
ザ溶接部の温度の減衰(実線にて示す)が長くなるから
である。That is, as shown in FIG. 5, when the welding is performed normally, the temperature of the laser welded portion has a characteristic of being attenuated by about the same as the welding time (shown by a broken line). This is because, when foreign matters adhere to the portion, the attenuation of the temperature of the laser welded portion (shown by the solid line) becomes longer.
【0013】また、レーザ溶接部の貫通による溶接不良
と異物付着による溶接不良とが同時に起きた場合は、紫
外線センサからの情報のみでは見掛け上、溶接が良好に
終了したような誤った評価をすることになる。この場合
も、赤外線センサからの情報を参照することにより、溶
接部の温度の減衰から異物付着の有無、即ち溶接の良否
を評価することができる。Further, when welding failure due to penetration of the laser welding portion and welding failure due to adhesion of foreign matter occur simultaneously, an erroneous evaluation that the welding is apparently completed successfully is made only by information from the ultraviolet sensor. Will be. Also in this case, by referring to the information from the infrared sensor, it is possible to evaluate the presence / absence of foreign matter adhesion, that is, the quality of welding, from the attenuation of the temperature of the welded portion.
【0014】このようにしてレーザ溶接部のレーザ照射
側に、プラズマの量を検出する紫外線センサと、レーザ
溶接部の温度を検出する赤外線センサとを併せて設ける
ことにより、間接的に溶接部の良否を評価できるので、
検査工程を別途設ける必要がなく、このため工程管理の
煩雑化を防止でき、しかも溶接部品質評価システムの自
動化とオンライン化が可能となる。By thus providing an ultraviolet sensor for detecting the amount of plasma and an infrared sensor for detecting the temperature of the laser welded portion on the laser irradiation side of the laser welded portion indirectly, the indirect welding of the welded portion is provided. Because you can evaluate the quality
There is no need to separately provide an inspection process, so that it is possible to prevent the process management from becoming complicated, and it is possible to automate and online the weld quality evaluation system.
【0015】本発明の溶接部の品質評価システムにおい
て、前記レーザ溶接部のレーザ照射側に、レーザ溶接部
から反射した反射レーザ量を検出するレーザ検出手段が
さらに設けられている構成とすることができる。[0015] In the quality evaluation system for a welded portion of the present invention, the laser irradiation side of the laser welded portion may be further provided with a laser detecting means for detecting an amount of reflected laser reflected from the laser welded portion. it can.
【0016】この構成にあっては、レーザ溶接部が貫通
した結果、反射レーザ量が溶接正常時の反射レーザ量よ
りも著しく減少するという現象を、レーザ検出手段が検
出できるので、レーザ溶接部の貫通に伴う溶接欠陥を評
価することができる。In this configuration, the laser detecting means can detect a phenomenon that the amount of reflected laser is significantly reduced as compared with the amount of reflected laser when welding is normal as a result of penetration of the laser weld. Welding defects due to penetration can be evaluated.
【0017】本発明の溶接部の品質評価システムにおい
て、前記レーザ溶接部のレーザ照射側とは反対側に、レ
ーザ溶接部を通過したプラズマを紫外領域で検出する第
2紫外線センサおよび、レーザ溶接部を通過したレーザ
光を検出する第2レーザ検出手段の少なくとも一方がさ
らに設けられている構成とすることができる。In the quality evaluation system for a welded portion of the present invention, a second ultraviolet sensor for detecting plasma passing through the laser welded portion in an ultraviolet region and a laser welded portion on a side opposite to the laser irradiation side of the laser welded portion. And at least one of the second laser detecting means for detecting the laser light passing through the light emitting device.
【0018】この構成による場合には、レーザ溶接部が
貫通した状態になってプラズマやレーザ光がレーザ照射
側とは反対側に突き抜けたことを第2紫外線センサや第
2レーザ検出手段が検出することができるので、レーザ
溶接部が貫通して溶接不良となっていることを評価でき
る。With this configuration, the second ultraviolet sensor or the second laser detecting means detects that the laser welding portion has penetrated and the plasma or laser light has penetrated to the side opposite to the laser irradiation side. Therefore, it can be evaluated that the laser welded portion penetrates to cause welding failure.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体的に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below.
【0020】図1は、本発明の基本原理を説明するため
の模式図(斜視図)である。FIG. 1 is a schematic view (perspective view) for explaining the basic principle of the present invention.
【0021】溶接対象の金属材料1に、その上方からY
AGレーザ光2を照射して溶接を行うと、レーザ光2が
照射された溶接部3から反射レーザ光4が発生し、ま
た、溶接部3の近傍にプラズマ発生部5が生じる。更に
は、溶接部3からレーザ照射側にスパッタ6が飛散する
とともに、熱放射7が生じる。A metal material 1 to be welded is provided with Y
When welding is performed by irradiating the AG laser light 2, a reflected laser light 4 is generated from the welded part 3 irradiated with the laser light 2, and a plasma generating part 5 is generated near the welded part 3. Further, the spatter 6 is scattered from the welded portion 3 to the laser irradiation side, and heat radiation 7 is generated.
【0022】また、溶接部3が下面にまで貫通したよう
な溶接が不良の場合には、レーザ照射側とは反対側(図
示例では下側)のプラズマ発生部8や透過レーザ光9が
著しく多くなる。ここで、溶接部3が貫通した状態とし
ては、図6(a)または(b)の状態がある。図6
(a)に示す状態は溶接欠陥の無い良好な場合であり、
溶接部3の下側に突き抜けるプラズマやレーザ光の量は
あまり多くない。一方、図6(b)に示す状態は溶接欠
陥の発生した不良の場合であり、溶接部3の下側に突き
抜けるプラズマやレーザ光の量は極めて多くなる。In the case where the welding such that the welded portion 3 penetrates to the lower surface is defective, the plasma generating portion 8 and the transmitted laser light 9 on the side opposite to the laser irradiation side (lower side in the illustrated example) are significantly. More. Here, the state where the welded portion 3 has penetrated includes the state shown in FIG. 6A or 6B. FIG.
The state shown in (a) is a good case with no welding defects,
The amount of plasma or laser light penetrating below the weld 3 is not so large. On the other hand, the state shown in FIG. 6B is a defect in which a welding defect has occurred, and the amount of plasma or laser light penetrating below the weld 3 is extremely large.
【0023】よって、溶接部の近傍に品質評価用に種々
のセンサを配設することにより、間接的に、溶接部の品
質と相関性のある溶接状態を把握することが可能となっ
て、溶接部の品質評価システムを構築することができ
る。Therefore, by arranging various sensors near the weld for quality evaluation, it is possible to indirectly grasp the welding state having a correlation with the quality of the weld, and A quality evaluation system for the department can be constructed.
【0024】図2は、本発明の一実施形態に係る溶接部
の品質評価システムを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a quality evaluation system for a welded portion according to one embodiment of the present invention.
【0025】本実施形態の品質評価システムは、電気的
に接続する接続対象である2つの金属製部材、例えばタ
ブ端子部10とバスバーの端部の端子部11とが重ねら
れて配置される箇所に対し、その上側にYAGレーザ溶
接装置のレーザ出射レンズ12が設けられている。この
レーザ出射レンズ12は、これから出射されるレーザ光
13が、両端子部10、11の溶接箇所14を向くよう
に配置される。なお、溶接箇所14は、溶接後にレーザ
溶接部となる。In the quality evaluation system of the present embodiment, two metal members to be electrically connected, for example, a place where the tab terminal 10 and the terminal 11 at the end of the bus bar are arranged in an overlapping manner. On the other hand, a laser emission lens 12 of the YAG laser welding device is provided above the laser irradiation lens. The laser emitting lens 12 is arranged so that the laser light 13 emitted from the laser emitting lens 12 is directed to the welding portion 14 of the terminal portions 10 and 11. In addition, the welding part 14 becomes a laser welding part after welding.
【0026】また、溶接箇所14の近傍には、溶接箇所
14の斜め上方にセンサボックス15が設けられ、一
方、溶接箇所14の下側の斜め下方にも、センサボック
ス16が設けられている。センサボックス15には、プ
ラズマ量を紫外領域で検出する紫外線センサ17と、レ
ーザ溶接部14の温度を検出する赤外線センサ18と、
レーザ溶接部14から反射した反射レーザ量を検出する
レーザ検出手段19とが内蔵されている。これら紫外線
センサ17、赤外線センサ18およびレーザ検出手段1
9は、各々の検出方向が溶接箇所14を臨むように配設
されている。In addition, a sensor box 15 is provided diagonally above the welding point 14 near the welding point 14, and a sensor box 16 is also provided diagonally below the welding point 14. The sensor box 15 includes an ultraviolet sensor 17 for detecting the amount of plasma in an ultraviolet region, an infrared sensor 18 for detecting the temperature of the laser welding portion 14,
Laser detecting means 19 for detecting the amount of reflected laser light reflected from the laser welded portion 14 is incorporated. These ultraviolet sensor 17, infrared sensor 18, and laser detecting means 1
Numeral 9 is arranged such that each detection direction faces the welding point 14.
【0027】上記センサボックス16には、レーザ溶接
部14を通過したプラズマ量を紫外領域で検出する第2
紫外線センサ20と、レーザ溶接部14を通過したレー
ザ量を検出する第2レーザ検出手段21とが内蔵されて
いる。これら第2紫外線センサ20および第2レーザ検
出手段21は、各々の検出方向が溶接箇所14を臨むよ
うに配設されている。The sensor box 16 has a second portion for detecting the amount of plasma that has passed through the laser welding portion 14 in the ultraviolet region.
An ultraviolet sensor 20 and a second laser detecting unit 21 for detecting the amount of laser beam that has passed through the laser welding part 14 are built in. The second ultraviolet sensor 20 and the second laser detecting means 21 are arranged such that their respective detection directions face the welding location 14.
【0028】なお、上記紫外線センサ17、赤外線セン
サ18、レーザ検出手段19、第2紫外線センサ20お
よび第2レーザ検出手段21としては、所定の検出が可
能であればどのようなセンサを用いてもよい。As the ultraviolet sensor 17, infrared sensor 18, laser detecting means 19, second ultraviolet sensor 20, and second laser detecting means 21, any sensors can be used as long as they can perform predetermined detection. Good.
【0029】次に、このように構成された本実施形態の
品質評価システムにおける品質評価内容につき説明す
る。Next, a description will be given of the content of the quality evaluation in the thus configured quality evaluation system of the present embodiment.
【0030】上記YAGレーザ溶接装置のレーザ出射レ
ンズ12からレーザ光13を溶接箇所14に向けて出射
させて溶接を開始すると、紫外領域を検出領域とする紫
外線センサ17がプラズマ発生量を検出し、赤外線セン
サ18がレーザ溶接部14の温度を検出し、レーザ検出
手段19がレーザ溶接部14から反射した反射レーザ量
を検出する。When the laser beam 13 is emitted from the laser emitting lens 12 of the YAG laser welding apparatus toward the welding portion 14 and welding is started, an ultraviolet sensor 17 having an ultraviolet region as a detection region detects the amount of plasma generation, The infrared sensor 18 detects the temperature of the laser weld 14, and the laser detecting means 19 detects the amount of laser light reflected from the laser weld 14.
【0031】上記紫外線センサ17が検出するプラズマ
は、上述したようにレーザ照射によりレーザ溶接部14
から発生するプラズマと、レーザ溶接部14に油を代表
とする異物が付着していた場合の異物のプラズマであ
る。As described above, the plasma detected by the ultraviolet sensor 17 is applied to the laser welding portion 14 by laser irradiation.
And a plasma of a foreign substance when a foreign substance typified by oil adheres to the laser welded portion 14.
【0032】前者のプラズマの発生量については、レー
ザ溶接部14が貫通している場合には、図3に示すよう
にプラズマ発生量(実線にて示す)が、溶接正常時のプ
ラズマ発生量(破線にて示す)よりも少なくなる。よっ
て、この図3に基づいて、レーザ溶接部14が貫通して
レーザ溶接部14に溶接欠陥が存在することを検出でき
る。Regarding the former plasma generation amount, when the laser welding portion 14 penetrates, the plasma generation amount (shown by a solid line) as shown in FIG. (Indicated by a broken line). Therefore, based on FIG. 3, it can be detected that laser welding portion 14 penetrates and that laser welding portion 14 has a welding defect.
【0033】一方、後者のプラズマの発生量について
は、例えば一例として図4(異物が油の場合)に示すよ
うに、溶接正常時のプラズマ発生量(破線にて示す)よ
りも油のプラズマ発生量の分だけ多いプラズマ発生量
(実線にて示す)となる。On the other hand, as for the latter plasma generation amount, for example, as shown in FIG. 4 (when the foreign matter is oil), the plasma generation amount of oil is larger than the plasma generation amount in normal welding (shown by a broken line). The plasma generation amount (shown by the solid line) is larger by the amount.
【0034】この図4におけるプラズマ量は、レーザ照
射によりレーザ溶接部14から発生するプラズマと、レ
ーザ溶接部14に油が付着していた場合の油のプラズマ
との合計である。これは、紫外線センサ17の検出波長
領域が、例えば油のプラズマの波長である400〜65
0nm(推定値)の中に含まれるような波長領域であ
り、レーザ溶接部14からの金属プラズマ(油の波長領
域に近い波長をもつ)も同時に紫外線センサ17にて検
出されるからであり、検出プラズマ量は溶接正常時の2
倍から4倍程度に及ぶ。The amount of plasma in FIG. 4 is the sum of the plasma generated from the laser welded portion 14 by the laser irradiation and the oil plasma when the oil has adhered to the laser welded portion 14. This is because the detection wavelength region of the ultraviolet sensor 17 is, for example, 400 to 65 which is the wavelength of oil plasma.
This is a wavelength region included in 0 nm (estimated value), and metal plasma (having a wavelength close to the wavelength region of oil) from the laser welded portion 14 is also detected by the ultraviolet sensor 17 at the same time. The detected plasma amount is 2 when welding is normal.
It ranges from double to quadruple.
【0035】よって、図4に示すように溶接正常時より
も増大したプラズマ発生量に基づき、レーザ溶接部14
に付着した油の燃焼による熱量過多に伴ってレーザ溶接
部14に生じている溶接欠陥を検出することができる。Therefore, as shown in FIG. 4, based on the plasma generation amount increased from the normal welding state, the laser
It is possible to detect a welding defect occurring in the laser welded portion 14 due to an excessive amount of heat due to the combustion of the oil attached to the surface.
【0036】なお、油のプラズマの波長より広い検出波
長領域をもつ紫外線センサ17を使用する場合は、油以
外の異物付着に関する検出が可能となり、その付着異物
が溶接欠陥と相関性があるときは、その溶接欠陥につい
ても評価することが可能となる。When an ultraviolet sensor 17 having a detection wavelength region wider than the wavelength of the oil plasma is used, it is possible to detect the adhesion of foreign matter other than oil, and when the attached foreign matter has a correlation with a welding defect. In addition, the welding defect can be evaluated.
【0037】したがって、レーザ溶接部14が貫通して
溶接不良となっている場合、或いは、レーザ溶接部14
に異物付着がある場合には、紫外線センサ17が検出す
るプラズマ量に基づいて評価を行い得る。Therefore, when the laser welded portion 14 penetrates and is defective, or when the laser welded portion 14
In the case where there is a foreign matter attached to the surface, the evaluation can be performed based on the amount of plasma detected by the ultraviolet sensor 17.
【0038】また、レーザ溶接部に異物が付着していた
場合に起こる溶接不良については、赤外線センサ18が
検出するレーザ溶接部14の温度に基づいても評価でき
る。すなわち、図5に示すように、溶接が20msの溶
接時間で正常に行われたときには、レーザ溶接部14の
温度も溶接時間と同じ程度で減衰する特性(破線にて示
す)となるのに対し、レーザ溶接部14に油が付着して
いた場合には、レーザ溶接部14の温度の減衰(実線に
て示す)が通常30ms以上となる。また、図5に示す
特性は、レーザ溶接部14に油以外の異物が付着してい
た場合にも同様に起こるからである。In addition, the poor welding that occurs when foreign matter adheres to the laser weld can also be evaluated based on the temperature of the laser weld 14 detected by the infrared sensor 18. That is, as shown in FIG. 5, when the welding is performed normally with a welding time of 20 ms, the temperature of the laser welded portion 14 also has a characteristic of being attenuated by the same degree as the welding time (indicated by a broken line). When oil adheres to the laser welded portion 14, the attenuation of the temperature of the laser welded portion 14 (shown by a solid line) is usually 30 ms or more. Further, the characteristic shown in FIG. 5 also occurs when foreign matter other than oil adheres to the laser welded portion 14.
【0039】また、レーザ溶接部14の貫通による溶接
不良と異物付着による溶接不良とが同時に起きた場合
は、紫外線センサ17からの情報のみでは見掛け上、溶
接が良好に終了したような誤った評価をすることにな
る。この場合も、赤外線センサ18からの情報(図5に
示す特性)を参照することにより、レーザ溶接部14の
温度の減衰から異物付着の有無、即ち溶接の良否を評価
することができる。If a welding defect due to the penetration of the laser welded portion 14 and a welding defect due to the adhesion of foreign matter occur simultaneously, an erroneous evaluation that the welding is apparently completed successfully only with the information from the ultraviolet sensor 17 alone. Will do. Also in this case, by referring to the information from the infrared sensor 18 (the characteristic shown in FIG. 5), it is possible to evaluate the presence or absence of foreign matter adhesion, that is, the quality of welding, from the attenuation of the temperature of the laser welded portion 14.
【0040】したがって、レーザ溶接部14の貫通によ
る溶接不良と異物付着による溶接不良とが同時に起きた
としても、赤外線センサ18からの情報に基づき異物付
着による溶接不良を検出でき、また、いずれか片方の溶
接不良が起きたとしても、紫外線センサ17からの情報
に基づきその溶接不良を検出できるので、赤外線センサ
18と紫外線センサ17とを併用することで、どちらか
一方の溶接不良を正確かつ確実に検出できることにな
る。これに伴い、溶接工程の他に検査工程を別途設ける
必要がなく、このため工程管理の煩雑化を防止でき、し
かも溶接部の品質評価システムの自動化とオンライン化
が可能となる。Therefore, even if welding failure due to penetration of the laser welding portion 14 and welding failure due to foreign matter adhesion occur at the same time, welding failure due to foreign matter adhesion can be detected based on information from the infrared sensor 18, and either one of them can be detected. Can be detected based on the information from the ultraviolet sensor 17, even if a welding defect occurs, the infrared sensor 18 and the ultraviolet sensor 17 can be used together to accurately and reliably detect one of the welding defects. It can be detected. Accordingly, there is no need to separately provide an inspection process in addition to the welding process, so that it is possible to prevent the process management from being complicated, and it is possible to automate and online the quality evaluation system of the welded portion.
【0041】また、レーザ検出手段19は、レーザ溶接
部14から反射した反射レーザ量を検出するので、レー
ザ溶接部14が貫通した場合に反射レーザ量が、溶接正
常時の反射レーザ量よりも著しく減少するという現象を
把握することができ、これによりレーザ溶接部14の貫
通に伴う溶接欠陥を判別することができる。Further, since the laser detecting means 19 detects the amount of reflected laser reflected from the laser welded portion 14, the amount of reflected laser when the laser welded portion 14 penetrates is significantly larger than the amount of reflected laser when welding is normal. The phenomenon of decrease can be grasped, whereby the welding defect accompanying the penetration of the laser welded portion 14 can be determined.
【0042】また、レーザ溶接部14のレーザ照射側と
は反対側に設けた第2紫外線センサ20は、レーザ溶接
部14を通過したプラズマを検出し、同様に設けた第2
レーザ検出手段21はレーザ溶接部14を通過したレー
ザ光を検出する。このように第2紫外線センサ20がプ
ラズマを検出したり、或いは第2レーザ検出手段21が
レーザ光を検出したりすると、プラズマやレーザ光がレ
ーザ照射側とは反対側に突き抜けていて、レーザ溶接部
14が両端子部10、11を貫通した状態になっている
のを判別できる。A second ultraviolet sensor 20 provided on the side opposite to the laser irradiation side of the laser welding part 14 detects the plasma passing through the laser welding part 14 and the second ultraviolet sensor 20 provided similarly.
The laser detecting means 21 detects a laser beam that has passed through the laser welding portion 14. When the second ultraviolet sensor 20 detects the plasma or the second laser detecting means 21 detects the laser light in this manner, the plasma or the laser light penetrates to the side opposite to the laser irradiation side, and the laser welding is performed. It can be determined that the portion 14 has penetrated both terminal portions 10 and 11.
【0043】このとき、レーザ溶接部14が両端子部1
0、11を貫通した状態としては、上述したように図6
(a)または(b)の状態があるが、図6(a)に示す
状態は溶接欠陥の無い良好な場合であり、第2紫外線セ
ンサ20および第2レーザ検出手段21が検出するプラ
ズマやレーザ光の量はあまり多くない。このとき、紫外
線センサ17が検出するプラズマ発生量の減少化や、レ
ーザ検出手段19が検出するレーザ量の減少化はあまり
無い。一方、図6(b)に示す状態は溶接欠陥の発生し
た不良の場合であり、第2紫外線センサ20および第2
レーザ検出手段21が検出するプラズマやレーザ光の量
は極めて多い。At this time, the laser welding portion 14 is
As described above, FIG.
There is a state of (a) or (b), but the state shown in FIG. 6 (a) is a good case with no welding defect, and the plasma or laser detected by the second ultraviolet sensor 20 and the second laser detecting means 21. The amount of light is not very large. At this time, the amount of plasma generation detected by the ultraviolet sensor 17 and the amount of laser detected by the laser detector 19 are not significantly reduced. On the other hand, the state shown in FIG. 6B is a case where a welding defect has occurred, and the second ultraviolet sensor 20 and the second
The amount of plasma or laser light detected by the laser detecting means 21 is extremely large.
【0044】よって、第2紫外線センサ20が検出した
プラズマ量が、図6(a)に示す溶接欠陥の無い良好な
場合よりも大幅に大きい所定量以上になったり、或いは
第2レーザ検出手段21が検出したレーザ光の量が、図
6(a)に示す溶接欠陥の無い良好な場合よりも大幅に
大きい所定量以上になったりしている場合は、レーザ溶
接部14が貫通して溶接不良となっていることを評価で
きる。Therefore, the amount of plasma detected by the second ultraviolet sensor 20 becomes equal to or larger than a predetermined amount which is much larger than the case where there is no welding defect shown in FIG. If the amount of the detected laser beam is equal to or larger than a predetermined amount which is significantly larger than the case where there is no welding defect shown in FIG. Can be evaluated.
【0045】したがって、本実施形態による場合には、
各種のセンサをレーザ溶接部の近傍に配置することで、
自動的かつ間接的に溶接部の品質評価を行うことができ
るので、オンラインでの検査が可能である故に、従来の
検査方式のように溶接工程とは別に検査工程を設ける必
要がなく、工程管理が煩雑になるのを防止でき、しかも
センサを設置するだけでよいので、比較的安価な品質評
価システムとすることができる。Therefore, according to the present embodiment,
By placing various sensors near the laser weld,
Since the quality of welds can be evaluated automatically and indirectly, online inspection is possible, so there is no need to provide an inspection process separately from the welding process as in the conventional inspection method. Can be prevented from becoming complicated, and moreover, only a sensor needs to be installed, so that a relatively inexpensive quality evaluation system can be provided.
【0046】なお、このレーザ溶接部の貫通に伴う溶接
不良の評価に際しては、第2紫外線センサ20と第2レ
ーザ検出手段21との両方を設けるようにしてもよい
が、プラズマの透過量の方がレーザ光の透過量よりも多
いため、少なくとも一方を設けるようにする場合には第
2紫外線センサ20を設けるのが好ましい。In evaluating the welding failure due to the penetration of the laser weld, both the second ultraviolet sensor 20 and the second laser detecting means 21 may be provided. Is larger than the amount of transmission of the laser light, and it is preferable to provide the second ultraviolet sensor 20 when at least one is provided.
【0047】また、上述した実施形態では紫外線センサ
17が検出する図3に示すプラズマ発生量の変動に基づ
いて、レーザ溶接部14が貫通しているか否かを判別で
きるため、レーザ検出手段19、第2紫外線センサ20
および第2レーザ検出手段21は必ずしも設ける必要は
ない。但し、これらレーザ検出手段19、第2紫外線セ
ンサ20および第2レーザ検出手段21を併用する構成
とした場合には、検出の正確さの向上を図れる。Further, in the above-described embodiment, it is possible to determine whether or not the laser welding portion 14 has penetrated, based on the variation of the plasma generation amount shown in FIG. Second UV sensor 20
The second laser detecting means 21 need not always be provided. However, if the laser detecting means 19, the second ultraviolet sensor 20, and the second laser detecting means 21 are used in combination, the accuracy of detection can be improved.
【0048】また、上述した実施形態では、電気接続箱
に収容するタブ端子部10とバスバーの端部の端子部1
1とを溶接して電気的に接続する場合を例に挙げている
が、本発明はこれに限らず、電気接続箱に収容する他の
2つの接続用端子部の接続や、電気接続箱以外の電気部
品や電子部品と配線との接続など、2つの金属製部材の
接続にも適用できることは勿論である。In the above-described embodiment, the tab terminals 10 housed in the electric connection box and the terminal portions 1 at the ends of the bus bars are provided.
1 and the case of electrical connection by welding, but the present invention is not limited to this, and the connection of the other two connection terminal portions housed in the electric connection box and the connection other than the electric connection box It is needless to say that the present invention can also be applied to the connection between two metal members, such as the connection between the electric component or the electronic component and the wiring.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
係る溶接部の品質評価システムによる場合には、レーザ
溶接部のレーザ照射側に、プラズマ発生量を紫外領域で
検出する紫外線センサと、レーザ溶接部近傍の雰囲気温
度を検出する赤外線センサとを設けることにより、レー
ザ溶接部が貫通した溶接欠陥と、レーザ溶接部での油付
着による溶接欠陥とを区別して自動的かつ間接的に溶接
部を検査でき、これにより検査工程を別途設ける必要が
ないため工程管理の煩雑化を防止でき、しかも設備費用
も比較的安価な溶接部の品質評価システムを提供でき
る。As described above in detail, in the case of the quality evaluation system for a welded part according to the first aspect of the present invention, an ultraviolet sensor for detecting the amount of plasma generated in the ultraviolet region is provided on the laser irradiation side of the laser welded part. And an infrared sensor for detecting the ambient temperature near the laser welded part, automatically and indirectly distinguishing between weld defects penetrated by the laser welded part and weld defects caused by oil adhesion at the laser welded part. Since the welded portion can be inspected, it is not necessary to separately provide an inspection process, so that the process management can be prevented from being complicated, and the quality evaluation system for the welded portion can be provided with relatively low equipment cost.
【0050】また、請求項2の発明に係る溶接部の品質
評価システムによる場合には、レーザ溶接部のレーザ照
射側に、レーザ溶接部から反射した反射レーザ量を検出
するレーザ検出手段がさらに設けられているので、その
レーザ検出手段がレーザ溶接部が貫通することに伴う反
射レーザ量の減少を捉えることによりレーザ溶接部の貫
通に伴う溶接欠陥をより精度よく間接的に判別すること
ができる。Further, in the case of the quality evaluation system for a welded portion according to the second aspect of the present invention, a laser detecting means for detecting the amount of reflected laser reflected from the laser welded portion is further provided on the laser irradiation side of the laser welded portion. Since the laser detection means detects the decrease in the amount of reflected laser due to the penetration of the laser weld, the laser detection means can more accurately and indirectly determine a welding defect due to the penetration of the laser weld.
【0051】また請求項3の発明に係る溶接部の品質評
価システムによる場合には、レーザ溶接部のレーザ照射
側とは反対側に、レーザ溶接部を通過したプラズマを紫
外領域で検出する第2紫外線センサおよび、レーザ溶接
部を通過したレーザを検出する第2レーザ検出手段の少
なくとも一方がさらに設けられているので、レーザ溶接
部が貫通してレーザ照射側とは反対側に突き抜けたプラ
ズマやレーザ光を第2紫外線センサまたは第2レーザ検
出手段で検出することにより、レーザ溶接部が貫通して
溶接不良となっていることを更に精度よく間接的に評価
できる。In the case of the quality evaluation system for a welded portion according to the third aspect of the present invention, the second side for detecting the plasma passing through the laser welded portion in the ultraviolet region on the side opposite to the laser irradiation side of the laser welded portion. Since at least one of the ultraviolet sensor and the second laser detecting means for detecting the laser that has passed through the laser welding portion is further provided, the plasma or laser penetrated by the laser welding portion and penetrated to the side opposite to the laser irradiation side is provided. By detecting the light with the second ultraviolet sensor or the second laser detecting means, it is possible to more accurately and indirectly evaluate that the laser welding portion has penetrated and the welding is poor.
【図1】本発明の基本原理を説明するための模式図(斜
視図)である。FIG. 1 is a schematic diagram (perspective view) for explaining a basic principle of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態に係る溶接部の品質評価シ
ステムを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a quality evaluation system for a welded portion according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態に係る溶接部の品質評価シ
ステムに備わった紫外線センサによるプラズマ発生量の
検出結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a detection result of a plasma generation amount by an ultraviolet sensor provided in the weld quality evaluation system according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態に係る溶接部の品質評価シ
ステムに備わった紫外線センサによるプラズマ発生量の
検出結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a detection result of a plasma generation amount by an ultraviolet sensor provided in the weld quality evaluation system according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態に係る溶接部の品質評価シ
ステムに備わった赤外線センサによるレーザ溶接部の温
度の検出結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a result of detecting a temperature of a laser welded part by an infrared sensor provided in the welded part quality evaluation system according to one embodiment of the present invention.
【図6】(a)は、レーザ溶接部が貫通していても溶接
欠陥の無い良好な場合を示す図であり、(b)はレーザ
溶接部が貫通して溶接欠陥の発生した不良の場合を示す
図である。FIG. 6 (a) is a view showing a good case where there is no welding defect even when the laser welding portion penetrates, and FIG. 6 (b) is a case where a welding defect occurs when the laser welding portion penetrates; FIG.
10 タブ端子部 11 バスバーの端部の端子部 12 レーザ出射レンズ 13 レーザ光 14 溶接箇所(レーザ溶接部) 17 紫外線センサ 18 赤外線センサ 19 レーザ検出手段 20 第2紫外線センサ 21 第2レーザ検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tab terminal part 11 Terminal part of the end part of a bus bar 12 Laser emission lens 13 Laser light 14 Welding point (laser welding part) 17 Ultraviolet sensor 18 Infrared sensor 19 Laser detecting means 20 Second ultraviolet sensor 21 Second laser detecting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂 喜文 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Fターム(参考) 4E068 CA17 CC00 CC01 CC03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yoshifumi Saka 1-7-10 Kikuzumi, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Harness Research Institute, Ltd. 4E068 CA17 CC00 CC01 CC03
Claims (3)
金属製部材をYAGレーザにより溶接する際に、レーザ
溶接部分の品質を間接的に評価する品質評価システムで
あって、 上記レーザ溶接部のレーザ照射側に、レーザ溶接部から
発生するプラズマの量を紫外領域で検出する紫外線セン
サと、レーザ溶接部の温度を検出する赤外線センサとが
設けられていることを特徴とする溶接部の品質評価シス
テム。1. A quality evaluation system for indirectly evaluating the quality of a laser welded part when two metallic members to be electrically connected to each other are welded by a YAG laser, the quality evaluation system comprising: The laser irradiation side is provided with an ultraviolet sensor that detects the amount of plasma generated from the laser weld in the ultraviolet region and an infrared sensor that detects the temperature of the laser weld. Evaluation system.
ーザ溶接部から反射した反射レーザ量を検出するレーザ
検出手段がさらに設けられていることを特徴とする請求
項1に記載の溶接部の品質評価システム。2. The welding part according to claim 1, further comprising a laser detecting means for detecting an amount of reflected laser reflected from the laser welding part on a laser irradiation side of the laser welding part. Quality evaluation system.
対側に、レーザ溶接部を通過したプラズマを紫外領域で
検出する第2紫外線センサおよび、レーザ溶接部を通過
したレーザ光を検出する第2レーザ検出手段の少なくと
も一方がさらに設けられていることを特徴とする請求項
1または2に記載の溶接部の品質評価システム。3. A second ultraviolet sensor for detecting, in an ultraviolet region, a plasma that has passed through the laser weld, on a side opposite to the laser irradiation side of the laser weld, and a second ultraviolet sensor that detects laser light that has passed through the laser weld. 3. The quality evaluation system for a welded part according to claim 1, wherein at least one of the two laser detecting means is further provided.
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