JP2007101329A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属部材同士を接合した溶接部23と該金属部材の非溶込部24との溶接界面25に向けて、超音波を発信し、この反射波から二次高調波を取り出すことにより、界面反射波を割り出し、該界面反射波を受信するまでの経過時間である界面反射波到達時間に基づいて溶接界面位置Bを算出することにより、溶接部23の溶け込み深さt0を測定するようにした溶接部溶け込み深さ測定方法及び装置1である。この方法及び装置によれば、反射波の二次高調波から界面反射波を容易かつ正確に割り出すことができるため、超音波の反射した溶接界面位置を正確に求めることができ、溶接部の溶け込み深さを精度良く測定することができ得る。
【選択図】図6
Description
図1は、本発明にかかる溶接部溶け込み深さ探査装置1の概略図である。この溶接部溶け込み深さ探査装置1は、探査対象物20を配置する配置台3が設けられた水槽2を備えており、この水槽2の水中に探査対象物20が配置される。また、この溶接部溶け込み深さ探査装置1は、この水槽2の水中で、探査対象物20に所定の超音波を発信すると共に、該超音波の反射波を受信する探触子4を備えている。
ここで、探査対象物20は、二枚の金属板21,22を重ね継ぎ手溶接したものであり、一方の金属板22の板端と他方の金属板21の表面21aとが隅肉溶接され、その溶接部23が該金属板22の板端に沿って形成されている(図2参照)。この探査対象物20を、溶接部23の溶接方向(長手方向)に対して略直交する横断方向に沿って切断し、この溶接部23の切断面を観察すると、図2のように、溶接部23は、金属板21内に比較的大きく溶け込んだ状態で形成されている。この溶接部23は、金属板21内で、該金属板21の裏面21bの方向へ膨らむ形状に形成されている。そして、この溶接部23と、金属板21の、該溶接部23の形成されていない非溶込部24との境界である溶接界面25も、金属板21の裏面方向へ膨らんだ曲面形状となっている。ここで、金属板21の表面21aから、この溶接界面25までの板厚方向距離が溶け込み深さtであり、溶接部23の最も溶け込んでいる位置までの距離が、最深溶け込み深さt0(図3参照)である。尚、この最深溶け込み深さt0は、溶接界面25の、金属板21の裏面方向へ膨らんだ頂点位置の深さである。また、この金属板21,22が、本発明にかかる金属部材であり、金属板21の裏面21bが、本発明にかかる探査対象物の外面に相当する。
波長=6×106 ÷ 40×106
=0.15mm
となる。そして、この0.15mmの波長を有する一周期分の二次高調波において比較的大きな振幅を生じた場合に、その一周期分の二次高調波を界面反射波と認識できる。つまり、0.15mmの誤差の範囲内で溶接界面25の位置を測定することが可能となる。さらに、その0.15mmの波長を有する半周期分の二次高調波において比較的大きな振幅を生じた場合には、その半周期分の二次高調波を界面反射波と認識できる。つまり、0.075mmの誤差の範囲内で溶接界面25の位置を測定することが可能となる。
波長=6×106 ÷ 80×106
=0.075mm
となる。つまり、一周期分の二次高調波において比較的大きな振幅を生じた場合に、0.075mmの誤差の範囲内で溶接界面25の位置を測定することが可能となる。さらに、その0.075mmの波長を有する半周期分の二次高調波において比較的大きな振幅を生じた場合では、0.0375mmの誤差の範囲内で溶接界面25の位置を測定することが可能となる。このように、探触子4の発信部4aから発信する超音波の周波数を上げることにより、溶接界面25の位置測定の精度が向上する。したがって、溶接界面25の位置を測定する精度の必要性に応じて、溶接界面25に向けて発信する超音波の周波数を設定することができる。そして、探触子4の発信部4aから発信する超音波を20MHz以上とすることにより、溶接界面25の位置を精度良く測定することが可能となる。
上述したように、探触子4を、その発信部4aから超音波を垂直下向きに発信するように保持し、探触子走査装置11により、溶接部23の溶接方向と略直交する方向(図1,2の左右方向)に水平移動させる。さらに、この移動に伴って、所定時間間隔毎に、探触子4の発信部4aから所定周波数の超音波を発信する。そして、この探触子4の受信部4bは、超音波を発信した発信位置毎に、その反射波を受信する。これら各反射波をモニター(図示省略)に順次表示し、作業者により、界面反射波が最もはっきりと表れていると認められる波形の反射波を選出するようにしている。ここで、この選出した反射波を受信した発信位置が、溶接部23が最も深くまで溶け込んでいる部位の水平方向位置として決定する。そして、この発信位置を、最深波発信位置Oとして設定する(図3参照)。
この算出処理は、大まかに下記の通りである。
(1)最深波発信位置Oと金属板21の裏面21b(入射位置A)との距離Yaを機械的に実測する(図3参照)。
(2)最深波発信位置Oで超音波Gを発信してから、入射位置Aで反射した裏面反射波h1’が探触子4の受信部4b(最深波発信位置O)に返ってくるまでの時間Wa(図6参照)を、上記距離Yaと水中での超音波の音速とから算出する。
(3)最深波発信位置Oで超音波Gを発信してから、溶接界面位置Bで反射した界面反射波h3’が探触子4の受信部4b(最深波発信位置O)に返ってくるまでに経過した経過時間である界面反射波到達時間Wb(図6参照)を、二次高調波H’のデータから読み込む(図6参照)。この界面反射波到達時間Wbから、上記時間Waを減算することにより、時間Wb’(図6参照)を算出する。この時間Wb’は、超音波g1,g2(図4参照)が入射位置Aから溶接界面位置Bへ到達するまでの時間と、溶接界面位置Bで反射した界面反射波h3が入射位置Aに到達するまでの時間との合計時間である。
(4)上記で算出した時間Wb’と、金属板21内での超音波の音速とから、図3に示すA−B位置間距離Ybを算出する。これにより、溶接界面位置Bが求まる。
(5)上記のようにA−B位置間距離Ybを、金属板21の板厚から減算することにより、該金属板21の表面21aからの最深溶け込み深さt0が測定される。
(1)発信位置O1と入射位置A1との垂直方向距離Y1’を実測して求める。
(2)発信位置O1と入射位置A1との水平方向距離X1’を、垂直方向距離Y1’と入射角θb(発信角θa)から算出する。
(3)発信位置O1と入射位置A1との距離Saを、垂直方向距離Y1’と入射角θb(発信角θa)から算出する。
(4)発信位置O1で超音波を発信してから、入射位置A1で反射した裏面反射波が探触子4の受信部4bに返ってくるまでの時間(図6のWa参照)を、上記距離Saと水中での超音波の音速とから算出する。
(5)発信位置O1で超音波を発信してから、溶接界面位置B1で反射した界面反射波が探触子4に返ってくるまでに経過した経過時間である界面反射波到達時間(図6のWb参照)を、二次高調波のデータから読み込む。この界面反射波到達時間から、上記した裏面反射波を受信するまでの時間を減算する(Wb’=Wb−Wa:図6参照)。これにより、入射位置A1から溶接界面位置B1までの超音波(図4のg1,g2参照)の伝達時間と、溶接界面位置B1から入射位置A1までの界面反射波h3の伝達時間との合計時間(図6のWb’参照)を算出する。
(6)上記した超音波のA1−B1間の伝達時間と界面反射波のB1−A1間の伝達時間との合計時間(図6のWb’参照)と、金属板21内での超音波の音速とから、A1−B1位置間距離Sbを算出する。
(7)水中での超音波の音速、金属板21内での超音波の音速、及び入射角θbから屈折角θcを算出する。
(8)入射位置A1と溶接界面位置B1との垂直方向距離Y1’’を、上記したA1−B1位置間距離Sbと、屈折角θcとから算出する。
(9)入射位置A1と溶接界面位置B1との水平方向距離X1’’を、上記したA1−B1位置間距離Sbと、屈折角θcとから算出する。
(10) 溶接界面位置B1の位置が、最深波発信位置Oに対して、(−X1+X1’+X1’’、−Y1−Y1’−Y1’’)として算出される。
4 探触子
4a 発信部
4b 受信部
5 高周波発生器(超音波発生手段)
6 増幅器(超音波発生手段)
9 制御処理装置(制御処理手段)
11 探触子走査装置(探触子走査手段)
12 探触子傾動装置(探触子傾動手段)
20 探査対象物
21、22 金属板(金属部材)
21b 裏面(探査対象物の外面)
23 溶接部
24 非溶込部
25 溶接界面
27 溶接熱影響部
B,B1 溶接界面位置
G,g1,g2,g3 超音波
H 反射波
H’ 二次高調波
h3,h3’ 界面反射波
O 最深波発信位置
O1 発信位置
t0 最深溶け込み深さ
t 溶け込み深さ
Wb 界面反射波到達時間
θb 入射角
Claims (7)
- 金属部材同士が溶接された探査対象物の、該金属部材内に溶け込んでいる溶接部と、該溶接部が生成されていない金属部材の非溶込部との溶接界面に向けて、所定周波数の超音波を発信し、この超音波の反射波を受信して、この反射波から、該反射波に含まれている二次高調波を取り出すことにより、前記超音波が溶接界面で反射した界面反射波を割り出し、超音波の発信から該界面反射波を受信するまでの経過時間である界面反射波到達時間に基づいて、溶接界面位置を算出することにより、溶接部の金属部材内への溶け込み深さを測定するようにしたことを特徴とする溶接部溶け込み深さ探査方法。
- 溶接界面に向けて超音波を発信する発信位置とほぼ同位置で、界面反射波を割り出し可能な二次高調波が含まれている反射波を受信するように、この発信位置と探査対象物の外面に入射する超音波の入射角とを調整し、この発信位置と入射角と界面反射波到達時間とに基づいて溶接界面位置を算出することにより、溶接部の溶け込み深さを測定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の溶接部溶け込み深さ探査方法。
- 溶接界面に向けて超音波を発信する発信位置を、該溶接界面に沿って順次位置変換すると共に、各発信位置から発信した超音波の探査対象物への入射角を夫々調整することにより、各発信位置毎に、界面反射波を割り出し可能な二次高調波が含まれている反射波を受信し、この発信位置と入射角と界面反射波到達時間とに基づいて溶接界面位置を夫々算出することにより、当該溶接界面の形状を探査するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の溶接部溶け込み深さ探査方法。
- 所定周波数の超音波を、金属部材の、溶接部が表出していない裏面側から発信し、その反射波を受信するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の溶接部溶け込み深さ探査方法。
- 超音波が、20MHz以上の周波数であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の溶接部溶け込み深さ探査方法。
- 所定周波数の超音波を発生する超音波発生手段と、
該超音波発生手段により発生した超音波を発信する発信部と該超音波の反射波を受信する受信部とを具備する探触子と、
金属部材同士を接合した探査対象物の、該金属部材に溶け込んだ溶接部と該溶接部が生成されていない非溶込部との溶接界面に向けて、探触子の発信部から所定周波数の超音波を発信する制御処理と、探触子の受信部により受信した反射波から、該反射波に含まれている二次高調波を取り出す処理と、この二次高調波から割り出された、溶接界面で反射した界面反射波に従って、超音波の発信から該界面反射波を受信するまでの経過時間である界面反射波到達時間を求め、該界面反射波到達時間に基づいて溶接界面位置を算出することにより、溶接部の金属部材への溶け込み深さを求める演算処理とを実行する制御処理手段と
を備えていることを特徴とする溶接部溶け込み深さ探査装置。 - 探触子が、発信部と受信部とを一体的に具備したものであると共に、
超音波を発信する発信位置を位置変換可能とするように、該探触子を水平方向及び垂直方向に夫々移動する探触子走査手段と、
探査対象物に入射する超音波の入射角を角度調整可能とするように、探触子を傾動する探触子傾動手段と
を備えてなり、
制御処理手段は、界面反射波を割り出し可能な二次高調波が含まれている反射波を、探触子の受信部が受信するように、探触子走査手段と探触子傾動手段とを駆動制御することにより、超音波の発信位置と該発信位置から発信した超音波の探査対象物への入射角とを夫々調整する制御処理を備えていることを特徴とする請求項6に記載の溶接部溶け込み深さ探査装置。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010014554A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Toyota Motor Corp | 溶接溶け込み深さ評価方法 |
JP2010038669A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 溶融部界面位置検出方法及びその装置 |
JP2010230630A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 超音波探査方法および超音波探査装置 |
JP2011058937A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Toyota Central R&D Labs Inc | 構造物内部状態計測システム及び構造物内部状態計測方法 |
JP2012170467A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Fujifilm Corp | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
JP2012192133A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および超音波画像生成方法 |
CN104501750A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-08 | 中铁宝桥集团有限公司 | 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法 |
JP2017133906A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 有限会社超音波材料診断研究所 | 小型非線形超音波非破壊検査装置 |
CN107525481A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-29 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种塞焊点超声波检测装置及方法 |
JP2018105844A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-07-05 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 複合材料構造物のためのリンクル特性評価及び性能予測 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61228844A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波計測方法及び装置 |
JPH11290318A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-26 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JP2001071137A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Daido Steel Co Ltd | 肉盛溶接方法 |
JP2006064574A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Choonpa Zairyo Shindan Kenkyusho:Kk | 超音波材料評価方法及び装置 |
-
2005
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61228844A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波計測方法及び装置 |
JPH11290318A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-26 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JP2001071137A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Daido Steel Co Ltd | 肉盛溶接方法 |
JP2006064574A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Choonpa Zairyo Shindan Kenkyusho:Kk | 超音波材料評価方法及び装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010014554A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Toyota Motor Corp | 溶接溶け込み深さ評価方法 |
JP2010038669A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 溶融部界面位置検出方法及びその装置 |
JP2010230630A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 超音波探査方法および超音波探査装置 |
US8266966B2 (en) | 2009-03-30 | 2012-09-18 | Central Motor Wheel Co., Ltd. | Ultrasonic exploration method and ultrasonic exploration apparatus |
JP2011058937A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Toyota Central R&D Labs Inc | 構造物内部状態計測システム及び構造物内部状態計測方法 |
JP2012170467A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Fujifilm Corp | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
JP2012192133A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および超音波画像生成方法 |
CN104501750A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-08 | 中铁宝桥集团有限公司 | 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法 |
JP2017133906A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 有限会社超音波材料診断研究所 | 小型非線形超音波非破壊検査装置 |
JP2018105844A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-07-05 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 複合材料構造物のためのリンクル特性評価及び性能予測 |
JP7156782B2 (ja) | 2016-10-31 | 2022-10-19 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合材料構造物のためのリンクル特性評価及び性能予測 |
CN107525481A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-29 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种塞焊点超声波检测装置及方法 |
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