JP2012121067A - 溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品 - Google Patents
溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012121067A JP2012121067A JP2011106934A JP2011106934A JP2012121067A JP 2012121067 A JP2012121067 A JP 2012121067A JP 2011106934 A JP2011106934 A JP 2011106934A JP 2011106934 A JP2011106934 A JP 2011106934A JP 2012121067 A JP2012121067 A JP 2012121067A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- spark
- luminance
- monitoring
- welded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000002950 deficient Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 47
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 abstract 1
- 235000019557 luminance Nutrition 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
【解決手段】溶接施工時の溶接部を対象とし、スパークセンサ12で該対象の発光状態を撮像し、該撮像した画像からスパークを判定するスパーク判定工程と、前記対象の輝度をDSセンサ10で画像信号として捉えて監視する輝度監視工程と、前記スパーク判定工程の判定結果と前記輝度監視工程の監視結果とに基づいて溶接欠陥を判定する欠陥判定工程とを備えた。
【選択図】図1
Description
スパークとは、溶接部分を中心に、周囲へ激しく火花が飛び散る現象を指し、スパークが発生した部分は、一般的に、溶接不良となることが多いことが知られている。したがって、溶接時に、スパークが発生したか否かを正確に検出し、スパークを検出した場合には、需要家に出荷しないように、当該部位の切除(切断除去)を行なうことが必要である。
そこで、特許文献1に記載の発明では、青色フィルタを用いて、スパークの輝度は大きくなり、スパッタと正常時の輝度は小さくなるようにし、その間の輝度レベルに閾値を設定することにより、スパークを検出することを提案している。
(i)スパーク発生部位を切除した後の電縫鋼管において溶接部の機械的特性が低下している造管長さ方向部分からサンプルを切り出して走査型電子顕微鏡で観察すると、極めて微細な溶接欠陥が存在している。
(ii)極めて微細な溶接欠陥が生じるのは、電縫溶接部に微細な異物が混入する場合と、管素材である帯材の幅端部(管状に成形後は管状体の円周方向縁部となる)に当て疵などが存在する場合である。すなわち、管素材のロール成形乃至電縫溶接過程において管素材表面の酸化鉄や鉄などが剥離して、大気中に微量の粉塵として存在しており、電縫溶接過程においては、溶接時に発生する溶鋼がスパッタ粒として存在しているが、これらの粉塵やスパッタ粒が溶接部に稀に飛び込んだ場合に溶接欠陥を生じることがある。
(iii)上記溶接欠陥が生じる際に、溶接点出側(下流側)の輝度の分布状態が瞬間的にダーク(暗い)側に変化する。
(iv)従って、溶接点近傍を対象としてスパーク検出と輝度監視とを併せて行うことで、溶接不良部のみならず微細な溶接欠陥の発生部をも同定してそれら部位を切断除去することが可能である。
(1)溶接施工時の溶接部を対象とし、該対象の発光状態を撮像し、該撮像した画像からスパークを判定するスパーク判定工程と、前記対象の輝度を画像信号として捉えて監視する輝度監視工程と、前記スパーク判定工程の判定結果と前記輝度監視工程の監視結果とに基づいて溶接欠陥を判定する欠陥判定工程とを備えたことを特徴とする溶接欠陥検出方法。
(2)前記スパーク判定工程は、前記撮像した画像の画像信号から青色成分強度を抽出し、該青色成分強度が所定の閾値以上のときのみスパークが発生したと判定することを特徴とする前記(1)に記載の溶接欠陥検出方法。
(3)前記輝度監視工程は、溶接線にほぼ直交する線状領域の輝度分布を、撮影速度1ms以下、撮影回数1000回/s以上の撮影による画像信号として捉えることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の溶接欠陥検出方法。
(4)前記欠陥判定工程は、前記スパーク判定工程と前記輝度監視工程における双方の画像信号をリアルタイムで捉えてそれぞれ画像処理後、所定の閾値と比較する演算を行い、該演算結果に基づいて瞬時的な溶接状態の適否を判別することにより溶接欠陥を判定することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法。
(5)前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法の実施に用いる溶接欠陥検出システムであって、前記対象の発光状態を撮像する撮像装置と、前記対象の輝度を画像信号として捉えて監視する輝度センサとを有することを特徴とする溶接欠陥検出システム。
(6)鋼の帯材を管状に成形して形成したV字状ギャップの縁部同士を連続的に電縫溶接する電縫鋼管の製造方法において、電縫溶接時の溶接部を対象として前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法を適用することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。
(7)金属材料に対して溶接を施し、該溶接施工時の溶接部を対象として前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法を適用してなる溶接製品。
(スパーク判定工程)
スパーク判定工程の実施形態に関しては、特許文献1に詳細な記載があるので、ここでは、かいつまんで説明する。
スパークセンサのカメラレンズ前面には、透過率が約300nm以上約500nm以下の波長の範囲で最大となる特性を有する青色フィルタを装着するとよい。これにより、モノクロカメラでも、発光した光の青色成分を抽出して受光でき、その信号変化によって、スパッタと区別して、スパークを検出することができる。尚、モノクロカメラに代えて、カラーカメラを用いて青色成分の信号だけを取り出して処理してもよい。
(輝度監視工程)
輝度監視工程では、溶接施工時の溶接部の輝度を画像信号として捉えて監視する手段として、輝度センサ(以下、DSセンサともいう)10を用いる。DSセンサ10は、線状の監視領域11を撮影し、該撮影した画面内の輝度分布を導出する機能を有しており、これには例えば市販のラインスキャンカメラ等が好ましく適用できる。
ところで、電縫溶接の速度(溶接線生成速度または造管速度)は、各種溶接法の中でも高速溶接法に分類され、100m/分を超える速度で溶接される場合がある。これらの溶接速度において、数mm以下の溶接欠陥を判別するためには、撮影速度(1撮影コマの露光時間)は1ms(=1/1000秒)以下にしなければならない。1msを超える撮影速度では、溶接欠陥部の輝度変化部以外の部分が同じ撮影コマ内にかなりの程度まで入って、DSの検出が困難となる。さらに、微小な溶接欠陥を見逃さないためには、撮影回数(撮影コマ数)は、毎秒1000回(毎秒1000コマ)以上にしなければならない。撮影回数が毎秒1000回未満の場合、溶接欠陥部が撮影コマから外れて、見逃しが発生することがある。
次に、輝度監視工程の監視結果からDSを検出するための、より具体的な方法について述べる。
(欠陥判定工程)
発明者らの検討によると、上述のようにして検出した、管のスパーク発生部位では溶接部機械特性が低下するが、スパーク光量が閾値を下回った部位でも溶接部機械特性が低下する場合もある。一方、上述のようにして検出したDS発生部位では、溶接部機械特性が低下する場合と低下しない場合とがある。
そこで、本発明では、欠陥判定工程における溶接欠陥有りの判定条件として、スパークセンサで捉えたスパーク光量が自然光ノイズレベル上限超のピーク高さを示し、それとほぼ同時(前記ピーク検出時点から約5秒以内)にDSセンサがDSを検出することという条件を採用するとよい。
尚、上記実施形態では、電縫溶接鋼管の製造工程に本発明を適用した場合について説明したが、本発明の溶接欠陥検出方法は、電縫鋼管以外の溶接製品(例えば溶接構造物)の溶接製造工程における溶接監視等の用途にも適用できることはいうまでもない。
1a 溶接点
1b,1c 縁部
1w 溶接線
2a,2b スクイズロール
3a ワークコイル
3d 高周波発振装置
10 輝度センサ(DSセンサ)
11 監視領域(溶接線にほぼ直交する線状領域)
12 撮像装置(スパークセンサ)
13 撮像領域
20,40,50 閾値
21,22,41,51 データ
21a,22a ピーク
30 自然光ノイズ域
Claims (7)
- 溶接施工時の溶接部を対象とし、該対象の発光状態を撮像し、該撮像した画像からスパークを判定するスパーク判定工程と、前記対象の輝度を画像信号として捉えて監視する輝度監視工程と、前記スパーク判定工程の判定結果と前記輝度監視工程の監視結果とに基づいて溶接欠陥を判定する欠陥判定工程とを備えたことを特徴とする溶接欠陥検出方法。
- 前記スパーク判定工程は、前記撮像した画像の画像信号から青色成分強度を抽出し、該青色成分強度が所定の閾値以上のときのみスパークが発生したと判定することを特徴とする請求項1に記載の溶接欠陥検出方法。
- 前記輝度監視工程は、溶接線にほぼ直交する線状領域の輝度分布を、撮影速度1ms以下、撮影回数1000回/s以上の撮影による画像信号として捉えることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶接欠陥検出方法。
- 前記欠陥判定工程は、前記スパーク判定工程と前記輝度監視工程における双方の画像信号をリアルタイムで捉えてそれぞれ画像処理後、所定の閾値と比較する演算を行い、該演算結果に基づいて瞬時的な溶接状態の適否を判別することにより溶接欠陥を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法の実施に用いる溶接欠陥検出システムであって、前記対象の発光状態を撮像する撮像装置と、前記対象の輝度を画像信号として捉えて監視する輝度センサとを有することを特徴とする溶接欠陥検出システム。
- 鋼の帯材を管状に成形して形成したV字状ギャップの縁部同士を連続的に電縫溶接する電縫鋼管の製造方法において、電縫溶接時の溶接部を対象として請求項1〜4のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法を適用することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。
- 金属材料に対して溶接を施し、該溶接施工時の溶接部を対象として請求項1〜4のいずれか1つに記載の溶接欠陥検出方法を適用してなる溶接製品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011106934A JP5909872B2 (ja) | 2010-11-18 | 2011-05-12 | 溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010258185 | 2010-11-18 | ||
JP2010258185 | 2010-11-18 | ||
JP2011106934A JP5909872B2 (ja) | 2010-11-18 | 2011-05-12 | 溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012121067A true JP2012121067A (ja) | 2012-06-28 |
JP5909872B2 JP5909872B2 (ja) | 2016-04-27 |
Family
ID=46503097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011106934A Active JP5909872B2 (ja) | 2010-11-18 | 2011-05-12 | 溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5909872B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014231084A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | Jfeスチール株式会社 | 電縫鋼管の溶接部シールドシステム |
JPWO2013114967A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2015-05-11 | 日本碍子株式会社 | 酸化亜鉛スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
JP2016078056A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 電縫溶接操業管理装置および電縫溶接操業管理方法 |
CN111998888A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-27 | 无锡和博永新科技有限公司 | 一种用于电阻外观检测的摄像装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04319079A (ja) * | 1991-04-16 | 1992-11-10 | Meidensha Corp | 電縫管溶接管理方法およびその装置 |
JP2009072788A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Jfe Steel Kk | 溶接のスパーク検出方法及びスパーク検出装置ならびに溶接製品の製造方法 |
-
2011
- 2011-05-12 JP JP2011106934A patent/JP5909872B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04319079A (ja) * | 1991-04-16 | 1992-11-10 | Meidensha Corp | 電縫管溶接管理方法およびその装置 |
JP2009072788A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Jfe Steel Kk | 溶接のスパーク検出方法及びスパーク検出装置ならびに溶接製品の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013114967A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2015-05-11 | 日本碍子株式会社 | 酸化亜鉛スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
JP2014231084A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | Jfeスチール株式会社 | 電縫鋼管の溶接部シールドシステム |
JP2016078056A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 電縫溶接操業管理装置および電縫溶接操業管理方法 |
CN111998888A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-27 | 无锡和博永新科技有限公司 | 一种用于电阻外观检测的摄像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5909872B2 (ja) | 2016-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5967042B2 (ja) | レーザ溶接良否判定装置及びレーザ溶接良否判定方法 | |
JP6221013B1 (ja) | 溶接監視装置及び溶接監視方法 | |
JP5200469B2 (ja) | 溶接のスパーク検出方法及びスパーク検出装置ならびに溶接製品の製造方法 | |
JP5880794B1 (ja) | 溶接状態監視システム及び溶接状態監視方法 | |
JP5909872B2 (ja) | 溶接欠陥検出方法及びシステム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 | |
WO2003093761A1 (fr) | Procede et instrument de mesure de la forme de coupe du manchon de verre d'un tube electrique soude | |
JP5909873B2 (ja) | 溶接欠陥検出システム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 | |
JP2018020356A (ja) | 電縫鋼管の溶接工程の溶接監視方法及び溶接監視装置 | |
JP3230447B2 (ja) | 電縫管シーム部検出装置及び方法 | |
JP2009255132A (ja) | 電縫溶接システム | |
JP5881942B2 (ja) | 溶接欠陥検出システム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 | |
JP5625292B2 (ja) | 電縫溶接部の監視システム | |
JP6399264B1 (ja) | 溶接操業監視システムおよび溶接操業監視方法 | |
JP2008212961A (ja) | 電縫鋼管の製造方法 | |
JP5909870B2 (ja) | 溶接欠陥検出方法及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 | |
JP5909874B2 (ja) | 電縫鋼管の溶接欠陥の検出システム及び電縫鋼管の製造方法 | |
JP5440014B2 (ja) | 電縫溶接部の監視方法 | |
JP5601015B2 (ja) | 低炭素低合金鋼電縫管の入熱制御システム | |
JP4532977B2 (ja) | 溶接品質に優れた電縫鋼管の溶接方法 | |
JP2803928B2 (ja) | 電縫溶接造管のスクイズ量計測演算方法および制御方法 | |
JP2009090363A (ja) | 角形鋼管の製造設備および製造方法 | |
JP7081718B2 (ja) | 電縫鋼管溶接監視方法、電縫鋼管製造方法、電縫鋼管溶接監視装置、及び電縫鋼管製造装置 | |
JP2768053B2 (ja) | 電縫鋼管のシーム部位置検出装置 | |
JP2017225995A (ja) | 電縫鋼管の溶接監視装置及び溶接監視方法 | |
JP2011104627A (ja) | 電縫鋼管の製造方法および電縫鋼管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130708 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140220 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20140411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150324 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150508 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151030 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5909872 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |