JP2021186840A - Temperature/reaction force measuring device and temperature/reaction force measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接、例えば、非消耗電極を用いた溶接において溶融池の温度及び反力を計測するのに用いる温度・反力計測装置及び温度・反力計測方法に関するものである。 The present invention relates to a temperature / reaction force measuring device and a temperature / reaction force measuring method used for measuring the temperature and reaction force of a molten pool in welding, for example, welding using a non-consumable electrode.
上記したような非消耗電極を用いる溶接、例えば、TIG溶接では、シールドガスを供給しつつタングステン電極からティグアークを発生させて被溶接物を溶融し、これで生じる溶融池に溶加材を挿入しながら接合するようにしている。 In welding using non-consumable electrodes as described above, for example, in TIG welding, a TIG arc is generated from the tungsten electrode while supplying a shield gas to melt the workpiece, and the filler metal is inserted into the molten pool generated by this. I try to join them.
このTIG溶接は、ティグアークが安定していてヒュームやスパッタやスラグが少ないので、突合せ溶接やすみ肉溶接の場合には、形状の整った品質良好な溶接ビードを得ることができる。この非消耗電極を用いたTIG溶接装置については、例えば、非特許文献1に詳しく記載されている。
In this TIG welding, the TIG arc is stable and there are few fume, spatter, and slag. Therefore, in the case of butt welding and fillet welding, it is possible to obtain a well-shaped and good quality weld bead. A TIG welding apparatus using this non-consumable electrode is described in detail in, for example, Non-Patent
このようなTIG溶接では、形状の整った品質良好な溶接ビードを得ることができるものの、溶融池内における溶加材の溶け込み速度よりも速く溶加材を挿入してしまうと、溶加材が未溶融状態で溶融池内に残存して溶接欠陥となる。 In such TIG welding, a well-shaped and good-quality weld bead can be obtained, but if the filler metal is inserted at a speed faster than the penetration rate of the filler metal in the molten pool, the filler metal is not obtained. It remains in the molten pool in the molten state and becomes a welding defect.
また、TIG溶接によって被溶接物の裏面まで貫通する溶接を行う場合には、いわゆる裏波溶接を行う場合には、被溶接物の裏面側から受ける粘性及び表面張力による反力に応じた適切な速度で溶加材を溶融池に挿入する必要があるが、この溶加材の挿入速度が適切でないと、被溶接物の裏面が溶け落ちる溶接欠陥が発生する。 Further, in the case of performing welding that penetrates to the back surface of the work piece by TIG welding, and in the case of so-called back wave welding, it is appropriate according to the viscosity received from the back side of the work piece and the reaction force due to surface tension. It is necessary to insert the filler metal into the molten pool at a high speed, but if the insertion speed of the filler metal is not appropriate, welding defects will occur in which the back surface of the workpiece melts down.
これらの溶接欠陥の発生を防ぐためには、溶融池内で生じている現象を把握することが重要であるが、溶融池内の現象は、被溶接物の材質や厚さに応じた熱容量により変化するうえ、シールドガスに覆われて目視では確認することができない。 In order to prevent the occurrence of these welding defects, it is important to understand the phenomenon occurring in the molten pool, but the phenomenon in the molten pool changes depending on the heat capacity according to the material and thickness of the work piece. , It is covered with shield gas and cannot be visually confirmed.
したがって、溶接士は溶融池に溶加材を送り込むときの手の感覚で得られる溶融池の溶け具合によって、溶加材の適正な送り込み速度を決めているが、このような、溶接士の感覚に頼った溶接技術は伝承することが難しく、様々な材料に対応し得る溶接士を育成することは非常に困難である。 Therefore, the welder determines the appropriate feeding speed of the filler metal by the melting condition of the molten metal obtained by the feeling of the hand when feeding the filler metal into the molten pool. Welding technology that relies on is difficult to hand down, and it is very difficult to train welders who can handle various materials.
加えて、例えば、ロボットによる自動化を試みようとしても、溶融池に対する適正な溶加材の送り込み速度が不明確である以上、施工条件の選定が困難であった。 In addition, for example, even if an attempt is made to automate by a robot, it is difficult to select the construction conditions because the appropriate feeding speed of the filler metal to the molten pool is unclear.
上記したような、溶加材の適正送り込み速度を決めるのに不可欠な溶融池の溶け具合を溶接士の感覚に頼らずに知るためには、溶融池から溶加材を通して受ける反力に加えて、溶融池の温度を測定する必要がある。 In order to know the melting condition of the molten pool, which is indispensable for determining the proper feeding speed of the filler metal as described above, without relying on the sense of the welder, in addition to the reaction force received from the molten pool through the filler metal. , It is necessary to measure the temperature of the molten pool.
従来において、上記した溶融池のような高温の溶融金属の温度を測るためのものとしては、例えば、測温用二重被覆光ファイバが知られている。
この測温用二重被覆光ファイバは、光ファイバの外周に金属製の保護管を設け、さらにこの保護管の外周に測定対象金属の温度よりも融点の高い粒子を添加物として含有する断熱材を設けて成っており、このように二重被覆構造を採用することで、高温から保護しつつ溶融金属に光ファイバを挿入することができるようになっている(特許文献1参照)。
Conventionally, for example, a double-coated optical fiber for temperature measurement is known for measuring the temperature of a high-temperature molten metal such as the above-mentioned molten pool.
This double-coated optical fiber for temperature measurement is provided with a metal protective tube on the outer periphery of the optical fiber, and further, a heat insulating material containing particles having a melting point higher than the temperature of the metal to be measured as an additive on the outer periphery of the protective tube. By adopting the double coating structure in this way, it is possible to insert the optical fiber into the molten metal while protecting it from high temperature (see Patent Document 1).
また、この測温用二重被覆光ファイバと同じく、高温の溶融金属の温度を測るのに用いられる光ファイバによる高温液体の測温装置が知られている。
この光ファイバによる高温液体の測温装置は、溶湯を保持する炉に設けられる装置であって、一方の端部が溶湯に接する測温ノズルと、予めドラムに巻き込まれた金属管被覆光ファイバの一端を測温ノズルの他方の端部から挿通させて炉内の溶湯中に断続的に送り出し、溶湯中に送り出さない時期に、金属管被覆光ファイバを供給方向の前後に振動させる光ファイバ供給装置と、測温ノズルに対してノズル詰り防止ガスを送給するノズル詰りガス供給装置と、金属管被覆光ファイバの他端に接続され、溶湯の温度を計測する放射温度計とを有している(特許文献2参照)。
Further, like this double-coated optical fiber for temperature measurement, a high-temperature liquid temperature measuring device using an optical fiber used for measuring the temperature of a high-temperature molten metal is known.
The temperature measuring device for high-temperature liquid using this optical fiber is a device installed in a furnace that holds the molten metal, and has a temperature measuring nozzle whose one end is in contact with the molten metal and a metal tube-coated optical fiber that is previously wound in a drum. An optical fiber supply device that inserts one end from the other end of the temperature measuring nozzle and intermittently sends it into the molten metal in the furnace, and vibrates the metal tube-coated optical fiber back and forth in the supply direction when it is not sent into the molten metal. It has a nozzle clogging gas supply device that supplies nozzle clogging prevention gas to the temperature measuring nozzle, and a radiation thermometer that is connected to the other end of the metal tube coated optical fiber and measures the temperature of the molten metal. (See Patent Document 2).
さらに、非特許文献2には、溶接の母材に微細な横孔を設けて、この横孔に光ファイバを挿通して先端が開先面から突出する状態で固定した後、開先面に対して溶接を行って光ファイバの周囲を覆う溶接金属からの熱放射を光ファイバ先端から取り込んで高熱源通過時から凝固中の温度を連続測定する溶接金属の温度計測方法が開示されている。
Further, in Non-Patent
上記した特許文献1に記載された測温用二重被覆光ファイバでは、光ファイバの外周に金属製の保護管及び断熱材を設けているので、溶融金属の温度を正確に測定することができるものの、溶融金属の溶け具合を把握することはできない。
In the double-coated optical fiber for temperature measurement described in
また、特許文献2に記載された光ファイバによる高温液体の測温装置も、炉内の溶湯温度の連続した測温を行うことはできるが、炉内の溶湯の溶け具合を把握することは想定していない。
Further, the temperature measuring device for high-temperature liquid using an optical fiber described in
さらに、上記した非特許文献2に記載された溶接金属の温度計測方法では、事前に微細な横孔を溶接の母材に設けて光ファイバを挿通しておく必要があるうえ、開先面における溶接金属の高熱源通過時から凝固中の温度を測定することができるものの、高熱源とともに移動する溶融池に追従して連続的に温度を測定することはできず、その結果、溶接金属の溶け具合を知ることは困難である。
Further, in the method for measuring the temperature of the weld metal described in Non-Patent
つまり、上記した測温用二重被覆光ファイバ,光ファイバによる高温液体の測温装置及び溶接金属の温度計測方法において、いずれも高温の金属の温度を計測することが可能であるが、溶接金属の溶け具合である溶接金属から受ける反力及び温度を連続して取得することはできず、この問題を解決することが従来の課題であった。 That is, in the above-mentioned double-coated optical fiber for temperature measurement, the temperature measuring device for high-temperature liquid using optical fiber, and the temperature measuring method for weld metal, it is possible to measure the temperature of high-temperature metal, but the weld metal. It is not possible to continuously obtain the reaction force and temperature received from the weld metal, which is the degree of melting of the metal, and it has been a conventional problem to solve this problem.
本発明は、上記したような従来の課題を解決するためになされたもので、溶融池の温度データ及び反力データを連続的に取得して解析することで、溶融池に対する適正な溶加材の送り込み速度の選定が可能となり、その結果、溶接士の育成及びロボットを用いた自動溶接化に貢献することができる温度・反力計測装置及び温度・反力計測方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and by continuously acquiring and analyzing the temperature data and reaction force data of the molten pool, an appropriate filler metal for the molten pool. As a result, the purpose is to provide a temperature / reaction force measuring device and a temperature / reaction force measuring method that can contribute to the training of welders and automatic welding using robots. There is.
本発明の第1の態様は、溶接を行う際の溶融池の温度及び反力を計測する温度・反力計測装置であって、温度計測用プローブと、前記温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入する駆動部と、前記温度計測用プローブを介して溶融池温度を計測する温度計測部と、前記温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入した際に該温度計測用プローブが溶融池から受ける反力を計測する反力計測部と、を備えた構成としている。 The first aspect of the present invention is a temperature / reaction force measuring device that measures the temperature and reaction force of the molten pool during welding, and the temperature measuring probe and the tip of the temperature measuring probe are connected to the molten pool. When the tip of the temperature measuring probe is inserted into the molten pool, the temperature measuring probe is released from the molten pool. It is equipped with a reaction force measuring unit that measures the reaction force received.
本発明の第1の態様に係る温度・反力計測装置では、駆動部によって温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入することで、温度計測部による溶融池の温度データの計測及び反力計測部による溶融池の反力データの計測を連続的に行い得る。 In the temperature / reaction force measuring device according to the first aspect of the present invention, the tip of the temperature measuring probe is inserted into the molten pool by the driving unit, so that the temperature measuring unit measures the temperature data of the molten pool and measures the reaction force. The reaction force data of the molten pool can be continuously measured by the unit.
したがって、本発明の第1の態様に係る温度・反力計測装置で連続的に取得した温度データ及び反力データを解析することで、溶融池の溶融状態の推定が可能となり、これにより溶融池に対する適正な溶加材の送り込み速度を選定し得ることとなる。
つまり、溶接士の感覚を重視した溶接技術に頼る必要がほとんどなくなるので、溶接士の育成及びロボットを用いた自動溶接化に大いに寄与することとなる。
Therefore, by analyzing the temperature data and the reaction force data continuously acquired by the temperature / reaction force measuring device according to the first aspect of the present invention, it is possible to estimate the molten state of the molten pool, whereby the molten pool can be estimated. It is possible to select an appropriate filler feed rate for the above.
In other words, since it is almost unnecessary to rely on welding technology that emphasizes the sense of the welder, it will greatly contribute to the training of welders and automatic welding using robots.
加えて、例えば、融点や高温強度が互いに異なる鉄鋼材料とNi基合金との異種金属同士の接合に際して、本発明の第1の態様に係る温度・反力計測装置を用いて溶融池の温度データ及び反力データを計測すれば、これらのデータの解析から推定される溶融池の溶融状態を基にして適正な溶加材の送り込み速度を選定し得ることとなる。 In addition, for example, when joining dissimilar metals of a Ni-based alloy and a steel material having different melting points and high-temperature strengths, temperature data of a molten pool using the temperature / reaction force measuring device according to the first aspect of the present invention. And by measuring the reaction force data, it is possible to select an appropriate filler feed rate based on the molten state of the molten pool estimated from the analysis of these data.
本発明の第2の態様は、前記温度計測用プローブが光ファイバである構成としている。 In the second aspect of the present invention, the temperature measuring probe is an optical fiber.
本発明の第3の態様は、前記温度計測用プローブが光ファイバ及び該光ファイバの少なくとも先端部を覆う被覆体から成っている構成としている。 In the third aspect of the present invention, the temperature measuring probe is composed of an optical fiber and a covering body covering at least the tip of the optical fiber.
本発明の第4の態様において、前記温度計測用プローブの前記被覆体は円筒形状を成し、該円筒形状を成す被覆体の中空部分に前記光ファイバの先端部が挿入されている構成としている。 In the fourth aspect of the present invention, the covering body of the temperature measuring probe has a cylindrical shape, and the tip portion of the optical fiber is inserted into the hollow portion of the covering body forming the cylindrical shape. ..
本発明の第5の態様において、前記温度計測用プローブの前記被覆体は溶加材である構成としている。 In the fifth aspect of the present invention, the covering body of the temperature measuring probe is configured to be a filler metal.
本発明の第6の態様は、前記温度計測部で計測した溶融池の温度データ及び前記反力計測部で計測した溶融池の反力データを取得して保存するデータロガーを備えている構成としている。 A sixth aspect of the present invention includes a data logger that acquires and stores the temperature data of the molten pool measured by the temperature measuring unit and the reaction force data of the molten pool measured by the reaction force measuring unit. There is.
一方、本発明の第7の態様は、溶接を行う際の溶融池の温度及び反力を計測する温度・反力計測方法であって、温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入して、溶融池温度を計測すると共に前記温度計測用プローブが溶融池から受ける反力を計測する構成としている。 On the other hand, the seventh aspect of the present invention is a temperature / reaction force measuring method for measuring the temperature and reaction force of the molten pool during welding, in which the tip of a temperature measuring probe is inserted into the molten pool. The configuration is such that the temperature of the molten pool is measured and the reaction force received by the temperature measuring probe from the molten pool is measured.
本発明に係る温度・反力計測装置及び温度・反力計測方法によれば、溶融池の温度データ及び反力データを連続的に取得して解析することで、溶融池に対する適正な溶加材の送り込み速度の選定が可能となり、その結果、溶接士の育成及びロボットを用いた自動溶接化に貢献することができるという非常に優れた効果がもたらされる。 According to the temperature / reaction force measuring device and the temperature / reaction force measuring method according to the present invention, the appropriate filler metal for the molten pool is obtained by continuously acquiring and analyzing the temperature data and the reaction force data of the molten pool. It is possible to select the feed rate, and as a result, it is possible to contribute to the training of welders and automatic welding using a robot, which is a very excellent effect.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る温度・反力計測装置を示しており、この実施形態では、熱源が非消耗電極を用いるTIG溶接である場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a temperature / reaction force measuring device according to an embodiment of the present invention, and in this embodiment, a case where the heat source is TIG welding using a non-consumable electrode will be described as an example.
図1に示すように、この温度・反力計測装置1は、溶接トーチTの先端部に位置するタングステン電極(非消耗電極)Taを用いて溶接を行う際に試験片Wに生じる溶融池Wpの温度及び反力を計測するのに用いる計測装置である。
As shown in FIG. 1, in this temperature / reaction
すなわち、この温度・反力計測装置1は、先端が溶融池Wpに挿入される温度計測用プローブ2と、この温度計測用プローブ2を支持するスタンド3と、温度計測用プローブ2を介して溶融池Wpの温度を計測する温度計測部4を備えている。
That is, the temperature / reaction
この実施形態において、温度計測用プローブ2は、図1の拡大楕円内に示すように、温度計測用の光ファイバ21と、円管状を成すステンレス鋼製の被覆体22(先端部以外は仮想線で示す)を具備しており、この被覆体22の中空部分に光ファイバ21の先端部を挿入することで、光ファイバ21を溶接の熱から保護するようにしている。この際、光ファイバ21は金属管で被覆してあり、高い剛性及び耐熱性の双方を有するものとしてある。
この温度計測用プローブ2における光ファイバ21の基端は温度計測部4に接続させてあり、温度計測部4では、光ファイバ21を通して伝達される溶融池Wpの輝度から温度を計測するようになっている。
In this embodiment, as shown in the enlarged ellipse of FIG. 1, the
The base end of the
この温度計測用プローブ2を支持するスタンド3は、基礎Eに設置されたレール31と、このレール31上に移動可能に配置されたベース32と、このベース32上に配置された支柱33と、この支柱33の上端部に水平軸34を介して回動可能に取り付けられたアーム35を具備している。図示例のスタンド3において、アーム35を支持する水平軸34は、支柱33にその長手方向に沿って形成した位置調整用の溝33aの適宜位置で固定可能となっている。
The
この場合、スタンド3のアーム35における基端部上面にはリニアモータ(駆動部)5が取り付けられており、さらにアーム35の上面には、その長手方向に沿う溝36が形成されている。そして、温度計測用プローブ2は、アーム35の溝36に沿って摺動するリニアモータ5の可動板51上に固定されている。
In this case, a linear motor (driving unit) 5 is attached to the upper surface of the base end portion of the
つまり、アーム35に固定された温度計測用プローブ2の先端が溶融池Wpを向くようにしてアーム35を支柱33の適宜位置に適宜角度で固定したうえで、リニアモータ5の可動板51を動作させることによって、温度計測用プローブ2の先端を溶融池Wpに挿入することができるようになっている。
That is, the
また、この温度・反力計測装置1は、温度計測用プローブ2の先端を溶融池Wpに挿入した際に、この温度計測用プローブ2が溶融池Wpから受ける反力を計測する反力計測部6を備えている。
Further, the temperature / reaction
この実施形態において、温度計測用プローブ2が溶融池Wpから受ける反力をリニアモータ5に内蔵された伸縮棒式ロードセルで検出して電気信号に変換するようになっており、反力計測部6では、電気ケーブル7を介して伝達される伸縮棒式ロードセルからの電気信号に基づいて、温度計測用プローブ2が溶融池Wpから受ける反力を取得するようになっている。
In this embodiment, the reaction force received by the
加えて、この反力計測部6は、温度計測用プローブ2の先端を溶融池Wpに所定の周期で挿入するべく、リニアモータ5の可動板51の往復動作(図1に矢印で示す)をコントロールするようになっている。
In addition, the reaction
さらに、この温度・反力計測装置1は、温度計測部4で計測した溶融池Wpの温度データ及び反力計測部6で計測した溶融池Wpの反力データを取得して保存するデータロガー8を備えており、計測後のデータ解析は、データロガー8にサンプリング周期を合わせて保存されている温度データ及び反力データに基づいて行われる。
Further, the temperature / reaction
上記した構成の温度・反力計測装置1によって、TIG溶接によって試験片Wに生じる溶融池Wpの温度及び反力を計測するに際しては、まず、溶接トーチTのタングステン電極Taの下方に試験片Wをセットする。
When measuring the temperature and reaction force of the molten pool Wp generated in the test piece W by TIG welding by the temperature / reaction
次いで、スタンド3のベース32をレール31に対して移動させて支柱33を溶接トーチT近傍に位置させると共に、アーム35に固定された温度計測用プローブ2の先端が溶接トーチTの下方(溶融池Wp想定位置)を向くようにしてアーム35を支柱33の適宜位置に適宜角度で固定する。
Next, the
この後、TIG溶接を開始し、タングステン電極Taから発生するティグアークで試験片Wを溶融して、試験片Wに溶融池Wpを生じさせる。
この状態において、反力計測部6からの指令によってリニアモータ5の可動板51を往復動作させることで、温度計測用プローブ2の先端を溶融池Wpに挿入する。
After that, TIG welding is started, and the test piece W is melted by the TIG arc generated from the tungsten electrode Ta to generate a molten pool Wp in the test piece W.
In this state, the tip of the
この温度計測用プローブ2の溶融池Wpに対する挿入により、温度計測部4において、温度計測用プローブ2の光ファイバ21を通して伝達される溶融池Wpの輝度に基づいて溶融池Wpの温度が連続的に計測される。
By inserting the
一方、反力計測部6では、電気ケーブル7を介して伝達されるリニアモータ5に内蔵された伸縮棒式ロードセルからの電気信号に基づいて、温度計測用プローブ2、特に温度計測用プローブ2の円管状を成すステンレス鋼製の被覆体22が溶融池Wpから受ける反力が連続的に計測される。
On the other hand, in the reaction
この際、温度計測部4で計測された溶融池Wpの温度データ及び反力計測部6で計測された溶融池Wpの反力データは、データロガー8にサンプリング周期を合わせて保存される。
At this time, the temperature data of the molten pool Wp measured by the
ここで、データロガー8にサンプリング周期を合わせて保存されている溶融池Wpの温度データ及び反力データの一例を図2に示す。
Here, FIG. 2 shows an example of temperature data and reaction force data of the molten pool Wp stored in the
図2のグラフにおいて、時刻約2.4秒の時点で温度計測用プローブ2の先端が溶融池Wpに入り始め、時刻2.45〜2.5秒の間に温度計測用プローブ2の先端が溶融池Wpの底(2mm程度の位置P)に達した様子が判る。この間、温度計測用プローブ2は、その先端が溶融池Wpに入り始めた時点から反力Fを受け始め、溶融池Wpの底では約2.5Nの反力Fを受けていることが判る。さらに、温度計測用プローブ2の先端が溶融池Wpの底に達した時点で、計測温度Tempが僅かに下がっていることが判る。なお、この計測では、温度計測用プローブ2の先端が溶融池Wpの底に達した時点で挿入前の状態に戻る(反転する)ように設定しているので、温度計測用プローブ2の反転後は溶融池Wpから受ける反力Fは減少している。
In the graph of FIG. 2, the tip of the
そして、図2に示したデータロガー8にサンプリング周期を合わせて保存されている溶融池Wpの温度データ及び反力データを解析すれば、溶融池Wpの溶融状態の推定が可能となり、これにより溶融池Wpに対する適正な溶加材の送り込み速度を選定し得ることとなる。
Then, by analyzing the temperature data and reaction force data of the molten pool Wp stored in the
したがって、溶接士の感覚を重視した溶接技術に頼る必要がほとんどなくなるので、溶接士の育成及びロボットを用いた自動溶接化に大いに寄与することとなる。 Therefore, there is almost no need to rely on welding technology that emphasizes the sense of the welder, which greatly contributes to the training of welders and the automatic welding using robots.
加えて、例えば、高温強度が高いIN100(登録商標)のようなNi基合金と、低合金鋼との、いわゆる異種金属同士をTIG溶接によって接合するに際して、この実施態様に係る温度・反力計測装置1を用いて溶融池Wpの温度データ及び反力データを計測すれば、これらのデータの解析から推定される溶融池Wpの溶融状態を基にして適正な溶加材の送り込み速度を選定し得ることとなる。
In addition, for example, when joining so-called dissimilar metals such as IN100 (registered trademark) having high high temperature strength and low alloy steel by TIG welding, temperature / reaction force measurement according to this embodiment is performed. If the temperature data and reaction force data of the molten pool Wp are measured using the
上記した実施形態では、温度・反力計測装置1の温度計測用プローブ2が、円管状を成すステンレス鋼製の被覆体22の中空部分に光ファイバ21の先端部を挿入して成るものとしていることから、光ファイバ21が溶接の熱から受ける影響を少なく抑えることができる。
In the above-described embodiment, the
なお、温度・反力計測装置1の温度計測用プローブ2は、必ずしも円管状を成す被覆体22の中空部分に光ファイバ21の先端部を挿入して成る構成である必要はない。
The
他の構成として、図3(a)に示すように、可動板51に単独で固定される光ファイバ21自体が温度計測用プローブ2Aであってもよく、この場合には、被覆体22を必要としない分だけコストの削減を実現できる。
As another configuration, as shown in FIG. 3A, the
さらに他の構成として、図3(b)に示すように、温度計測用プローブ2Bの被覆体22Bが可動板51上の光ファイバ21の少なくとも先端部を覆う略半割筒体形状を成していてもよく、この場合には、光ファイバ21が溶接の熱から受ける影響を少なく抑えつつ、被覆体22Bの材料を減らし得る分だけコストの削減を実現できる。
As yet another configuration, as shown in FIG. 3B, the covering
さらに他の構成として、図示はしないが、例えば、溶加材を用いるTIG溶接において、温度計測用プローブの被覆体として円管状に形成した溶加材を採用し、この円管状の溶加材の中空部分に光ファイバを通すことで、溶加材が温度計測用プローブを兼ねるようにしてもよい。 As yet another configuration, although not shown, for example, in TIG welding using a filler material, a filler metal formed in a circular tubular shape is adopted as a covering body of a probe for temperature measurement, and the filler metal having a circular tubular shape is used. By passing an optical fiber through the hollow portion, the filler metal may also serve as a temperature measuring probe.
また、温度計測用プローブ2の円管状を成す被覆体22に、ステンレス鋼に替えて試験片Wと同じ材質のものを採用してもよく、このように、被覆体として溶加材や試験片Wと同じ材質のものを採用した場合には、溶融金属に異物が混ざるのを防ぐことができ、その結果、より実際の溶接に近い状態で、温度・反力を計測することができる。
Further, the covering
さらに他の構成として、図示はしないが、温度計測用プローブをシース熱電対から構成することも可能である。 As yet another configuration, although not shown, the temperature measuring probe can be configured from a sheathed thermocouple.
また、上記した実施形態では、温度・反力計測装置1によって、TIG溶接によって試験片Wに生じる溶融池の温度及び反力を計測する場合を示したが、TIG溶接であることに限定されることはなく、プラズマ溶接であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the temperature / reaction
本発明に係る温度・反力計測装置及び温度・反力計測方法の構成は、上記した実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The configuration of the temperature / reaction force measuring device and the temperature / reaction force measuring method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
1 温度・反力計測装置
2,2A,2B 温度計測用プローブ
4 温度計測部
5 リニアモータ(駆動部)
6 反力計測部
8 データロガー
21 光ファイバ
22,22B 被覆体
Ta タングステン電極(非消耗電極)
Wp 溶融池
1 Temperature / reaction
6 Reaction
Wp melting pond
Claims (7)
温度計測用プローブと、
前記温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入する駆動部と、
前記温度計測用プローブを介して溶融池温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入した際に該温度計測用プローブが溶融池から受ける反力を計測する反力計測部と、
を備えた温度・反力計測装置。 It is a temperature / reaction force measuring device that measures the temperature and reaction force of the molten pool during welding.
A probe for temperature measurement and
A drive unit that inserts the tip of the temperature measurement probe into the molten pool,
A temperature measuring unit that measures the temperature of the molten pool via the temperature measuring probe,
A reaction force measuring unit that measures the reaction force that the temperature measuring probe receives from the molten pool when the tip of the temperature measuring probe is inserted into the molten pool.
A temperature / reaction force measuring device equipped with.
温度計測用プローブの先端を溶融池に挿入して、溶融池温度を計測すると共に前記温度計測用プローブが溶融池から受ける反力を計測する温度・反力計測方法。 It is a temperature / reaction force measurement method that measures the temperature and reaction force of the molten pool during welding.
A temperature / reaction force measuring method in which the tip of a temperature measuring probe is inserted into a molten pool to measure the temperature of the molten pool and the reaction force received by the temperature measuring probe from the molten pool.
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