JP2023546637A - Method for inspection of welds, especially spot welds - Google Patents

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ムジカ,ルカシュ
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ザパドソスカ・ウニベルジタ・ブ・プルツニ
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Abstract

溶接部、特に点溶接部の検査が、溶接部そのものの特性を直接的に決定することによって遂行されるのではなく、溶接部の周りの区域であって、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない区域が熱せられ、続いて、溶接部区域内の表面からの熱放射の時間的経過の空間的分布が測定され、測定された値が十分に高品質の溶接部に対する既定の値の範囲内に入るかどうかが決定される。【選択図】図1Inspection of welds, particularly spot welds, is not carried out by directly determining the properties of the weld itself, but rather by determining the area around the weld whose surface optical properties are The area unaffected by the welding process is heated, then the spatial distribution of the time course of the heat radiation from the surfaces within the weld area is measured and the measured values are determined for a sufficiently high quality weld. Determines whether it falls within a range of default values. [Selection diagram] Figure 1

Description

発明は、溶接部、特に点溶接部を検査するための方法であって、とりわけ点溶接部が複数生じる製品について検査するための方法に関する。 The invention relates to a method for inspecting welds, in particular spot welds, and in particular to a method for inspecting products in which a plurality of spot welds occur.

現下では点溶接は破壊的方式と非破壊的方式の両方式で検査される。非破壊的及び非接触的方法は、赤外放射及び熱移動プロセスの使用に基づいた方法を含む。それらは、熱源に応答した溶接部の表面又は裏面の温度応答を測定する。使用される熱源は、フラッシュランプ、ハロゲンランプ、又は赤外レーザである。どの場合も表面は溶接部の区域を熱せられる。熱源の作用中及び作用後の熱プロセスは、赤外検出器又は熱撮像素子によって測定される。 Currently, spot welds are inspected using both destructive and non-destructive methods. Non-destructive and non-contact methods include methods based on the use of infrared radiation and heat transfer processes. They measure the temperature response of the front or back side of the weld in response to a heat source. The heat sources used are flash lamps, halogen lamps or infrared lasers. In each case the surface is heated in the area of the weld. The thermal processes during and after the action of the heat source are measured by infrared detectors or thermal imagers.

小さい温度差を強調表示し、高品質溶接部の特徴との差を探し出す高度なアルゴリズムによって、記録された一連の赤外画像がコンピュータ処理される。 A series of recorded infrared images are computer-processed using sophisticated algorithms that highlight small temperature differences and look for differences with the characteristics of high-quality welds.

これらの方法は、他の方法に勝る独自の利点を有するが、多くの欠点も有する。原理的に高品質溶接部と低品質溶接部の見分けを複雑にする根本的な欠点は、溶接部の材料の表面に対する熱源の作用であり、溶接部区域では熱放射の吸収が前の溶接プロセスによって多様な影響を受ける。表面の原初の均質的な光熱特性は、酸化物層の形成、付着不純物、及び機械的圧力によって乱される。結果は、空間的均質熱源の不規則な空間的不均質吸収である。熱プロセスでのこれらの現象は、不良な溶接部品質によって引き起こされる熱現象と重なり、その結果、低品質溶接部の自動評価が著しく妨げられる。 Although these methods have unique advantages over other methods, they also have a number of drawbacks. A fundamental drawback, which in principle complicates the distinction between high-quality and low-quality welds, is the action of the heat source on the surface of the material of the weld, and in the weld area the absorption of thermal radiation is caused by the previous welding process. be influenced in various ways by The original homogeneous photothermal properties of the surface are disturbed by the formation of oxide layers, deposited impurities, and mechanical stress. The result is an irregular spatially heterogeneous absorption of a spatially homogeneous heat source. These phenomena in the thermal process overlap with the thermal phenomena caused by poor weld quality, and as a result, the automatic evaluation of poor quality welds is significantly hindered.

現状の別の欠点は、短時間の励起熱パルス及び制御された溶接部の小さい温度差を有するフラッシュランプの使用であり、つまり高価な冷却赤外カメラや処理時間とデータ量を要求する空間アルゴリズムを使用することの必要性である。レーザを使用する場合、主たる問題は、より広い面積の加熱の空間的均質性と、制御された表面からの熱源の距離に対する熱流束密度の依存度と、を実現することである。 Another shortcoming of the current state of affairs is the use of flash lamps with short excitation heat pulses and small temperature differences in the controlled weld, which means expensive cooled infrared cameras and spatial algorithms that require processing time and data volume. is the necessity of using. When using lasers, the main problem is to achieve spatial homogeneity of heating over a larger area and a controlled dependence of the heat flux density on the distance of the heat source from the surface.

発明は、溶接部、特に点溶接部の検査が、溶接部そのものの特性を直接的に決定することによって遂行されるのではなく、溶接部の周りの区域であって、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない区域が熱せられ、続いて、溶接部区域内の表面からの熱放射の時間的経過の空間的分布が測定され、測定された値が十分に高品質の溶接部に対する既定の値の範囲内に入るかどうかが決定される、という事実に基づく。 The invention provides that the inspection of welds, particularly spot welds, is carried out not by directly determining the properties of the weld itself, but by determining the optical properties of the area around the weld and its surface. The area unaffected by the previous welding process is heated, then the spatial distribution of the time course of the heat radiation from the surfaces within the weld area is measured and the measured values are of sufficiently high quality. It is based on the fact that the determination is made whether it falls within the range of predetermined values for the weld.

溶接部の周りの区域は、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない最も近い閉鎖区域であり、例えば、最も近い中間の環、つまり、その内側の円が溶接部の外境界から0.5mm乃至25mmの範囲内で隔てられている環である。 The area around the weld is the closest closed area whose surface optical properties are not affected by the previous welding process, for example the closest intermediate ring, i.e. its inner circle outside the weld. The ring is spaced within a range of 0.5 mm to 25 mm from the boundary.

溶接部の周りの区域は、最も近い開放区域であって、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない開放区域であり、この開放区域は検査対象の溶接部を中心とする円の270度より多くを囲んでいる。この開放区域はより多くの部分から成ることもある。 The area around the weld is the closest open area whose surface optical properties are unaffected by the previous welding process, and this open area is centered on the weld to be inspected. Encloses more than 270 degrees of a circle. This open area may also consist of more parts.

溶接部の周囲は、非接触式に熱せられるのが好ましく、溶接部の区域内の表面からの熱放射の時間的経過の空間的分布は放射測定により非接触式に測定されるのが好ましい。 The surroundings of the weld are preferably heated in a non-contact manner and the spatial distribution of the time course of the heat radiation from the surfaces in the area of the weld is preferably measured in a non-contact manner by radiometry.

溶接部の区域内の表面からの熱放射の時間的経過の空間的分布は、0.01秒から10秒までの範囲内で測定されるのが好ましい。 Preferably, the spatial distribution of the time course of the heat radiation from the surface in the area of the weld is measured within a range of 0.01 seconds to 10 seconds.

値が十分に高品質の溶接部に対する既定の値の範囲内に入ることは、高品質溶接部のサンプルから又はコンピュータシミュレーションによって決定される。 That the value falls within predetermined values for sufficiently high quality welds is determined from samples of high quality welds or by computer simulation.

発明による溶接部の品質制御の方法の基本的な利点は、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない溶接部の近傍に加熱が作用することである。これは、1つの制御された溶接部内での空間的に均質な加熱と、同じタイプの複数の異なる溶接部内での吸収パワーの再現性を確約する。 A fundamental advantage of the method of quality control of welds according to the invention is that the heating acts in the vicinity of the weld, the optical properties of whose surfaces are not influenced by previous welding steps. This ensures spatially homogeneous heating within one controlled weld and reproducibility of the absorbed power within different welds of the same type.

技術の現状では、溶接部そのものを含む表面も加熱され、ゆえに溶接部自体の表面上に定常的に起こる不純物のせいで、被測定区域の加熱の有意な不均一さ及び非再現性が存在した。 In the current state of the art, the surfaces containing the weld itself are also heated, and therefore there is significant non-uniformity and non-reproducibility of the heating of the measured area due to impurities that regularly occur on the surface of the weld itself. .

溶接部を検査するプロセスは、前の溶接工程によって様々に且つ不規則なやり方で影響を受けることの多い溶接部そのものの表面を加熱することを回避することによって、同じ被溶接部分に起こる同じタイプの溶接部の検査を自動化するプロセスを有意に単純化する。 The process of inspecting welds avoids heating the surface of the weld itself, which is often influenced in a variable and irregular manner by previous welding operations, and thus detects the same type of damage occurring on the same welded part. Significantly simplifies the process of automating the inspection of welds.

発明による方法の利点は、更なる加熱時間でのより大きい温度差を実現することが可能になり、ひいては、追加の能動的冷却を必要とするより高速且つより高価な光子熱撮像素子の代わりに桁違いに安価なタイプのボロメータ非冷却熱撮像素子を使用することが可能になることである。技術の現状では、異なる欠陥を有する溶接部の間に温度差を作り出す加熱プロセスは、総検査時間のわずかな部分に亘ってしか起こらない。溶接部を差別化するプロセス、機械評価の自動化、及び大きなデータの処理という問題は、連続的なレーザ作用を使用することによって、及び、短い加熱パルス後の冷却フェーズの代わりに加熱フェーズ中の温度へ実施される評価を使用することによって、著しく単純化される。 The advantage of the method according to the invention is that it makes it possible to achieve larger temperature differences with additional heating times and thus instead of faster and more expensive photon thermal imagers that require additional active cooling. It is possible to use a type of bolometric uncooled thermal imager that is orders of magnitude cheaper. With the current state of the art, the heating process that creates temperature differences between welds with different defects occurs only for a small portion of the total inspection time. The problem of differentiating weld processes, automating machine evaluation, and processing large data can be solved by using continuous laser action and by reducing the temperature during the heating phase instead of the cooling phase after a short heating pulse. By using evaluations carried out to

発明による溶接部の品質制御の方法の利点は、非接触熱源の異なるパワー、時間、空間の効果を定義することが可能になり、ひいては、1つの被溶接部分に通常的に起こる相異なる溶接部の制御の最適パラメータを解くことが可能になることである。 The advantage of the method of quality control of welds according to the invention is that it makes it possible to define the different power, time and space effects of the non-contact heat source and thus the different welds that normally occur on one welded part. It becomes possible to solve the optimal parameters for the control of

発明による溶接部の検査の方法は、全体としてより単純でより安価な構成要素を溶接部の検査に使用することを可能にするので検査場全体の投資要件が有意に節減される。 The method of inspecting welds according to the invention allows overall simpler and cheaper components to be used for inspecting welds, so that the investment requirements of the overall inspection station are significantly reduced.

発明の或る例示としての実施形態が添付図に示されている。 Certain illustrative embodiments of the invention are illustrated in the accompanying drawings.

溶接部検査方法を実施するための装置ならびに加熱工程及び温度応答測定工程に関連付けられる熱流束を模式的に示す。1 schematically depicts an apparatus for carrying out a weld inspection method and the heat fluxes associated with the heating step and temperature response measurement step; 図1の溶接部及びその周囲の平面図を模式的に示す。FIG. 2 schematically shows a plan view of the welded portion in FIG. 1 and its surroundings. 検査対象の被溶接材料内の熱流束を示す。Indicates the heat flux within the welded material being inspected. 溶接部の区域及びその周囲での材料表面上の空間的熱流束を示す。Figure 3 shows the spatial heat flux on the material surface in the area of the weld and its surroundings. 材料表面での空間的温度分布を溶接部断面で示す。The spatial temperature distribution on the material surface is shown in the weld section. 加熱フェーズと冷却フェーズへ分けられた熱流束作用の時間的経過を示す。The time course of the heat flux action is shown divided into a heating phase and a cooling phase. 溶接部区域及びその近傍の表面温度の時間的経過を示す。Figure 3 shows the time course of the surface temperature in the weld zone and its vicinity; 溶接部区域での測定された表面温度による溶接部品質の評価を示す。Figure 3 shows an evaluation of the weld quality by the measured surface temperature in the weld area. 点溶接部の検査を模式的に示す。The inspection of spot welds is schematically shown. 線溶接部の検査を模式的に示す。The inspection of a line weld is schematically shown. 空間的に特徴のある溶接部の検査を模式的に示す。Fig. 3 schematically shows the inspection of a spatially distinctive weld. レンズ又は開口を用いた光学的機械的部材の実施形を模式的に示す。2 schematically shows an embodiment of an optical mechanical member using a lens or an aperture. 走査ヘッドを使用する、ミラーを用いた光学的機械的部材の実施形を模式的に示す。1 schematically shows an embodiment of an opto-mechanical element with mirrors using a scanning head; 測定システムと検査対象の溶接部を所望の相対位置に位置決めすることを確約する溶接部試験デバイスを模式的に示す。1 schematically depicts a weld testing device ensuring positioning of the measurement system and the weld to be inspected in the desired relative position;

発明による溶接部の検査は、図1に模式的に示されているデバイス上で実施できる。加熱工程がレーザ源1によって提供され、温度応答を測定するのに赤外検出器システム2が使用され、制御、通信、評価、及び表示はコントロールユニット3によって提供される。検査対象の被溶接部分は、上プレート4、下プレート5、及び溶接ナゲット6である実際の接合部から成る。試験デバイスは、溶接部の近傍へのレーザビームの定義された空間的時間的作用を確約する光学的機械的部材を含んでいる。 The inspection of welds according to the invention can be carried out on the device shown schematically in FIG. The heating process is provided by a laser source 1, an infrared detector system 2 is used to measure the temperature response, and control, communication, evaluation and display is provided by a control unit 3. The welded part to be inspected consists of the upper plate 4, the lower plate 5, and the actual joint, which is the weld nugget 6. The test device includes opto-mechanical elements that ensure a defined spatio-temporal action of the laser beam in the vicinity of the weld.

溶接ナゲット6の周りの表面が図2に示されている。加熱性熱流束7が上プレート4の被加熱区域14に作用し、溶接部の周りに加熱を提供する。ただし、発明の文脈では、レーザ源1のパワーの大半が、その光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない溶接部の近傍に作用するはずであるときに、加熱性熱流束7は溶接部の区域にも作用し得る。放射熱流束8が、溶接部区域とその近傍を含む被測定区域15から赤外検出器システム2によって感知される。 The surface around the weld nugget 6 is shown in FIG. A heating heat flux 7 acts on the heated area 14 of the upper plate 4 and provides heating around the weld. However, in the context of the invention, the heating heat flux 7 is the welding zone when most of the power of the laser source 1 should act in the vicinity of the weld, whose optical properties are unaffected by the previous welding process. It can also affect the area of the body. A radiant heat flux 8 is sensed by an infrared detector system 2 from a measured area 15 including the weld area and its vicinity.

加熱工程中の材料の熱流束が図3に示されている。加熱性熱流束7が溶接部の周りに作用する。レーザビームは、材料の表面によって吸収され、溶接部の周りに温度の上昇を生じさせる。続いて、熱は主に上プレート4を通って溶接部区域へ伝わり、溶接ナゲットを通って下プレート5へ放散される。このことは、熱プロセスが溶接部区域表面の加熱を生じさせ、そこでは温度が溶接された接合部の熱特性によって有意に影響を受ける、ということを物語っている。 The heat flux of the material during the heating process is shown in FIG. A heating heat flux 7 acts around the weld. The laser beam is absorbed by the surface of the material, causing an increase in temperature around the weld. Subsequently, the heat is mainly conducted through the upper plate 4 to the weld area and dissipated through the weld nugget to the lower plate 5. This tells us that the thermal process causes heating of the weld area surface, where the temperature is significantly influenced by the thermal properties of the welded joint.

溶接部区域及びその近傍での材料の表面上の熱流束の空間的分布と熱流束時間曲線が図4及び図5に模式的に示されている。加熱性熱流束7は、溶接ナゲット6の周りの被加熱区域14に空間的に作用し、溶接ナゲット6そのものの領域には加熱性熱流束7が効かないことが望ましい。 The spatial distribution of the heat flux on the surface of the material in the weld area and its vicinity and the heat flux time curve are shown schematically in FIGS. 4 and 5. Preferably, the heating heat flux 7 acts spatially on the heated area 14 around the weld nugget 6, and that the heating heat flux 7 does not act on the area of the weld nugget 6 itself.

時間の観点から見た、レーザ源の作用のプロセスが図5から分かる。それは、レーザビームが溶接部の周りの表面に当たり表面が熱せられる加熱フェーズ16と、レーザ源がスイッチオフされた後に材料の表面が冷めてゆく冷却フェーズ17へ分けられている。 The process of operation of the laser source in terms of time can be seen from FIG. It is divided into a heating phase 16, during which the laser beam hits the surface around the weld and heats the surface, and a cooling phase 17, during which the surface of the material cools down after the laser source has been switched off.

溶接部の区域での材料の表面上の空間的温度プロファイルと時間的温度プロファイルが図6及び図7に模式的に示されている。 The spatial and temporal temperature profiles on the surface of the material in the area of the weld are shown schematically in FIGS. 6 and 7.

加熱工程中の時点tTにおける溶接部断面での被測定区域15内の材料の表面温度の空間的分布が図6に示されている。溶接ナゲット6の周りの被加熱区域14には最大値温度10があり、その値はレーザパワーと上プレート4の熱特性とによって最も影響される。 The spatial distribution of the surface temperature of the material in the measured area 15 in the weld section at time t T during the heating process is shown in FIG. There is a maximum temperature 10 in the heated area 14 around the weld nugget 6, the value of which is most influenced by the laser power and the thermal properties of the upper plate 4.

溶接ナゲット6の場所では、表面温度11のレベルは、主に、溶接部の品質を示唆する溶接ナゲット6の熱特性によって影響される。次に、図7は、溶接部の周り、即ち、溶接ナゲット6の近傍のレーザ加熱区域xpにおける温度の時間的経過12と、溶接部、即ち、溶接部そのものの区域xTにおける温度の時間的経過13と、を模式的に示しており、それを用いて溶接部品質の基本的評価が行われる。 At the location of the weld nugget 6, the level of the surface temperature 11 is mainly influenced by the thermal properties of the weld nugget 6, which are indicative of the quality of the weld. FIG. 7 then shows the time course 12 of the temperature in the laser-heated area x p around the weld, i.e. in the vicinity of the weld nugget 6, and in the weld, i.e. in the area x T of the weld itself. 13 is schematically shown, and basic evaluation of the quality of the weld is performed using it.

溶接部区域での測定された表面温度を用いて溶接部の品質を評価する方法が図8に示されている。実験的較正を用いて、又は溶接部バリアントのコンピュータシミュレーションを用いて、適切温度帯20が決定される。所与の溶接パラメータ、とりわけ上プレート4及び下プレート5の厚さと溶接ナゲット6のサイズ、及び所与の加熱パラメータ、とりわけレーザ源1のパワーと加熱性熱流束7が作用する区域のサイズ、に対するエリアが高品質溶接部に対応する。このエリアは図8では「OK」と印がつけられていて、高品質溶接部18の温度に対応する。 A method for evaluating the quality of a weld using the measured surface temperature in the weld area is shown in FIG. A suitable temperature zone 20 is determined using experimental calibration or using a computer simulation of the weld variant. For given welding parameters, in particular the thickness of the upper plate 4 and lower plate 5 and the size of the weld nugget 6, and given heating parameters, in particular the power of the laser source 1 and the size of the area on which the heating heat flux 7 acts. The area corresponds to high quality welds. This area is marked "OK" in FIG. 8 and corresponds to the temperature of the high quality weld 18.

温度がより高い場合には、高温度帯21に至ることになり、それはつまり高品質溶接部に比べ溶接ナゲット6と下プレート5を通って放散される熱が少ない低品質溶接部であることを示唆する。温度がより低い場合には、低温度帯22に至ることになり、したがって検査の結果はやはり不満足状態であり、図8では「NOK」の印がつけられ、それは主として溶接部の周りに必要な加熱を遂行できなかったことに起因する。これらのエリアは低品質溶接部19の温度を表す。 If the temperature is higher, a high temperature zone 21 will be reached, which means a low-quality weld in which less heat is dissipated through the weld nugget 6 and the lower plate 5 than in a high-quality weld. suggest. If the temperature were lower, a low temperature zone 22 would be reached and the result of the test would therefore still be unsatisfactory, marked "NOK" in FIG. This is due to the fact that heating could not be carried out. These areas represent the temperature of the poor quality weld 19.

表面温度は、概して、材料の表面によって発せられる放射熱流束8の強度を主として検出する赤外検出器を用いて非接触式に測定される。温度は、被測定表面の輻射率の値、放射環境の温度の値、及び雰囲気の透過率の値を含め、関与する放射プロセスの定量化によって評価される。ゆえに、溶接部品質を決定する方法は、その評価に温度値が使用されようと被測定熱流束の源信号値が使用されようと同じである。 Surface temperature is generally measured non-contact using an infrared detector that primarily detects the intensity of the radiant heat flux 8 emitted by the surface of the material. Temperature is evaluated by quantifying the radiative processes involved, including emissivity values of the surface being measured, temperature values of the radiant environment, and transmittance values of the atmosphere. Therefore, the method for determining weld quality is the same whether temperature values or source signal values of the measured heat flux are used for its evaluation.

記載の発明にしたがった方法による溶接部の検査は、様々な技術によって現出される異なる形状及び異なるサイズの溶接部に対して使用できる。このことは図9から図11に模式的に示されている。これらは、図9に示されている様に抵抗溶接技術によって形成される点溶接部、又は図10に示されている様に技術的ヘッドを用いたレーザ技術によって形成される線溶接部、又は図11に示されている様に走査ヘッドを用いたいわゆるリモートレーザ技術によって形成される空間的に特徴のある溶接部であり得る。 Inspection of welds by the method according to the described invention can be used for welds of different shapes and sizes produced by various techniques. This is shown schematically in FIGS. 9 to 11. These may be spot welds formed by resistance welding techniques, as shown in Figure 9, or line welds, formed by laser technology with a technical head, as shown in Figure 10. It can be a spatially characterized weld formed by so-called remote laser technology using a scanning head as shown in FIG.

レーザビームが作用する被加熱区域14の形状は、検査対象の溶接ナゲット6の形状及びサイズに対応し、同じく検査対象の被溶接部分の形状及びサイズ、つまりは材料のエッジ又は他の溶接部の存在にも対応する。この被加熱区域14における熱流れの空間的分布は均質ではなく、検査対象の溶接部の上述の特性に関係し得る。被加熱区域14は、単に溶接部に隣接する近傍である必要はなく、閉鎖区域である必要もないが、常に、加熱プロセス及び温度応答測定が高品質溶接部と低品質溶接部を見分けるための精度と再現性の必要を満たすように役目を果たさなくてはならない。 The shape of the heated area 14, on which the laser beam acts, corresponds to the shape and size of the weld nugget 6 to be inspected, and likewise to the shape and size of the welded part to be inspected, i.e. edges of the material or other welds. It also corresponds to existence. The spatial distribution of the heat flow in this heated area 14 is not homogeneous and may be related to the above-mentioned properties of the weld under test. The heated area 14 need not simply be in the immediate vicinity of the weld, nor does it need to be a closed area, but it is always necessary for the heating process and temperature response measurements to distinguish between high quality and low quality welds. It must serve to meet the needs of precision and reproducibility.

溶接部の周りの表面に対するレーザビームの空間的及び時間的作用を確約する光学的機械的部材9の技法的実施形は、図12及び図13に模式的に示されている様に様々なやり方で遂行できる。これは、図12のレンズ23又は開口24によってレーザビームを整形する原理、又は、例えば図13の走査ヘッドによって、ミラーを使用してレーザビームを位置決めする原理を伴い得る。 The technical implementation of the opto-mechanical element 9, which ensures the spatial and temporal action of the laser beam on the surface around the weld, can be carried out in various ways, as shown schematically in FIGS. 12 and 13. It can be carried out with This may involve the principle of shaping the laser beam by a lens 23 or aperture 24 in FIG. 12, or positioning the laser beam using mirrors, for example by a scanning head in FIG. 13.

通常は、1つの被溶接部分上の空間的に異なる箇所に位置する幾つかの異なる溶接部を検査することが必要である。 It is usually necessary to inspect several different welds located at spatially different locations on one welded part.

その様な場合、測定システムと検査対象の被溶接部分の所望相対位置を確保することが必要である。これは、図14に示されている様に、測定システム26のアッタッチメントを産業用ロボット28のアーム上又はガントリーマニピュレータ上に設置し、アームが、検査対象の被溶接部分のアッタッチメント27を使用して静的に位置づけられた被溶接部分の周りにデバイスの測定部を動かすことによって確約できる。逆の方法も技法的に実施可能であり、その場合は、産業用ロボット又は別のコンベヤを用いて、検査対象の被溶接部分が静止した測定システムに対して位置決めされる。 In such cases, it is necessary to ensure the desired relative position of the measuring system and the welded part to be inspected. As shown in FIG. 14, the attachment of the measurement system 26 is installed on the arm of the industrial robot 28 or on the gantry manipulator, and the arm is attached to the attachment 27 of the welded part to be inspected. This can be determined by moving the measuring part of the device around the statically positioned part to be welded using the The opposite method is also technically possible, in which case the welded part to be inspected is positioned with respect to a stationary measuring system using an industrial robot or another conveyor.

発明は、とりわけ、複数の点溶接が遂行され、それら溶接部の品質が迅速かつ効率的に検査されることが必要な作業場のために使用できる。 The invention can be used, inter alia, for workshops where multiple spot welds are performed and the quality of those welds needs to be inspected quickly and efficiently.

1 レーザ源
2 赤外検出器システム
3 コントロールユニット
4 上プレート
5 下プレート
6 溶接ナゲット
7 加熱性熱流束
8 放射熱流束
9 光学的機械的部材
10 最大値温度
11 表面温度
12 溶接部の周りでの温度の時間的経過
13 溶接部での温度の時間的経過
14 被加熱区域
15 被測定区域
16 加熱フェーズ
17 冷却フェーズ
18 高品質溶接部の温度
19 低品質溶接部の温度
20 適切温度帯
21 高温度帯
22 低温度帯
23 レンズ
24 開口
25 ミラー
26 測定システムのアタッチメント
27 検査対象の被溶接部分のアッタッチメント
28 産業用ロボット
1 Laser source 2 Infrared detector system 3 Control unit 4 Upper plate 5 Lower plate 6 Welding nugget 7 Heating heat flux 8 Radiant heat flux 9 Optical and mechanical components 10 Maximum temperature 11 Surface temperature 12 Around the weld Temperature over time 13 Temperature over time in the weld 14 Area to be heated 15 Area to be measured 16 Heating phase 17 Cooling phase 18 Temperature of high quality weld 19 Temperature of low quality weld 20 Appropriate temperature range 21 High temperature Band 22 Low temperature zone 23 Lens 24 Aperture 25 Mirror 26 Attachment of measurement system 27 Attachment of welded part to be inspected 28 Industrial robot

Claims (9)

溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の周りの区域であって、その表面の光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない区域が熱せられ、続いて、前記溶接部区域内の前記表面からの熱放射の時間的経過の空間的分布が測定され、前記測定された値が十分に高品質の溶接部に対する既定の値の範囲内に入るかどうかが決定される、ことを特徴とする方法。
In a method for inspecting welds, especially spot welds,
An area around the weld, the optical properties of whose surface is unaffected by the previous welding process, is heated, followed by a temporal adjustment of the thermal radiation from the surface within the weld area. A method characterized in that the spatial distribution of the progress is measured and it is determined whether the measured value falls within a range of predetermined values for a sufficiently high quality weld.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の周りの前記区域は、最も近い閉鎖区域であって、その前記表面の前記光学的特性が前記前の溶接工程によって影響を受けない閉鎖区域である、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
A method characterized in that the area around the weld is the closest closed area, the optical properties of the surface being unaffected by the previous welding process.
請求項2に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の周りの前記区域は、最も近い中間の環であって、その前記表面の前記光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けず、その内側の円が前記溶接部の外境界から0.5mm乃至25mmだけ隔てられている環である、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 2, comprising:
The area around the weld is the closest intermediate ring, the optical properties of the surface of which are unaffected by previous welding steps, and whose inner circle extends from the outer boundary of the weld. A method characterized in that the rings are separated by 0.5 mm to 25 mm.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の周りの前記区域は、最も近い非閉鎖区域であって、その前記表面の前記光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けない非閉鎖区域であり、この非閉鎖区域は前記検査対象の溶接部を中心とする円の270度より多くを囲んでいる、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
The area around the weld is the closest non-closed area, the optical properties of the surface being unaffected by the previous welding process, and this non-closed area is the closest non-closed area to the inspection. A method characterized by enclosing more than 270 degrees of a circle centered on the target weld.
請求項4に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記非閉鎖区域であって、その前記表面の前記光学的特性が前の溶接工程によって影響を受けず、前記検査対象の溶接部を中心とする円の270度より多くを囲んでいる前記非閉鎖区域は、少なくとも2つの部分から成る、ことを特徴とする方法。
A method for inspecting welds, in particular spot welds, according to claim 4, comprising:
the non-closed area, the optical properties of the surface of which are unaffected by previous welding steps, and which enclose more than 270 degrees of a circle centered on the weld to be inspected; A method characterized in that the area consists of at least two parts.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の周りの前記区域は非接触式に熱せられる、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
A method characterized in that the area around the weld is heated in a non-contact manner.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部区域内の前記表面からの前記熱放射の前記時間的経過の前記空間的分布は、放射測定により非接触式に測定される、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
Method, characterized in that the spatial distribution of the time course of the thermal radiation from the surface in the weld area is measured non-contact by radiometry.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記溶接部の前記区域内の前記表面からの前記熱放射の前記時間的経過の前記空間的分布は、0.01秒から10秒までの範囲内で測定される、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
The method characterized in that the spatial distribution of the time course of the thermal radiation from the surface in the area of the weld is measured in the range from 0.01 seconds to 10 seconds.
請求項1に記載の、溶接部、特に点溶接部の検査のための方法において、
前記値が十分に高品質の溶接部に対する既定の値の範囲内に入ることは、高品質溶接部のセットから又はコンピュータシミュレーションによって決定される、ことを特徴とする方法。
A method for inspection of welds, in particular spot welds, according to claim 1, comprising:
The method characterized in that said value falling within a predetermined range of values for sufficiently high quality welds is determined from a set of high quality welds or by computer simulation.
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